DE69104596T2 - Vorrichtung und Verfahren für die ständige Diagnose von Turbo-Motoren. - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren für die ständige Diagnose von Turbo-Motoren.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Diagnose der Ladeeinheit von geladenen Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen.
- Es ist bekannt, daß Ladesysteme einen oder zwei Turbolader umfassen, deren zufriedenstellende Arbeitsweise wesentlich für die Wirksamkeit der Maschine ist. Es ist daher wichtig, daß Turbolader oder Turbokompressoren kontinuierlich überwacht werden, damit dem Fahrer kritische Situationen angezeigt und der Fahrer gewarnt werden kann und damit die notwendigen Maßnahmen ergriffen werden können, bevor tatsächlich ein Schaden eintritt.
- In PATENT ABSTRACTS OF JAPAN. Band 12, Nr. 41 (M-666) (2888), 6. Februar 1988 und JP-A-62 105 492 (Hitachi Ltd.), 28. August 1987, wird eine Vorrichtung zur Steuerung der Verdichtungs-Vorprüfung eines Kompressors beschrieben. Diese Vorrichtung umfaßt Detektoren für Einlaß- und Auslaßdruck, einen Strömungsdurchsatzdetektor und eine Datenverarbeitungseinheit.
- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für die kontinuierliche Diagnose der Ladeeinheit zu schaffen, die es möglich macht, den Fahrer rechtzeitig vor fehlerhaften Arbeitsbedingungen des Turboladers oder Turbokompressors zu warnen. Im übrigen sollte die Vorrichtung an verschiedene Maschinentypen leicht anpaßbar, in der Größe kompakt und in den Kosten maßvoll sein.
- Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung für die kontinuierliche Diagnose der Ladeeinheit einer geladenen Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Turbokompressor dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zum Ermitteln des Einlaßdruckes und des Auslaßdruckes des Turbokompressors, eine Einrichtung zur Bestimmung des jeweiligen Verhältnisses zwischen dem Ausleßdruck und dem Einlaßdruck, eine Einrichtung zum Erfassen des Brennstoffverbrauchs, eine Einrichtung zum Erfassen der Drehzahl der Maschine, eine Einrichtung zum Bestimmen des theoretischen Mindestverhältnisses zwischen dem Auslaßdruck und dem Einlaßdruck auf der Basis des ermittelten Brennstoffverbrauchs und der Drehzahl und eine Einrichtung zum Vergleichen des tatsächlichen Verhältnisses und des theoretischen Mindestverhältnisses und zum Erzeugen eines Alarmsignals, wenn das tatsächliche Verhältnis niedriger als das theoretische Mindestverhältnis ist, umfaßt.
- Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Diagnose der Ladeeinheit einer geladenen Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Turbokompressor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es die Schritte erfassen des Einlaßdrucks und des Auslaßdrucks des Turbokompressors. Bestimmen des tatsächlichen Verhältnisses zwischen dem Auslaßdruck und dem Einlaßdruck, Erfassen des Brennstoffverbrauchs, Erfassen der Drehzahl der Maschine, Bestimmen des theoretischen Mindestverhältnisses auf der Basis des ermittelten Brennstoffverbrauchs und der Drehzahl, Vergleichen des tatsächlichen Verhältnisses und des theoretischen Mindestverhältnisses und Erzeugen eines Alarmsignals, wenn das tatsächliche Verhältnis unterhalb des theoretischen Mindestverhältnisses liegt, umfaßt.
- Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung soll anschließend eine bevorzugte Ausführungsform in der Form eines nicht einschränkend zu verstehenden Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben werden, in der:
- Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt;
- Fig. 2 ein Flußdiagramm des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- Fig. 3 ein Diagramm der Kurven des Verhältnisses zwischen dem Auslaßdruck und dem Einlaßdruck als Funktion von zwei Variablen darstellt;
- Fig. 4 eine in Zusammenhang mit der Erfindung verwendete Mappe darstellt;
- Fig. 5 eine Einzelbeit des Diagramms gemäß Fig. 3 zeigt.
