DE10107632B4

DE10107632B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Druckmessung in der Unterdruckleitung eines Bremskraftverstärkers, vorzugsweise zur Bestimmung eines luftdruckabhängingen Parameters für die Gemischadaption

Info

Publication number: DE10107632B4
Application number: DE2001107632
Authority: DE
Inventors: Reinhold Bals; Helge Martens
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2011-01-13
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: DE10107632A1

Abstract

Vorrichtung zur Druckmessung in der Unterdruckleitung eines Bremskraftverstärkers (3), wobei ein Drucksensor (2) zur Überwachung des Bremskraftverstärkers (3) in dessen Unterdruckleitung (4) angeordnet ist, wobei die Unterdruckleitung (4) des Bremskraftverstärkers (3) mit dem darin angeordneten Drucksensor (2) über ein steuerbares Ventil (5) mit dem Ansaugrohr (6) eines Verbrennungsmotors in Verbindung bringbar ist, wobei die Unterdruckleitung (4) in zwei Teilstücken (41; 42) über das steuerbare Ventil (5) geführt ist, welches als schaltbares Mehrwegeventil (51) ausgeführt ist, wobei über das Mehrwegeventil (51) in einer Schaltstellung (A) der Bremskraftverstärker (3) mit dem Drucksensor (2) und in einer weiteren Schaltstellung (C) der Bremskraftverstärker (3) mit dem Saugrohr (6) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zur Druckmessung in der Unterdruckleitung eines Bremskraftverstärkers, vorzugsweise zum Bestimmen eines luftdruckabhängigen Parameters für die Gemischadaption, durch Auswertung des Messsignals eines Drucksensors in der Unterdruckleitung eines Bremskraftverstärkers.
Vorbekannt ist aus der Schrift DE 32 38 153 C2 ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffmenge und des Zündzeitpunktes, wobei ein Drucksensor im Ansaugkrümmer vorgesehen ist, mittels dem vor Anlassen des Motors der Umgebungsluftdruck gemessen wird. Weiterhin wird aus einem Vergleich des aufgenommenen Umgebungsluftdruckes mit einem bei Volllast und geringer Drehzahl des Motors gemessenen Luftdruckwertes ein Korrekturwert gebildet, so dass während des Betriebes des Motors aus gemessenem Druckwert bei Volllast der Umgebungsluftdruck rückgerechnet werden kann.
Vorbekannt ist aus der JP 01-301452 A eine Vorrichtung zur Druckmessung in der Unterdruckleitung eines Bremskraftverstärkers. Der Drucksensor überwacht den Unterdruck in einem Unterdruckspeicher. Eine Messung des Unterdrucks in der Ansaugleitung, die bei Stillstand zur Umgebungsdruckmessung genutzt wird. ist nicht vorgesehen. Das steuerbare Ventil dient vielmehr der Umschaltung der Unterdruckquelle zwischen dem Saugrohr und einer Unterdruckpumpe.
Aus der Schrift DE 37 10 081 C2 ist ein Motorsteuerungssystem zur höhenabhängigen Kraftstoffzumessung vorbekannt. Bei diesem wird der Messwert eines Lastsensors bei Volllast mit im Steuergerät für verschiedene Höhen hinterlegten Volllastkennlinien verglichen und aus diesem Vergleich ein Höhenwert ermittelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen des Drucks in der Unterdruckleitung eines Bremskraftverstärkers zu schaffen, wobei zusätzlich zur Unterdrucksteuerung des Bremskraftverstärkers ein Startwert zur Gemischadaption aus der Messung des Umgebungsluftdruckes ermittelt wird und weiterhin eine Überwachung des Sensors auf Funktionsfähigkeit durch die erfindungsgemäße Vorrichtung realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 4, des Patentanspruches 7 oder des Patentanspruches 9 gelöst.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist in der zum Bremskraftverstärker führenden Unterdruckleitung ein schaltbares Ventil angeordnet, über das der Sensor zur Überwachung des Bremskraftverstärkers mit dem Ansaugrohr in Verbindung gebracht werden kann. Damit kann bei aufgesteuertem Ventil der Sensor zur Messung des im Saugrohr herrschenden Druckes genutzt werden.
