DE19722333A1 - Vehicle combustion engine control method - Google Patents
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- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/144—Sensor in intake manifold
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mit Hilfe einer Steuereinheit, welche Betriebsdaten der Brennkraftmaschi ne erfaßt, in einer Steuereinheit verarbeitet und abhangig von den erfaßten Betriebsdaten Stellglieder zur Beeinflussung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschi ne betätigt.The invention relates to a method for controlling a Internal combustion engine of a vehicle using a Control unit, which operating data of the internal combustion engine ne detected, processed in a control unit and depending on the recorded operating data actuators for Influencing the operating state of the internal combustion engine ne operated.
Derartige Verfahren sind seit längerem bekannt. So werden in Motorsteuerungen kontinuierlich Betriebsdaten der Brennkraftmaschine erfaßt, in Steuereinheiten ausgewertet und abhängig von den ausgewerteten Betriebsdaten Stell glieder betätigt, welche beispielsweise die Einspritz zeit, die Schließzeit, den Zündzeitpunkt, das Tast verhältnis des Leerlaufstellers und der Abgasrückführung verändern. Such methods have long been known. So be in motor controls continuously operating data of the Internal combustion engine detected, evaluated in control units and depending on the evaluated operating data Stell actuated members, for example the injection time, the closing time, the ignition point, the key ratio of the idle actuator and the exhaust gas recirculation change.
Alle bekannten derartigen Verfahren haben gemeinsam, daß ausschließlich die Betriebsdaten der Brennkraftmaschine erfaßt und ausgewertet und abhängig von diesen Betriebs daten die Stellglieder angesteuert werden. Derartige Verfahren dienen insbesondere auch zu einer effektiven Reduzierung schädlicher Emissionen der Brennkraftmaschi ne.All known such methods have in common that only the operating data of the internal combustion engine recorded and evaluated and dependent on this operating the actuators are controlled. Such In particular, methods also serve to be effective Reduction of harmful emissions from the internal combustion engine no
Problematisch bei derartigen Verfahren ist nun, daß die Umgebungseinflüsse nicht berücksichtigt werden. Bei spielsweise bleiben die Ozonwerte oder auch die Kohlendi oxid-, Stickstoffoxid, die Kohlenwasserstoff-, Kohlenmon oxid- oder Schwefeldioxidwerte der Umgebung bei der Steuerung der Brennkraftmaschine völlig unberücksichtigt.The problem with such methods is that the Environmental influences are not taken into account. At for example, the ozone values or the coal di remain oxide, nitrogen oxide, the hydrocarbon, carbon mon oxide or sulfur dioxide values in the environment at Control of the internal combustion engine completely ignored.
Gerade in jüngster Zeit wurden Fahrverbote, Geschwindig keitsbegrenzungen und andere Beschränkungen des Kraft fahrzeugverkehrs wegen zu hoher Ozonwerte in der Umge bungsluft durchgeführt oder zumindest in Erwägung gezogen. Dabei wurden die Ozonwerte der Umgebungsluft durch Ozonsensoren erfaßt, ausgewertet und abhängig von den ermittelten Werten Geschwindigkeitsbeschränkungen, Fahrverbote u. dgl. verfügt. Dies erfordert zusätzlichen technischen, aber auch verwaltungstechnischen Aufwand. Dabei ist nicht einmal sichergestellt, ob die entspre chenden Verbote von allen Verkehrsteilnehmern auch eingehalten werden.Recently, driving bans have become speedy limitations and other limitations of strength vehicle traffic due to excessive ozone levels in the area exercise air carried out or at least under consideration drawn. Thereby the ozone values of the ambient air detected by ozone sensors, evaluated and dependent on the determined values of speed restrictions, Driving bans and Like. Has. This requires additional technical, but also administrative effort. It is not even guaranteed that this corresponds bans from all road users too be respected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß auf technisch möglichst einfach zu realisierende Weise Umgebungseinflüsse bei der Steuerung der Brennkraftma schine berücksichtigt werden.The invention has for its object a method for controlling an internal combustion engine of a vehicle the generic type in such a way that on technically as easy to implement as possible Environmental influences when controlling the internal combustion engine be considered.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels wenigstens eines Sensors die Konzentration wenigstens einer Komponente der Umgebungsluft erfaßt, in der Steuereinheit verarbeitet und die Stellglieder abhängig von der erfaßten Konzentration der wenigstens einen Komponenten der Umgebungsluft betätigt werden.This task is done in a control method an internal combustion engine of a vehicle of the beginning described type according to the invention solved in that the concentration by means of at least one sensor detects at least one component of the ambient air, in the control unit processes and the actuators depending on the detected concentration of at least components of the ambient air are actuated.