- In Fig. 1 wird die Vorrichtung zur kontinuierlichen Diagnose der Ladeeinheit gemäß der Erfindung allgemein mit 1 bezeichnet. Die Vorrichtung 1 ist vorgesehen zur Verbindung mit einer Maschine 2 über einen Drehzahlsensor 3 (normalerweise der Drehzahlsensor, der am Schwungrad angebracht ist), der an seinen Ausgängen ein Signal NER erzeugt, das der Drehzahl der Maschine 2 enspricht, oder genauer: der Anzahl der Zyklen der Maschine, welches gleich der Hälfte der Anzahl der Umdrehungen ist). Zum Zwecke der kontinuierlichen Überwachung des Betriebs des Turbokompressors 4 ist dieser mit einem Eingang eines Temperatursensors 5, der an seinem Ausgang ein Signal TIT erzeugt, einem Eingangsdrucksensor 6, der an seinem Ausgang ein Signal TIP erzeugt, einem Auslaßdrucksensor 71 der an seinem Ausgang ein Signal TOP erzeugt, verbunden. Im einzelnen repräsentiert das Signal TIT die Temperatur der Einlaßluft des Turbokompressors 4 in Grad C, während das Signal TIP und das Signal TOP den Einlaßluftdruck und den Auslaßluftdruck in mbar repräsentieren.
- Weiterhin wird die Vorrichtung 1 mit einer Einrichtung 8 zur Bestimmung des Brennstoffverbrauchs verbunden, die eine Meßeinrichtung bekannter Art umfassen kann. In diesem Falle können Teile der Einrichtung 8 zur Bestimmung des Brennstoffverbrauchs in die Vorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung integriert sein. In jedem Falle erzeugt die Einrichtung 8 zur Bestimmung des Brennstoffverbrauchs an ihrem Ausgang ein Signal FC, das den Brennstoffverbrauch in mm³ pro Zyklus repräsentiert.
- Die Signale TIT, TIP und TOP werden einer Rechnereinheit 9 zugeleitet, die ebenfalls mit einer ersten Speichereinheit 10 verbunden ist, die eine Mappe über das Mindestverhältnis zwischen dem Auslaßdruck und dem Einlaßdruck des Turbokompressors 4 anlegt, ferner mit einer zweiten Speichereinheit 11, die einen Vektor erzeugt, der repräsentativ für die Kompensations-Koeffizienten ist, mit einer dritten Speichereinheit 12, die einen Speicher für vorläufige Daten und Teilergebnisse bildet. Ferner ist die Rechnereinheit 9 mit einer Warneinrichtung 13, beispielsweise einem Licht im Armaturenbrett verbunden. Insbesondere ist die Rechnereinheit 9 mit der Mappe 10 des Mindestverhältnisses, dem Koeffizientenvektor 11 und den Sensor 3,5,6,7 sowie der Einrichtung 8 zur Bestimmung des Brennstoffverbrauchs über Einweg-Eingangsleitungen 14,15,16,17,18,19,20 und mit dem Datenspeicher 12 über eine Zweiweg-Leitung 21 und mit der Warneinrichtung 13 über eine Ausgangs-Einweg-Leitung 22 verbunden.
- Für die Diagnose des Betriebs des Turbokompressors basiert die Vorrichtung 1 auf der Tatsache, daß bei zufriedenstellendem Betrieb das Verhältnis zwischen dem Ausgangsdruck und dem Eingangsdruck des Turbokompressors einen konstanten Wert überschreiten sollte, der von der Drehzahl der Maschine und dem Brennstoffverbrauch abhängt. Diese Konstante unterscheidet sich für jede Art von Maschinen und deren Betriebscharakteristik und kann für jede Maschine als eine Reihe von Kurven ähnlich denen, die in Fig. 3 gezeigt sind, wiedergegeben werden, bei denen die Maschinendrehzahl (in U/min.) auf der x-Achse und das theoretische Mindestverhältnis zwischen dem Ausgangsdruck und dem Eingangsdruck auf der y-Achse wiedergegeben ist. Jede Kurve bezieht sich auf einen unterschiedlichen Brennstoffverbrauchswert (in mm³ pro Zylinder pro Zyklus). Im einzelnen werden die Kurven für Verbrauchswertschritte von 20 mm³/C von 40 bis 420 mm³/C in Fig. 3 wiedergegeben.