Erfindungsgemäß vorteilhaft erfolgt eine Druckmessung bei Stillstand des Motors, da der im Saugrohr herrschende Druck in diesem Zustand dem Umgebungsluftdruck entspricht. Der Messwert des Umgebungsluftdruckes wird vorzugsweise zur Ermittlung eines höhenabhängigen Gemischadaptionswertes genutzt. Auf diese Weise wird ein zusätzlicher, zur Höhenadaption notwendiger Drucksensor eingespart.
Erfindungsgemäß vorteilhaft kann die Druckmessung im Steuergerätenachlauf erfolgen, da bei abgestelltem Motor kein Unterdruck im Saugrohr erzeugt wird und das in diesem Zustand betriebsfähige Steuergerät die Messdaten vom Drucksensor verarbeiten und für den nächsten Motorstart einen auf der Druckmessung basierenden, höhenabhängigen Adaptionswert für die Gemischbildung berechnen kann.
Eine zusätzliche vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemäß eingesetzten, schaltbaren Ventils ist ein gegenüber den üblichen Lösungen mit einem Rückschlagventil schnellerer Bremsdruckaufbau nach dem Motorstart, da das schaltbare Ventil geringere Drosselverluste als die herkömmlich benutzten Rückschlagventile aufweist.
Erfindungsgemäß vorteilhaft kann im Steuergerät durch den Vergleich des gemessenen Umgebungsdrucks mit einem aus einem Modell (z. B. aus Drehzahl, Last und Drosselklappenwinkel) berechneten Umgebungsdruck eine Überwachung des Sensors auf Funktionsfähigkeit erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das schaltbare Ventil als elektrisch betätigbares 4/3 Wege-Ventil ausgeführt, wobei den Funktionen „Höhenerkennung”, „Überwachung Bremskraftverstärker” und „Aufbau Unterdruck” jeweils eine Schaltstellung des Ventils zugeordnet ist. Das Ventil ist so gestaltet, dass in der Schaltstellung „Höhenerkennung” Sensor und Saugrohr miteinander verbunden sind, ohne das ein Druckverlust im Bremskraftverstärker auftritt. Diese Schaltstellung kann auch während des Fahrbetriebes zum Abgleich eines Druckmodells genutzt werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Hierbei zeigt:
1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Druckmessung,
2 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Druckmessung mit einem elektrisch steuerbaren Mehrwegeventil.
1 zeigt eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Druckmessung. Einem Motorsteuergerät 1 mit Eingängen E1, ..., En und Ausgängen A1, ..., An ist das Signal eines Drucksensors 2 in der Unterdruckleitung 4 eines Bremskraftverstärkers 3 am Eingang E1 angeschlossen. Der Messwert des Drucksensors 2 wird zur Überwachung der Drucksteuerung des Bremskraftverstärkers 3 genutzt. Die Unterdruckleitung 4 ist an ein Saugrohr 6 eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors in Strömungsrichtung nach einer Drosselklappe 7 angeschlossen. Zwischen Bremskraftverstärker 3 und Saugrohr 6 ist in der Unterdruckleitung 4 ein schaltbares Ventil 5 angeordnet, welches über eine Steuerleitung am Ausgang A1 des Motorsteuergerätes angeschlossen ist und von diesem gesteuert wird.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Bezug auf die Vorrichtung beschrieben.
Der sich mit der Höhenlage ändernde Umgebungsluftdruck erfordert die Ermittlung eines höhenabhängigen Adaptionswertes für die optimale Gemischbildung.
Bei Stillstand des Motors wird keine Luft aus dem Saugrohr 6 über eine Drosselklappe 7 und einen Luftfilter 8 angesaugt. Wird das schaltbare Ventil 5 vom Motorsteuergerät 1 in vorgenanntem Motorzustand geöffnet, ist die Unterdruckleitung 4 des Bremskraftverstärkers 3 mit dem Saugrohr 5 verbunden. In diesem herrscht dann der Umgebungsluftdruck, der vom Sensor 2 gemessen und vom Motorsteuergerät 1 erfasst wird, da bei geöffnetem Ventil 5 Saugrohr 6 und Unterdruckleitung 4 auf gleichem Druckniveau liegen. Aus diesem gemessenen Druckwert wird ein Adaptionswert ermittelt. Dieser wird dem modellierten Saugrohrdruck als Startwert vorgegeben. Berechnungsmodelle für den Saugrohrdruck sind allgemein vorbekannt. Beispielsweise kann ein Druckwert im Saugrohr aus einem vorher ermittelten Kennfeld über Drehzahl und Drosselklappenstellung ermittelt werden.
