DE102005029752A1

DE102005029752A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102005029752A1
Application number: DE102005029752A
Authority: DE
Inventors: Matthias Bruns
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2007-01-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Ansaugkraft für einen Verbrennungsmotor, bei dem die Steuerung der Menge der Ansaugluft durch eine Auswertung der Druckverhältnisse im Betriebsbereich des Verbrennungsmotors (1) erfolgt. Die Steuerung der Menge der Ansaugluft wird über die Auswertung eines Gegendrucks im Abgastrakt (3) hinter den Zylindern des Verbrennungsmotors (1) durchgeführt, der vor einem querschnittsbeeinflussenden Aggregat (10) im Abgastrakt (3) hervorgerufen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor, der für seine Funktion eine vorgegebene Menge Luft benötigt, nach dem Oberbegriff des Haupt- und des nebengeordneten Anspruchs.

Aus der EP 1 063 406 B1 ist ein Leitungssystem mit einer Steuerung der Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor bekannt, bei dem mittels einer schwenkbaren Drosselklappe die Menge der Ansaugluft im Bereich des Einlasses des Ansaugtraktes steuerbar ist. Die Stellung der Drosselklappe wird hier elektrisch mittels eines Schrittmotors eingestellt, wobei über eine Kontrolleinheit verschiedene Stellgrößen des Ansaugtraktes ausgewertet werden. Hierbei werden zum Beispiel die Drehzahl des Verbrennungsmotors oder auch der vor den Zylindern des Verbrennungsmotors herrschende Unterdruck im Saugrohr ausgewertet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor einfache Weise so fortzubilden, dass eine einfache und wirkungsvolle Regelung durchführbar ist.

Vorteile der Erfindung

Das vorgeschlagene Verfahren zur Steuerung der Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor, bei dem die Steuerung der Menge der Ansaugluft durch eine Auswertung der Druckverhältnisse im Betriebsbereich des Verbrennungsmotors erfolgt, wird erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass die Steuerung der Menge der Ansaugluft über die Auswertung eines Gegendrucks im Abgastrakt hinter den Zylindern des Verbrennungsmotors durchgeführt wird, der vor einem querschnittsbeeinflussenden Aggregat im Abgastrakt hervorgerufen wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird als Gegendruck der nach der Zusammenführung des Abgasleitungen der Zylinder und vor einem Katalysator entstehende Druck im Abgasstrom herangezogen. In besonders vorteilhafter Weise kann dabei der Gegendruck direkt auf eine druckabhängige mechanische Steuerung einer den Ansaugluftstrom steuernden Klappe geleitet werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Steuerung der Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor, bei dem die Steuerung der Menge der Ansaugluft durch eine Auswertung der Druckverhältnisse im Betriebsbereich des Verbrennungsmotors erfolgt, bei der eine Druckleitung vorhanden ist, die vom Abgastrakt des Verbrennungsmotors, in einem Bereich nach der Zusammenführung des Abgaslei tungen der Zylinder und vor einem Katalysator, zu einer Druckdose geführt ist.

Die an sich bekannte Druckdose kann dabei in vorteilhafter Weise direkt mit einer mechanische Vorrichtung zur Steuerung einer den Ansaugluftstrom steuernden Klappe verbunden werden. Die Klappe zur Steuerung der Ansaugluft kann dabei entweder eine Mündungsklappe sein, die im Bereich der Rohluftansaugung vor einem Luftfilter angeordnet ist oder auch eine Drosselklappe sein, die in an sich bekannter Weise im Bereich der Reinluft nach einem Luftfilter angeordnet ist. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Klappe ist diese als eine Ringspaltklappe ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Steuerung der Ansaugluft bei einem Verbrennungsmotor durch ein Öffnen und Schließen einer Klappe, z.B. der Mündungsklappe oder der Drosselklappe, bietet auch deswegen Vorteile, da hier durch eine genau und direkte Steuerung auch der Zwischenbereiche zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Zustand das Ansauggeräusche im Betrieb des Verbrennungsmotors verminderbar ist. Dabei sollte der rohluftseitige Flächenquerschnitt im Ansaugtrakt unter Anpassung an den Betriebszustand des Verbrennungsmotors möglichst eng gehalten werden. Im Zustand der vollen Leistung des Verbrennungsmotors sollte dagegen die optimale Luftzufuhr durch eine vollständige Öffnung des Querschnitts gewährleistet werden.