- Diese Kurven sind in der Mappe in Fig. 4 zusammengefaßt, die nur bestimmte Punkte jeder Kurve speichert. Insbesondere speichert die Mappe 16 Kurven (entsprechend 16 unterschiedlichen Verbrauchswerten in ungleichförmigen Schritten) und zeichnet 16 Punkte für jede Kurve (in diesem Falle sind die Schritte entlang der x-Achse auch nicht gleichmäßig, sondern die Punkte werden in möglichst günstiger Weise gewählt, beispielsweise unter Berücksichtigung der Steigung der Kurve und der Wahrscheinlichkeit, daß die Betriebsbedingungen des Turbokompressors die wiedergegebenen sind).
- Zur Erzielung eines hohen Flexibilitätsgrades entsprechend dem Typ der Maschine umfaßt daher die Mappe 10 des theoretischen Mindestverhältnisses eine lineare Matrix, die in vier Abschnitte unterteilt ist, wie auf der rechten Seite der Mappe unter den Ziffern I,II,III und IV angegeben ist.
- Gemäß Fig. 4 umfaßt der erste Abschnitt I eine einzige Speicherzelle (mit der Position 0, wie in eckigen Klammern auf der linken Seite der Mappe 10 wiedergegeben ist), die einen Maßstabsfaktor K enthält, der sich entsprechend dem Typ der Maschine unterscheidet, mit dem das theoretische Mindestverhältnis, das in der unten zu beschreibenden Weise berechnet wird, zu multiplizieren ist.
- Der zweite und dritte Abschnitt II,III, (die jeweils 16 Speicherzellen enthalten zwischen den Positionen 1 und 16 und zwischen den Positionen 17 und 32, wiedergegeben in eckigen Klammern) zeichnen möglichst viele Werte der Anzahl der Maschinenzyklen und des Brennstoffverbrauchs auf, für die das theoretische Mindestverhältnis aufgezeichnet ist.
- Der vierte Abschnitt IV, (der 256 Speicherzellen zwischen den Ziffern 33 und 288 in eckigen Klammern enthält) zeichnet möglichst viele Werte des theoretischen Mindestverhältnisses auf. Insbesondere speichert jede Speicherposition k dieses Abschnitts IV das Verhältnis in bezug auf den Maschinenzyklus und die Verbrauchswerte, die in dem zweiten und dritten Abschnitt gespeichert sind. Im einzelnen wird bei Bezeichnung der Speicherpositionen mit i und j für die Anzahl der Zuyklen und den Verbrauch für einen Punkt der Kurve in Fig. 3 das relevante Verhältnis in der Speicherposition gespeichert:
- [k] = [i]+16*[j]-240 (1)
- Der Koeffizientenvektor 11 umfaßt jedoch einen Vektor mit sieben Elementen und wird in einem betriebsmäßig gesonderten EEPROM-Speicher gespeichert.
- Die Vorrichtung arbeitet nach einem Verfahren, das anschließend im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert werden soll.
- Zunächst erfaßt (Block 30) die Recheneinheit 9 über die Leitungen 16 und 20 die Drehzahl NER und den Brennstoffverbrauch FC. Diese Werte werden gemessen und berechnet, sind jedoch Analogwerte, d.h. im wesentlichen kontinuierlich variabel. Wie jedoch bereits festgestellt wurde, speichert die Vorrichtung nur das theoretische Mindestverhältnis in bezug auf bestimmte Werte der Drehzahl und des Brennstoffverbrauchs, 50 daß es sehr wahrscheinlich ist, daß die gemessenen Werte nicht mit den aufgezeichneten übereinstimmen. Daher hat der Rechner 9 das Verhältnis in einem speziellen Fall durch Interpolation zu ermitteln. Wenn in der Praxis der gemessene Betriebepunkt der Maschine der Punkt P in Fig, 3 ist, werden nach dem vorliegenden Verfahren zunächst die Werte des theoreuschen Mindestverhältnisses an den nächsten aufgezeichneten Punkten Q,R,S und T gelesen, und sodann wird das theoretische Mindestverhältnis des Punktes P durch Interpolation berechnet.