Die Erfassung der Konzentration wenigstens einer Kom ponente und damit im Grunde die Erfassung der Zusammen setzung der Umgebungsluft, die Verarbeitung der erfaßten Daten in der Steuereinheit und die Ansteuerung der Stellglieder abhängig von der erfaßten Konzentration der wenigstens einen Komponente der Umgebungsluft hat den besonders großen Vorteil, daß die Steuerung der Brenn kraftmaschine eines Fahrzeugs abhängig von Umweltein flüssen möglich ist. Die Brennkraftmaschine wird dadurch nicht nur in Abhängigkeit von ihren erfaßten Betriebs daten gesteuert, sondern auf besonders vorteilhafte Weise auch zusätzlich abhängig von der Konzentration wenigstens einer Komponente der Umgebungsluft, d. h. abhängig von Umgebungseinflüssen. Es versteht sich, daß die Ver arbeitung der erfaßten Umgebungseinflüsse parallel zur und in Kombination mit der Verarbeitung der Betriebsdaten der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.The detection of the concentration of at least one com component and thus basically the recording of the together setting the ambient air, processing the detected Data in the control unit and the control of the Actuators depending on the detected concentration of at least one component of the ambient air has the particularly great advantage that the control of the Brenn Engine of a vehicle depending on the environment rivers is possible. The internal combustion engine is thereby not just depending on their captured operations data controlled, but in a particularly advantageous way also depending on the concentration at least a component of the ambient air, d. H. depending on Environmental influences. It is understood that the Ver work on the recorded environmental influences parallel to and in combination with the processing of operating data the internal combustion engine is carried out.
Dies hat den besonders großen Vorteil, daß die Brenn kraftmaschine und damit auch das gesamte Fahrzeug von der Steuereinheit so angesteuert werden, daß das Fahrzeug umweltverträglicher betrieben werden kann.This has the particularly great advantage that the Brenn engine and thus the entire vehicle from the Control unit can be controlled so that the vehicle can be operated more environmentally friendly.
Rein prinzipiell kommen zur Erfassung der Konzentration wenigstens einer Komponente der Umgebungsluft die unterschiedlichsten Sensoren in Betracht.In principle, the concentration is recorded at least one component of the ambient air different sensors into consideration.
Vorzugsweise sind die Sensoren zur Erfassung der Konzen tration wenigstens einer Komponente der Umgebungsluft Ozonsensoren, Kohlendioxidsensoren, Stickoxidsensoren, Kohlenwasserstoff-(HC-)Sensoren, Kohlenmonoxidsensoren oder Schwefeldioxidsensoren, da die Kraftfahrzeuge selbst Kohlendioxid, Stickoxid, Kohlenwasserstoff, Schwefeldi oxid sowie Kohlenmonoxid erzeugen und während des Betriebs bei besonders hohen Umgebungstemperaturen zu einer erhöhten Ozonkonzentration beitragen.The sensors for detecting the concentrations are preferably tration of at least one component of the ambient air Ozone sensors, carbon dioxide sensors, nitrogen oxide sensors, Hydrocarbon (HC) sensors, carbon monoxide sensors or sulfur dioxide sensors, since the motor vehicles themselves Carbon dioxide, nitrogen oxide, hydrocarbon, sulfur dioxide generate oxide and carbon monoxide and during the Operation at particularly high ambient temperatures contribute to an increased ozone concentration.