Der verbleibende Querschnitt zwischen der Rohrwandung des Ansaugtraktes und der Klappe kann dabei auf einfache weise weitgehend proportional zum erforderlichen Luftmassenstrom eingestellt werden, was in erster Näherung immer dieselbe Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Klappe bewirkt.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerung der Ansaugluft im Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines solchen Ansaugtraktes des Verbrennungsmotors und einer Druckabnahme im Abgastrakt und
2 eine Darstellung des Verlaufs verschiedener physikalischer Größen in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors.
In 1 ist ein Verbrennungsmotor 1 gezeigt, dem zur Versorgung mit Luft eine Ansaugtrakt 2 und zur Abgasableitung ein Abgastrakt 3 zugeordnet ist. Die Kraftstoffversorgung erfolgt über eine Kraftstoffleitung 4, wobei auf die an sich bekannten Funktionen beim Betrieb des Verbrennungsmotors 1, soweit sie nicht für die Erfindung relevant sind, hier nicht eingegangen wird.
Luft wird nach der 1 im Mündungsbereich 5 des Ansaugtraktes 2 gemäß Pfeil 6 angesaugt und es ist hier eine erfindungemäß gesteuerte Mündungsklappe 7 vorhanden, die im Folgenden noch näher beschrieben wird.
Die Rohluft wird über einen Luftfilter 8 zur Erzeugung von Reinluft über eine den Betrieb des Verbrennungsmotors 1 steuernde Drosselklappe 9 geleitet. Abgasseitig wird nach einer Zusammenführung des Abgasleitungen der Zylinder des Verbrennungsmotors 1 und vor einem Katalysator mit einer Druckleitung 11 ein geringer Gasstrom abgelei tet, der durch den Gegendruck im Abgasstrom vor dem Katalysator 10 erzeugt wird. Stilisiert ist hier eine Fortführung der Druckleitung 11 gezeigt, die auf eine Druckdose 12 wirkt, mit der, ebenfalls stilisiert gezeigt, eine Veränderung der Stellung der Mündungsklappe 7 zur Steuerung des Luftstromes im Ansaugtrakt 2 durchführbar ist.
2 zeigt Verläufe verschiedener physikalischer Größen, die über der Drehzahl des Verbrennungsmotors aufgetragen sind und mit denen gezeigt werden kann, das eine wirkungsvolle Steuerung des Luftmassenstroms im Ansaugtrakt 2 nach der 1 durch eine Heranziehung das Abgasgegendrucks vor dem Katalysator 10 sowohl hinsichtlich der Geräuschminderung als auch sonstiger physikalischer Größen möglich ist.
Der Abgasgegendruck ist in der 2 durch den Verlauf 20, der Ansaug-Luftmassenstrom durch den Verlauf 21 und die Abgastemperatur durch den Verlauf 22 gekennzeichnet. Es ist erkennbar, dass hier ein weitgehender proportionaler Verlauf aller dieser Größen erfolgt, so das die eingangs erwähnten Rahmenbedingungen insbesondere hinsichtlich der Geräuschminderung leicht eingehalten werden können.

Claims

Verfahren zur Steuerung der Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor, – bei dem die Steuerung der Menge der Ansaugluft durch eine Auswertung der Druckverhältnisse im Betriebsbereich des Verbrennungsmotors (1) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Steuerung der Menge der Ansaugluft über die Auswertung eines Gegendrucks im Abgastrakt (3) hinter den Zylindern des Verbrennungsmotors (1) durchgeführt wird, der vor einem querschnittsbeeinflussenden Aggregat (10) im Abgastrakt (3) hervorgerufen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – als Gegendruck der nach der Zusammenführung des Abgasleitungen der Zylinder und vor einem Katalysator (10) entstehende Druck herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der Gegendruck direkt auf eine druckabhängige mechanische Steuerung einer den Ansaugluftstrom steuernden Klappe (7) geleitet wird.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Druckleitung (11) vorhanden ist, die vom Abgastrakt (39 des Verbrennungsmotors (1), in einem Bereich nach der Zusammenführung des Abgasleitungen der Zylinder und vor einem Katalysator (10), zu einer Druckdose (12) geführt ist und dass – die Druckdose (12) direkt mit einer mechanische Vorrichtung zur Steuerung einer den Ansaugluftstrom steuernden Klappe (7) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – die Klappe eine Mündungsklappe (7) ist, die im Mündungsbereich (5) der Rohluftansaugung vor einem Luftfilter (8) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – die Klappe eine Drosselklappe ist, die im Bereich der Reinluft nach einem Luftfilter angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass – die Klappe eine Ringspaltklappe ist.