- Zu diesem Zweck bestimmt die Recheneinheit 9 in Abschnitt III den aufgezeichneten Brennstoffverbrauchswert FCINF unmittelbar unterhalb des durch die Lötung 20 zugeführten Wertes und speichert dessen Adresse (Block 31). und sie bestimmt den aufgezeichneten Verbrauchswert FCSUP, der unmittelbar dem Wert FCINF folgt (d.h der in der unmittelbar folgenden Speicherposition enthalten ist) und speichert dessen Adresse (Block 32). Diese Werte FCINF und FCSUP repräsentieren auf diese Weise zwei Brennstoffverbrauchswerte, die aufgezeichnet sind und durch Reduzierung bzw. Erhöhung auf den tatsächlichen Wert angenähert werden.
- In analoger Weise bestimmt die Recheneinheit 9 in Abschnitt II die aufgezeichnete Anzahl der Zyklen NERINF unmittelbar unterhalb des tatsächlichen Wertes, der durch den Sensor 3 (Block 33) ermittelt worden ist, und den unmittelbar folgenden Wert (Block 34) der Zyklenzahl, der all NERSUP aufgezeichnet ist. Außerdem speichert die Recheneinheit 9 die Adresse der Speicherpositionen dieser beiden aufgezeichneten Werte.
- Anschließend bestimmt die Recheneinheit 9 im vierten Abschnitt der Mappe 10 die aufgezeichneten Werte des theoretischen Mindestverhältnisses TMR1, TMR2,TMR3,TMR4, die jeweils den beiden Werten (NERINF,FCINF), (NERSUP,FCINF), (NERINF,FCSUP) und (NERSUP,FCSUP) entsprechen, die ihrerseits den Punkten Q,R,S,T in Fig. 3 entsprechen, unter Verwendung der Gleichung 1 (Block 35).
- Anschließend berechnet die Recheneinheit 9 den Zwischenwert des Verhältnisses TMR5 zwischen TMR1 und TMR 2 durch Extrapolation der konstanten Verbrauchskurve (entsprechend FCINF). Zu diesem Zweck wird die Gleichung, die in Block 36 (Fig. 2) angegeben ist, verwendet, die die Berechnung der Ordinate des Punktes V mit der X-Achse NER (Anzahl der gemessenen Zyklen) auf der geraden Linie zwischen den Punkten Q und R enthält (siehe auch Fig. 5).
- In analoger Weise wird der Zwischenwert des Verhältnisses TMR6 zwischen TMR3 und TMR4 berechnet durch Extrapolation der Kurve FCSUP, so daß die Ordinate des Punktes W in Fig. 3 (Block 37) erhalten bleibt. Schließlich wird der Zwischenwert TMR7 zwischen TMR5 und TMR6 berechnet als die Ordinate des Punktes P, der als Verbrauchskoordinate den gemessenen Wert FC aufweist, der zu der geraden Linie gehört, die durch die Punkte V und W hindurchgeht. Nach dem Lesen des Maßstabfaktors K in der Speicherposition mit der Adresse [0] der Mappe 10 und der Multiplikation mit dem Zuvor erhaltenen Verhältnis TMR7 wird das theoretische Mindestverhältnis TMR entsprechend dem gemessenen Betriebspunkt erhalten (Block 38).
- Dieser Wert wird gespeichert, und sodann (Block 39) erfaßt die Recheneinhcit 9 über die Leitungen 18 und 19 über die Signale TIP und TOP, die sich auf den Einlaßdruck und den Auslaßdruck des Turbokompressors 4 beziehen. Anschließend (Block 40) wird das tatsächliche Verhältnis RR zwischen dem Auslaßdruck und dem Einlaßdruck berechnet. Sodann wird der Vektor 11 bestimmt, der sich auf die Kompensations-Koeffizienten K1-X7 bezieht (Block 41), und sodann wird das tatsächliche kompensierte Verhältnis RCR unter Verwendung der folgenden Gleichung (Block 42) berechnet:
- Anschließend (Block 43) wird das tatsächliche kompensierte Verhältnis RCR mit einem zuvor berechneten und gespeicherten theoretischen Mindestverhältnis TMR verglichen. Wenn das kompensierte tatsächliche Verhältnis RCR unter dem theoretischen Mindestverhältnis liegt (JA-Ausgang in Block 43). bedeutet dies, daß der Turbokompressor nicht korrekt arbeitet, so daß ein Signal für die Warneinrichtung 13 gegeben wird, welches Signal über die Leitung 22 übertragen wird. Im entgegengesetzten Fall (NEIN-Ausgang in Block 43) oder andernfalls nach dem Warnsignal endet der Programmablauf, und die Recheneinheit 9 kann die Prozedur mit vorgegebener Frequenz wiederholen, beispielsweise mit 10 Hz, beginnend bei Block 30.