Die Betriebsdaten der Brennkraftmaschine, die in Kom bination mit den erfaßten und oben erwähnten Umgebungs einflüssen verarbeitet werden, sind insbesondere die angesaugte Luftmenge und/oder die Temperatur der Brenn kraftmaschine und/oder die Abgaszusammensetzung und/oder die Ansauglufttemperatur.The operating data of the internal combustion engine, which in com combination with the detected and above-mentioned environment influences are processed, in particular Air intake and / or the temperature of the burner Engine and / or the exhaust gas composition and / or the intake air temperature.
Vorteilhafterweise beeinflussen die Stellglieder den Zündzeitpunkt und/oder die Einspritzzeit und/oder die Schließzeit und/oder das Tastverhältnis des Leerlaufstel lers und der Abgasrückführung und/oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder die Lambdaregelung. Auf diese Weise kann auf besonders einfache Weise auf das gesamte Fahrzeug Einfluß genommen werden, beispielsweise die Geschwindigkeit reduziert werden, oder das Fahrzeug bei einem anderen Betriebspunkt, der umweltverträglicher ist, betrieben werden, wobei besonders vorteilhaft ist, daß sämtliche Stellglieder zur Steuerung der Brennkraftma schine abhängig von deren Betriebsdaten bereits vorhanden sind und so zusätzliche Einrichtungen entfallen können.The actuators advantageously influence the Ignition timing and / or the injection time and / or the Closing time and / or the duty cycle of the idle position lers and the exhaust gas recirculation and / or the speed of the Internal combustion engine and / or the speed of the Vehicle and / or the lambda control. In this way can be applied to the whole in a particularly simple manner Vehicle influence, for example, the Speed can be reduced, or the vehicle at another operating point that is more environmentally friendly, are operated, it being particularly advantageous that all actuators for controlling the internal combustion engine Depending on their operating data, the machine already exists are and so additional facilities can be omitted.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird darüber hinaus auch noch durch eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brenn kraftmaschine eines Fahrzeugs, welche Betriebsdaten erfassende Sensoren, eine Steuereinheit, in der die Betriebsdaten verarbeitet und ausgewertet werden, umfaßt und bei der von der Steuereinheit ansteuerbare Stell glieder zur Beeinflussung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine vorgesehen sind, dadurch gelöst, daß wenigstens ein weiterer Sensor, welcher die Konzentration wenigstens einer Komponente der Umgebungsluft erfaßt, an die Steuereinheit angekoppelt ist und daß die Steuer einheit die Brennkraftmaschine abhängig von den von diesem weiteren Sensor erfaßten Daten ansteuert.The object of the invention is also also still by a device for controlling a burning Engine of a vehicle, which operating data sensing sensors, a control unit in which the Operating data are processed and evaluated, includes and in the position that can be controlled by the control unit links to influence the operating state of the Internal combustion engine are provided, solved in that at least one other sensor that measures the concentration detects at least one component of the ambient air the control unit is coupled and that the control unit the internal combustion engine depending on the controls this detected sensor data.
Vorzugsweise sind eine oder mehrere der folgenden Sensoren: Ozonsensoren und/oder Kohlendioxidsensoren und/oder Stickstoffoxidsensoren und/oder Kohlenwasser stoffsensoren und/oder Kohlenmonoxid- und/oder Schwefel dioxidsensoren an die Steuereinheit angekoppelt.Preferably one or more of the following Sensors: ozone sensors and / or carbon dioxide sensors and / or nitrogen oxide sensors and / or hydrocarbon substance sensors and / or carbon monoxide and / or sulfur Dioxide sensors coupled to the control unit.
Die Steuereinheit ist vorteilhafterweise Teil einer an sich bekannten Motorsteuerung, die wenigstens Eingangs wandler, Ausgangsendstufen, eine Eingabe-/Ausgabeeinheit eine zentrale Recheneinheit, einen Festwertspeicher und einen Schreib-/Lesespeicher umfaßt.The control unit is advantageously part of an well-known engine control, which at least input converter, output stages, an input / output unit a central processing unit, a read-only memory and comprises a read / write memory.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri schen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.Further features and advantages of the invention are opposed stood the following description and the drawing rule representation of an embodiment.