Der mit Hilfe des Modells berechnete Druckwert kann durch ein Öffnen des schaltbaren Ventils 5 im Motorbetrieb mit dem tatsächlich gemessenen verglichen werden. Dabei ist sicherzustellen, dass im Saugrohr 6 ein genügender Unterdruck herrscht, um den notwendigen Bremsdruck im Bremskraftverstärker 3 zu erhalten. Eine Überprüfung des Drucksensors 4 auf Funktionsfähigkeit kann anhand des Vergleiches eines mit Hilfe des Modells berechneten Wertes und dem durch Überwachung des Sensorsignals beim öffnen des schaltbaren Ventils 5 ermittelten Messwertes erfolgen.
Erfolgt die Druckmessung für die Berechnung im Steuergerätenachlauf, ist vom Steuergerät 1 ausgelöst das schaltbare Ventil 5 zu öffnen.
Der Steuergerätenachlauf bezeichnet einen Zustand des Steuergerätes nach Abschalten der Zündung, bei dem das Steuergerät noch betriebsbereit ist. Für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens müssen der Drucksensor und das steuerbare Ventil in diesem Zustand noch stromversorgt sein.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend 1, wobei das schaltbare Ventil 5 (siehe 1) als Mehrwegeventil 51 ausgeführt ist. Nachfolgend werden die zur Vorrichtung nach 1 bestehenden, in der Detaildarstellung D dargestellten Unterschiede beschrieben. Zu 1 identische Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Mehrwegeventil 51, welches das schaltbare Ventil 5 (siehe 1) ersetzt, ist mittels Elektromagneten 9 in drei Schaltstellungen A, B und C schaltbar. In einer ersten Schaltstellung A sind der Bremskraftverstärker 3 und der Drucksensor 2 miteinander verbunden. In dieser Schaltstellung kann der Druck im Bremskraftverstärker überwacht werden. In einer weiteren Schaltstellung B ist der Bremskraftverstärker vom Mehrwegeventil 51 abgesperrt und der Sensor 2 ist mit dem Saugrohr 6 verbunden. Es kann eine Messung des Saugrohrdrucks erfolgen, wobei der Messwert bei Stillstand des Motors als Umgebungsluftdruck zur Berechnung eines höhenabhängigen Gemischadaptionswertes und im Fahrbetrieb zum Abgleich eines Druckmodells erfolgen kann. In einer weiteren Schaltstellung C sind Drucksensor 2 und Bremskraftverstärker 3 dem Saugrohr 6 angeschlossen. In dieser Schaltstellung wird unter der Bedingung, dass der Saugrohrunterdruck größer als der Unterdruck im Bremskraftverstärker 3 ist, dieser entleert. Unter „Entleeren” wird hierbei der Aufbau eines größeren Unterdruckes im Bremskraftverstärker verstanden.
Das zu 1 beschriebene Verfahren ist ebenfalls auf die in 2 beschriebene Vorrichtung anwendbar. In der Schaltstellung A erfolgt die Überwachung des Bremskraftverstärkers 3, wobei dies gleichzeitig die Ruhestellung des Ventils ist. Durch den Sensor 2 kann somit ein Signal für zu geringen Unterdruck im Bremskraftverstärker 3 generiert und an das Steuergerät 1 weitergeleitet werden. Beim Vorliegen der Schaltbedingung – Unterdruck im Ansaugrohr 6 größer als im Bremskraftverstärker 3 – wird durch das Steuergerät 1 über die Ansteuerleitung A1 durch Bestromen des Elektromagneten 9 das Mehrwegeventil 51 in die Schaltstellung C gebracht. In dieser Schaltstellung erfolgt das „Entleeren” des Bremskraftverstärkers bis zu einer festlegbaren Druckschwelle und nach Erreichen dieser ein Rückschalten in den Schaltzustand A.
Das Mehrwegeventil wird, vorzugsweise im Steuergerätenachlauf, bei abgestelltem Motor in die Schaltstellung B gebracht. Der Sensor 2 ist dann mit dem Saugrohr 6 verbunden und der gemessene Druckwert ist gleich dem Umgebungsluftdruck. Das Mehrwegeventil kann auch im Fahrbetrieb in die Schaltstellung B gebracht werden, wobei dann eine Messung des realen Saugrohrdruckes erfolgt. Dieser Messwert kann zur Funktionsüberprüfung des Sensors oder zum Abgleich eines im Steuergerät hinterlegten Druckmodells erfolgen.
Bezugszeichenliste