- Die Vorrichtung und das Verfahren, die oben beschrieben worden sind, haben die folgenden Vorteile.
- Zunächst ermöglicht die Vorrichtung die kontinuierliche Diagnose des Betriebs des Turbokompressors 4 und die unverzügliche Anzeige kritischer Betriebsbedingungen, die eine Wiederherstellung des Ladesystems erfordern, bevor ein tatsächlicher Schaden eintritt. Weiterhin ist die Vorrichtung besonders klein und leicht im Gewicht, da der Drehzahlfühler 3 und wenigstens der Ausgangsdrucksensor 7 bereits vorhanden sind und in jedem Falle die Sensoren 5 und 6 eine geringe Größe aufweisen. Im übrigen ist die Elektronikeinheit sehr klein, und, soweit gewünscht, kann ihre Aufgabe durch andere Recheneinheiten wahrgenommen werden, die bereits in dem Fahrzeug vorhanden sind.
- Die Vorrichtung hat für verschiedene Maschinentypen im wesentlichen den selben Aufbau, und nur die Mappe für das theoretische Mindestverhältnis unterscheidet sich entsprechend dem Maschinentyp. Diese Mappe kann mit Hilfe einer programmierbaren Speichereinheit hergestellt werden, für die das Speichern der aufgezeichneten spezifischen Werte der Maschinenzyklen, des Brennstoffverbrauchs und des theoretischen Mindestverhältnisses in Abhängigkeit von verschiedenen Maschinentypen keine konstruktive Änderung erfordert, und sie kann jederzeit während des Produktionsvorganges durchgeführt werden. Außerdem können die selben logischen Elemente, die den Betrieb des Turbokompressors überprüfen, weitere Rechnervorgänge durchführen.
- Die Einfachheit der vorgeschlagenen Lösung gewährleistet, daß die Vorrichtung zuverlässig ist und Anzeigen in Echtzeit vornimmt. Die Produktionskosten der Vorrichtung sind maßvoll.
- Der oben beschriebene Aufbau der Mappe 10 ist besonders vorteilhaft, da er es ermöglicht, die Größe des Speicherraums, der durch die für die Berechnung des theoretischen Mindestverhältnisses notwendigen raten eingenommen wird, auf ein Minimum zu reduzieren. Tatsächlich kann bei der als Beispiel beschriebenen Ausführungsform die gesamte Mappe gebildet werden durch einen Matrixspeicher EEPROM mit 289 Zellen und 8 Bit, obgleich verglelchbare Genauigkeitsmaßstäbe fuhr verschiedene Maschinentypen aufgrund der Verwendung des Maßstabsfaktors gewährleistet werden können, der es ermoglicht, kleinere und größere Verhältniswerte in Abhängigkeit vom Maschinentyp mit dem selben Genauigkeitsmaßstab zu speichern.
- Schließlich liegt es auf der Hand, daß das Verfahren und die Vorrichtung, die beschrieben und dargestellt wurden, verschiedene Modifikationen ermöglichen, ohne daß von dem Rahmen der Erfindung und den beigefogten Ansprüchen abgewichen werden müßte. Insbesondere können die Sensoren 3, 5-7 und die Einrichtung 8 zur Bestimmung des Brennstoffverbrauchs beliebiger Art sein. Der Aufbau der Vorrichtung 1 kann in bezug auf die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform variiert werden, insbesondere die Recheneinheit 9, die Mappe 10, der Kompensations-Koeffizientenvektor 11 und der Datenspeicher 12 können in einer Einheit zusammengefaßt werden, die gegebenenfalls mit anderen Einheiten verbunden sein kann oder die ein zusammenhängendes Teil eines weiterführenden Steuersystems für spezielle Parameter des Fahrzeugs bilden kann.