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung einer Brenn kraftmaschine eines Fahrzeugs dargestellt.In the figure, an embodiment of an invented Invention device for controlling a burning Engine of a vehicle shown.
Das Verfahren zur Steuerung der Brennkraftmaschine läßt sich am besten in Verbindung mit der in der Figur dargestellten Vorrichtung erläutern.The method for controlling the internal combustion engine can best combined with that in the figure explain the illustrated device.
Wie aus der Figur hervorgeht, umfaßt eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs Betriebsdaten erfassende Sensoren, beispielsweise einen Lastsensor, der das Lastsignal über den Druck p, über einen Hitzdrahtluftmassenmesser HFM oder einen Luftmen genmesser LMM, einen Drehzahlsensor 110, einen Sensor, welcher die Abgaszusammensetzung erfaßt 115, einen Temperatursensor 125 sowie einen Sensor 130, der die Luftmenge erfaßt und gegebenenfalls noch weitere Be triebsdaten der Brennkraftmaschine erfassende (nicht dargestellte) Sensoren.As can be seen from the figure, a device for controlling an internal combustion engine of a vehicle comprises sensors which record operating data, for example a load sensor which measures the load signal via the pressure p, via a hot-wire air mass meter HFM or an air volume meter LMM, a speed sensor 110 , a sensor which detects the Exhaust gas composition detects 115 , a temperature sensor 125 and a sensor 130 which detects the amount of air and, if appropriate, further operating data of the internal combustion engine (not shown) sensors.
Des weiteren ist ein Sensor 135 vorgesehen, der den Ozonwert, das heißt die Ozon-Konzentration, der Umge bungsluft erfaßt, ein Sensor 140, der den Stickoxid (NOx)-Wert, das heißt die Stickoxid-Konzentration, der Umgebungsluft erfaßt, ein Sensor 145, der den Kohlendi oxid (CO₂)-Wert, das heißt die Kohlendioxid-Konzentra tion, der Umgebungsluft erfaßt, ein Sensor 150, der den Schwefeloxid (SO₂)-Wert, das heißt die Schwefel oxid-Konzentration, der Umgebungsluft erfaßt, ein Sensor 155, der den Kohlenmonoxid (CO)-Wert, das heißt die Kohlenmon oxid-Konzentration, der Umgebungsluft erfaßt und ein Sensor 160, der den Kohlenmonoxid (HC)-Wert, das heißt die Kohlenmonoxid-Konzentration, der Umgebungsluft erfaßt.Furthermore, a sensor 135 is provided which detects the ozone value, that is to say the ozone concentration, of the ambient air, and a sensor 140 which detects the nitrogen oxide (NO x ) value, that is to say the nitrogen oxide concentration, of the ambient air Sensor 145 , which detects the carbon dioxide (CO₂) value, that is to say the carbon dioxide concentration, of the ambient air, a sensor 150 which detects the sulfur oxide (SO₂) value, that is to say the sulfur oxide concentration, of the ambient air, a sensor 155 that detects the carbon monoxide (CO) value, that is, the carbon monoxide concentration, of the ambient air, and a sensor 160 that detects the carbon monoxide (HC) value, that is, the carbon monoxide concentration, of the ambient air.