1: Motorsteuergerät
2: Drucksensor
3: Bremskraftverstärker
4: Unterdruckleitung
5: Schaltbares Ventil
6: Saugrohr
7: Drosselklappe
8: Luftfilter
9, 10: Elektromagneten
41, 42: Teilstücke der Unterdruckleitung
51: Mehrwegeventil
A, B, C: Schaltstellungen des Mehrwegeventils
D: Detaildarstellung
E1, .., En: Eingänge
A1, .., An: Ausgänge

Claims

Vorrichtung zur Druckmessung in der Unterdruckleitung eines Bremskraftverstärkers (3), wobei ein Drucksensor (2) zur Überwachung des Bremskraftverstärkers (3) in dessen Unterdruckleitung (4) angeordnet ist, wobei die Unterdruckleitung (4) des Bremskraftverstärkers (3) mit dem darin angeordneten Drucksensor (2) über ein steuerbares Ventil (5) mit dem Ansaugrohr (6) eines Verbrennungsmotors in Verbindung bringbar ist, wobei die Unterdruckleitung (4) in zwei Teilstücken (41; 42) über das steuerbare Ventil (5) geführt ist, welches als schaltbares Mehrwegeventil (51) ausgeführt ist, wobei über das Mehrwegeventil (51) in einer Schaltstellung (A) der Bremskraftverstärker (3) mit dem Drucksensor (2) und in einer weiteren Schaltstellung (C) der Bremskraftverstärker (3) mit dem Saugrohr (6) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schaltstellung (B) der Bremskraftverstärker (3) gegen das Saugrohr vom Mehrwegeventil (51) abgesperrt wird und gleichzeitig der Drucksensor (2) mit dem Saugrohr (6) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil (51) elektrisch ansteuerbar ist.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des im Saugrohr (6) herrschenden Druckes das steuerbare Ventil (5) vom Motorsteuergerät (1) so angesteuert wird, dass die Unterdruckleitung (4) des Sensors (2) mit dem Saugrohr (6) in Verbindung steht.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Umgebungsluftdruckes das steuerbare Ventil (5) bei abgestelltem Motor so angesteuert ist, dass Unterdruckleitung (4) und Saugrohr (6) in Verbindung stehen.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Mehrwegeventil (51), vorzugsweise in seinem Ruhezustand, in einer Schaltstellung (A) befindet, in der die Teilstücke (41, 42) der Unterdruckleitung miteinander verbunden sind und der Sensor zur Druckmessung dem Bremskraftverstärker (3) angeschlossen ist.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil (51) zur Messung des Druckes im Saugrohr (6) in eine Schaltstellung (B) gebracht wird, in der Saugrohr und Drucksensor verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Druckes im Saugrohr (6) in der Schaltstellung (B) während des Fahrbetriebes zum Abgleich des Druckmodells erfolgt.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schaltstellung (C) zum Aufbau eines Unterdruckes im Bremskraftverstärker (3) (sog. Entleeren) die Teilstücke (41, 42) der Unterdruckleitung und damit der Drucksensor (2) und der Bremskraftverstärker (3) mit dem Saugrohr 6 verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil (51) nur unter der Bedingung, dass der Unterdruck im Saugrohr (6) größer als der Unterdruck im Bremskraftverstärker (3) ist, in die Schaltstellung (C) zum Entleeren des Bremskraftverstärkers (3) geschalten wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil (51) nur solange in die Schaltstellung (C) zum Entleeren des Bremskraftverstärkers (3) geschalten wird, bis der Unterdruck im Bremskraftverstärker (3) größer als ein applizierbarer Schwellwert ist.
Verfahren nach Anspruch 4 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Umgebungsluftdruckes im Steuergerätenachlauf erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4 o. 6, dadurch gekennzeichnet, dass der bei abgestelltem Motor gemessene Wert des Umgebungsluftdruckes zur Ermittlung eines luftdruckabhängigen Wertes für die Gemischadaption genutzt wird.