- Die Vorrichtung und das Verfahren, die hier beschrieben wurden, können auch auf Ladedruckeinheiten angewendet werden, die mit zwei Turbokompressoren versehen sind. In diesem Falle würde die Vorrichtung zwei Ausgangedrucksensoren für je einen Turbokompressor aufweisen, und die durch die Blöcke 39-43 repräsentierten Stufen würden zweifach wiederholt werden unter Verwendung des Ausgangsdruckwertes TOP, während zunächst das Ausgangssignal eines Auslaßsensors und sodann das Signal des anderen Auslaßsensors zugeführt würde und ein Warnsignal erzeugt wurde, wenn wenigstens einer der beiden Werte des kompensierten tatsächlichen Verhältnisses unter dem theoretischen Mindestverhältnis liegt.
Claims (18)
1. Vorrichtung für die kontinuierliche Diagnose der Ladeeinheit von
geladenen Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem Turbo-Kompressor (4),
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (6,7,39) zum Ermitteln des
Einlaßdruckes (TIP) und des Auslaßdruckes (TOP) des Turbo-Kompressors
(4), eine Einrichtung (9,40) zur Bestimmung des jeweiligen Verhältnisses
(RCR) zwischen dem Auslaßdruck und dem Einlaßdruck, eine Einrichtung
(8,30) zum Erfassen des Brennstoffverbrauchs (FC), eine Einrichtung (3,30)
zum Erfassen der Drehzahl (NER) der Maschine (2), eine Einrichtung (32
- 38) zum Bestimmen des theoretischen Mindestverhältnisses (TMR) zwischen
dem Auslaßdruck und dem Einlaßdruck auf der Basis des ermittelten
Brennstoffverbrauchs (FC) und der Drehzahl (NER) der Maschine (2) und eine
Einrichtung (43,44) zum Vergleichen des jeweiligen Verhältnisses (RCR) und
des theoretischen Mindestverhältnisses (TMR) und zur Erzeugung eines
Alarmsignals, wenn das tatsächliche Verhältnis niedriger als das theoretische
Mindestverhältnis ist, umfaßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung (31 - 38) zum Bestimmen des theoretischen Mindestverhältnisses
(TMR) eine Speichereinrichtung (10) umfaßt, die das theoretische
Mindestverhältnis als Funktion des erfaßten Brennstoffverbrauchs (FC) und der
Drehzahl (NER) speichert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die
Speichereinheit einen Speicher (10) umfaßt, der Werte des theoretischen
Mindestverhältnissen (TMR) in Bezug auf bestimmte Arbeitspunkte
speichert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Speicher (10) einen ersten Abschnitt (III), der eine Anzahl von Werten speichert,
die mit bestimmten Verbrauchswerten korrelieren, einen zweiten Abschnitt
(III), der eine Anzahl von Werten speichert die mit bestimmten Drehzahlen
der Maschine (2) korrelieren, und einen dritten Abschnitt (IV) umfaßt, der
die Werte des theoretischen Mindestverhältnisses speichert, die jedem
Wertepaar entsprechen, das in dem ersten und zweiten Abschnitt gespeichert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung eine Einrichtung (31,32) aufweist, die in der Lage ist. in dem ersten
Abschnitt (III) einen Wert (FCINF) unmittelbar unterhalb und einen Wert
(FCSUP) unmittelbar oberhalb des tatsächlichen Brennstoffverbrauchs (FC)
aufzufinden, sowie eine Einrichtung (33,34), die in der Lage ist, in dem
zweiten Abschnitt (II) einen Wert (NERINF) unmittelbar unterhalb und einen
Wert (NERSUP) unmittelbar oberhalb der tatsächlichen Drehzahl (NER) der
Maschine (2) aufzufinden, eine Einrichtung (35), die in der Lage ist, in dem