Diese Sensoren sind mit Eingangswandlern 210 einer Steuereinheit 200 verbunden. Die Eingangswandler 210 bewirken beispielsweise eine Analog-Digital-Konvertierung der von den Sensoren erfaßten Daten. Diese Daten werden über eine Eingabe-/Ausgabe (I/O)-Einheit 220 einer zentralen Recheneinheit (CPU) 230 zugeführt. In der zentralen Recheneinheit 230 werden die erfaßten Daten verarbeitet und ausgewertet. Die zentrale Recheneinheit 230 bedient sich dabei auf an sich bekannte Weise eines Festwertspeichers (ROM) 240 und eines Schreib-/Lesespei chers (RAM) 250.These sensors are connected to input converters 210 of a control unit 200 . The input converters 210, for example, effect an analog-digital conversion of the data recorded by the sensors. This data is fed to a central processing unit (CPU) 230 via an input / output (I / O) unit 220 . The recorded data are processed and evaluated in the central processing unit 230 . The central processing unit 230 uses a read-only memory (ROM) 240 and a read / write memory (RAM) 250 in a manner known per se.
Die verarbeiteten Daten werden von der zentralen Rechen einheit 230 über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 220 an Endstufen 260 ausgegeben, welche Stellglieder ansteuern, die den Zündzeitpunkt und/oder die Einspritzzeit und/oder die Schließzeit und/oder das Tastverhältnis des Leerlauf stellers und der Abgasrückführung (AGR), und/oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder die Geschwindig keit des gesamten Fahrzeugs abhängig von den von den Sensoren 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160 erfaßten und von der zentralen Rechen einheit 230 verarbeiteten Werten beeinflussen.The processed data are output from the central processing unit 230 via the input / output unit 220 to output stages 260 , which actuators control the ignition timing and / or the injection time and / or the closing time and / or the duty cycle of the idle actuator and the Exhaust gas recirculation (EGR), and / or the speed of the internal combustion engine and / or the speed of the entire vehicle depending on the sensors 105 , 110 , 115 , 120 , 125 , 130 , 135 , 140 , 145 , 150 , 155 , 160 influence the values recorded and processed by the central processing unit 230 .
Diese Vorrichtung hat gegenüber bekannten Vorrichtungen den Vorteil, daß durch sie ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs ermöglicht wird, bei welchem Umgebungseinflüsse berücksichtigt werden können und die Brennkraftmaschine und damit das gesamte Fahrzeug so abhängig von Umgebungseinflüssen betrieben werden kann. Durch die zusätzliche Erfassung der Ozonwer te und/oder Stickoxidwerte und/oder Kohlendioxidwerte kann nämlich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine und damit des gesamten Fahrzeugs abhängig von Umgebungs einflüssen angesteuert werden. So kann beispielsweise bei einer durch den Sensor 150 erfaßten erhöhten Ozonkonzen tration die Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine so reduziert werden, daß weniger Schadstoffe von der Brennkraftmaschi ne in die Umgebung abgegeben werden.This device has the advantage over known devices that it enables a method for controlling an internal combustion engine of a vehicle, in which environmental influences can be taken into account and the internal combustion engine and thus the entire vehicle can thus be operated depending on environmental influences. The additional detection of the ozone values and / or nitrogen oxide values and / or carbon dioxide values means that the operating state of the internal combustion engine and thus of the entire vehicle can be controlled depending on environmental influences. For example, with an increased ozone concentration detected by the sensor 150, the speed of the internal combustion engine and / or the speed of the internal combustion engine can be reduced in such a way that fewer pollutants are released into the environment by the internal combustion engine.
Entsprechend können abhängig von den erfaßten Umgebungs einflüssen auch beispielsweise der Zündzeitpunkt, die Einspritzzeit, die Schließzeit, das Tastverhältnis des Leerlaufstellers, die Lambdaregelung, die Abgasrück führung u. dgl. verändert werden.Accordingly, depending on the detected environment also influence, for example, the ignition timing, the Injection time, the closing time, the duty cycle of the Idle controller, the lambda control, the exhaust gas return leadership u. Like. Be changed.
Besonders vorteilhaft ist es, daß diese Beeinflussung parallel zu den darüber hinaus erfaßten Betriebsdaten der Brennkraftmaschine geschieht. Auf diese Weise ist eine besonders optimale Reduzierung schädlicher Abgasemissio nen möglich.It is particularly advantageous that this influencing parallel to the operating data of the Internal combustion engine happens. That way is one particularly optimal reduction of harmful exhaust emissions possible.
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