dritten Abschnitten (IV) die Verhältniswerte (TMR1 - TMR4) aufzufinden,
die den Arbeitspunkten (Q, R, S T) entsprechen, die durch die Wertepaare
für Verbrauch (FCINF, FCSUP) und die Drehzahlen (NERINF, NERSUP)
entsprechen, die in dem ersten und zweiten Abschnitt (III, II) aufgefunden
worden sind, sowie eine Einrichtung (36,38), die einen Zwischenwert in Bezug
auf die theoretischen Mindestverhältniswerte (FC1 - FC4) liefert, die im
dritten Abschnitt (IV) ermittelt worden sind,
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung zur Lieferung eines Zwischenwertes eine Einrichtung (36 - 38) umfaßt,
die die Charakteristik des theoretischen Mindestverhältnisses zwischen
aufeinander folgenden Arbeitspunkten (Q, R, S, T) extrapoliert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung zum Extrapolieren eine Einrichtung (36) umfaßt, die die
Charakteristik des theoretischen Mindestverhältnisses zwischen zwei aufeinander
folgenden Punkten (Q, R) in Bezug auf den unmittelbar niedrigeren
Verbrauchswert (FCINF) zur Bestimmung eines unteren theoretischen
Mindestverhältniswertes (TMR5) extrapoliert, eine Einrichtung (37), die die Charakteristik
des theoretischen Mindestverhältnisses zwischen zwei aufeinander folgenden
Punkten (S, T) in Bezug auf den unmittelbar höheren Verbrauchswert
(FCSUP) zur Bestimmung eines unmittelbar höheren Leistungswertes (TMR6)
extrapoliert, und eine Einrichtung (39), die die Charakteristik des
theoretischen Mindestverhältnisses zwischen dem unteren Wert (TMR5) und dem
höheren theoretischen Mindestverhältniswert (TMR6) extrapoliert.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bestimmen des tatsächlichen
Verhältnisses zwischen dem Ausgangsdruck und dem Eingangsdruck eine
Einrichtung (40), die den Quotienten (RR) zwischen dem Auslaßdruck (TOP)
und dem Einlaßdruck (TIP) bestimmt, und eine Einrichtung (41) umfaßt, die
den Quotienten auf der Basis der vorliegenden Gleichung kompensiert:
In dieser Gleichung ist RR der Quotient, der bestimmt wird, NER die
Drehzahl der Maschine (2), FC der Brennstoffverbrauch der Maschine, TIT die
Einlaßtemperatur des Turbo-Kompressors, TIP der Einlaßdruck des Turbo-
Kompressors (4) und K1 - K7 sind konstante Kompensationskoeffizienten.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß sie eine Alarmeinrichtung (13) umfaßt, die durch das
Alarmsignal betäugt wird.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erfassen der Maschinendrehzahl
einen Bander (3) für die Anzahl der Umdrehungen umfaßt.
11. Verfahren für die kontinuierliche Diagnose, der Ladeeinhelt von
geladenen Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem Turbo-Kompressor (4),
dadurch gekennzeichnet, daß es die Schfltte des Erfassens des Einlaßdruckes
(TIP) und Auslaßdruckes (TOP) des Turbo-Kompreseors (4), des Bestimmens
des tatsächlichen Verhältnisses (RCR) zwischen dem Auslaßdruck und dem
Einlaßdruck, des Erfassens des Brennstoffverbrauchs (FC), des Erfassens der
Drehzahl (NER) der Maschine, des Erfassens du theoretischen
Mindestverhältnisses (NMR) zwischen dem Auslaßdruck und dem Einlaßdruck auf der
Basis des erfaßten Brennstoffverbrauchs und der Drehzahl der Maschine (2),
und des Vergleichens des tatsächlichen Verhältnisses und des theoretischen
Mindestverhältnisses und Erzeugen eines Alarmsignals. wenn das
tatsächliche Verhältnis niedriger als das theoretische Mindestverhältnis ist, umfaßt.
12. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt
des Bestimmens des theoretischen Mindestverhältnisses die Schritte des
Lesena eines theoretischen Mindestverhältniswertes (TMR) als Funktion des
erfaßten Brennstoffverbrauchs (FC) und der Drehzahl (NER) umfaßt.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt
des Bestimmens des theoretischen Verhältnisses (TMR) den Schritt des
Auffindens der gespeicherten theoretischen Verhältniswerte (TMR1 - TMR4)
für bestimmte Arbeitspunkte (Q, R, S, T) angrenzend an den tatsächlichen
Arbeitspunkt (P), vorgegeben durch den erfaßten Brennstoffverbrauch (FC)
und den Drehzahl (NER), und des Bestimmens des theoretischen
Mindestverhältnisses (TMR) am tatsächlichen Arbeitspunkt (P) als
Zwischenverhältnis zwischen den gespeicherten theoretischen Mindestverhältniswerten
(TMR1 - TMR4) umfaßt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch das Auffinden eines
Wertes (FCINF) unmittelbar unterhalb und eines Wertes (FCSUP) unmittelbar
oberhalb des tatsächlichen Brennstoffverbrauchs (FC), des Auffinden eines
Wertes (NERINF) unmittelbar unterhalb oder eines Wertes (NERSUP)
unmittelbar oberhalb der tatsächlichen Drehzahl (NER) der Maschine (2), des
Auffindens der unteren und oberen Verhältniswerte (TMR1 - TMR4), die
Arbeitspunkten (Q, R, S, T) entsprechen, die durch Paare der aufgefundenen
Werte fuhr den Verbrauch (FCINF, FCSUP) und die Drehzahl (NERINF,
NERSUP), und durch Bestimmen eines Zwischenwertes in Bezug auf die
aufgefundenen oberen und unteren theoretischen Mindestverhältniswerte (TMR1
- TMR 4).
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt
des Auffindens eines Zwischenwertes den Schritt des Extrapolierens der
Charakteristik des theoretischen Mindestverhältnisses zwischen
aufeinanderfolgenden Arbeitspunkten (Q, R, S, T).
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt
des Extrapolierens die Schritte des Extrapolierens der Charakteristik des
theoretischen Mindestverhältnisses zwischen zwei aufeinander folgenden
Punkten (Q, R) in Bezug auf in den unmittelbar niedrigeren Verbrauchswert
(FCNF) zur Bestimmung des unteren theoretischen Verhältniswertes
(TMR5), des Extrapolierens der Charakteristik und des theoretischen
Mindestverhältnisses zwischen zwei aufeinander folgenden Punkten (S, T) in
Bezug auf den unmittelbar höheren Verbrauchswert (FCSUP) zur Bestimmung
eines unmittelbar höheren theoretischen Verhältniswertes (TMR6), und des
Extrapolierens der Charakteristik des theoretischen Mindestverhältnisses
zwischen dem unteren Wert (TMR5) und dem höheren Wert (TMR6) des
theoretischen Mindestverhältnisses umfaßt.
17. Verfahren nach einen der Ansprüche 11 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt des Bestimmens des tatsächlichen Verhältnisses
zwischen dem Auslaßdruck und dem Einlaßdruck die Schritte des Bestimmens
des Quotienten (RR) zwischen dem Auslaßdruck (TOP) und dem Einlaßdruck
(TIP) und des Kompensierens des Quotienten auf der Basis der folgenden
Gleichung umfaßt:
In dieser Gleichung ist RR der Quotient, der bestimmt worden ist, NER ist
die Drehzahl der Maschine (2), FC ist der Brennstoffverbrauch der Maschine,
TIT ist die Einlaßtemperatur des Turbo-Kompressors, TIP ist der
Einlaßdruck des Turbo-Kompressors (4) und K1 bis K7 sind konstante
Kompensations-Koeffizienten.
18. Verfahren für die kontinuierliche Diagnose einer Ladeeinheit mit einem
zweiten Turbo-Kompressor gemäß einem der Ansprüche 11 bis 17,
gekennzeichnet durch das Wiederholen der Schritte des Erfassens des Einlaßdrucks
und Auslaßdrucks des zweiten Turbo-Kompressors des Bestimmens des
tatsächlichen Verhältnisses zwischen dem Auslaßdruck und dem Einlaßdruck
des zweiten Turbo-Kompressors, des Vergleichs des tatsächlichen
Verhältnisses und des theoretischen Mindestverhältnisses (TMR) und des Erzeugens
eines Alarmsignals, wenn das tatsächliche Verhältnis des zweiten
Turbo-Kompressors unter dem theoretischen Mindestverhältnis liegt.
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