DE102009059661B4 - Device for determining and displaying the boost pressure - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Ermittlung und Anzeige des Ladedrucks einer Brennkraftmaschine, welche eine Einrichtung zur Erhöhung des Drucks der derselben über eine Ladeluftleitung zugeführten Luft aufweist, mit einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Ladedrucks, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (10) zumindest mittelbar mit einer in der Ladeluftleitung (2) in Strömungsrichtung (x) der Luft nach einer Drosselklappe (7) angeordneten Sensoreinrichtung (9) verbunden ist und den von der Sensoreinrichtung (9) ermittelten Ladedruck anzeigt.A device for determining and displaying the boost pressure of an internal combustion engine, which has a device for increasing the pressure of the air supplied to it via a charge air line, with a display device for displaying the charge pressure, characterized in that the display device (10) at least indirectly with one in the charge air line (2) is connected in the flow direction (x) of the air after a throttle valve (7) arranged sensor device (9) and indicates the boost pressure determined by the sensor device (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung und Anzeige des Ladedrucks einer Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a device for determining and displaying the boost pressure of an internal combustion engine according to the closer defined in the preamble of claim 1.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2005 052 004 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird in einer Anzeigeeinheit eine Mehrzahl von Informationen über Fahrzeugzustände angezeigt, wie beispielsweise der Ladedruck, die Temperatur, die Tankanzeige und die Motordrehzahl.Such a device is for example from the DE 10 2005 052 004 A1 known. In this known device, a plurality of information about vehicle conditions is displayed in a display unit, such as the boost pressure, the temperature, the fuel gauge and the engine speed.

Derartige Vorrichtungen mit entsprechenden, meist in einem Kombiinstrument im Armaturenbrett angeordneten Anzeigeeinrichtungen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Hierbei wird der gemessene Ladedruck dem Fahrer analog oder digital angezeigt. Da bei geringen Drehzahlen der Brennkraftmaschine einer im Abgasstrang angeordneten Turbine und somit auch einem mit der Turbine verbundenen Verdichter meist nur sehr wenig Energie zugeführt wird, erfolgt der Ladedruckaufbau bei solchen geringen Motordrehzahlen meist stark verzögert. Insbesondere wenn zur Verbesserung ihres Ansprechverhaltens Turbolader mit variabler Turbinengeometrie, sogenannte VTG-Lader, eingesetzt werden, wird bereits bei geringen Drehzahlen ein gewisser Ladedruck aufgebaut. Dieser Ladedruck wird der Brennkraftmaschine allerdings aufgrund der in diesem Betriebszustand noch zumindest annähernd geschlossenen Drosselklappe, die sich in der Ladeluftleitung der Brennkraftmschine befindet, nicht zugeführt.Such devices with corresponding, usually arranged in a dash panel instrument in the dashboard display devices are known from the general state of the art. Here, the measured boost pressure to the driver is displayed analog or digital. Since at low speeds of the internal combustion engine arranged in the exhaust line turbine and thus also a compressor connected to the turbine usually very little energy is supplied, the boost pressure build-up is usually greatly delayed at such low engine speeds. In particular, when used to improve their response turbocharger with variable turbine geometry, so-called VTG superchargers, a certain boost pressure is built up even at low speeds. However, this boost pressure is not supplied to the internal combustion engine due to the throttle valve which is still at least approximately closed in this operating state and which is located in the charge air line of the internal combustion engine.

Es kann jedoch zu Irritationen des Fahrers führen, wenn er durch eine geringe Betätigung des Fahrpedals nur wenig Leistung der Brennkraftmaschine abrufen möchte, der Turbolader jedoch aufgrund der oben beschriebenen Umstände bereits einen gewissen Ladedruck erzeugt und dieser steigende Ladedruck in der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.However, it can lead to irritation of the driver if he wants to retrieve little power of the engine by a slight actuation of the accelerator pedal, but the turbocharger already generates a certain boost pressure due to the circumstances described above and this increasing boost pressure is displayed in the display device.

Auch beim sogenannten negativen Lastsprung, der sich ergibt, wenn der Fahrer vom Gas geht und der Ladedruck durch das Aufstauen der Luft vor der Drosselklappe ansteigt, ergibt sich eine kurze Ladedruckerhöhung, die zu Irritationen des Fahrers führt, da er ja verzögern bzw. zumindest nicht beschleunigen möchte, die Ladedruckanzeige jedoch eine diesem Wunsch widersprechende Erhöhung des Ladedrucks anzeigt.Even with the so-called negative load jump, which results when the driver goes off the gas and the boost pressure increases by damming the air in front of the throttle, there is a short increase in boost pressure, which leads to irritation of the driver, since he delay yes or at least not However, the boost pressure display indicates a contradictory to this desire increase in boost pressure.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Ermittlung und Anzeige des Ladedrucks bei einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welche die oben beschriebenen Irritationen im Rahmen einer konstruktiv einfachen Lösung vermeidet.It is therefore an object of the present invention to provide a device for detecting and displaying the charge pressure in an internal combustion engine, which avoids the above-described irritations in the context of a structurally simple solution.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features mentioned in claim 1.

Durch die erfindungsgemäße Ermittlung des Ladedrucks in einem in Strömungsrichtung der Luft der Drosselklappe nachfolgenden Bereich der Ladeluftleitung wird in der Anzeigeeinrichtung der Ladedruck nach der Drosselklappe und somit der der Brennkraftmaschine tatsächlich zugeführte Ladedruck angezeigt, wodurch bei geringer Betätigung des Fahrpedals in der Anzeigeeinrichtung kein Ladedruck angezeigt wird. Dasselbe ergibt sich auch bei einem negativen Lastsprung, da in diesem Fall ja durch das Loslassen des Fahrpedals die Drosselklappe geschlossen ist und somit die der Brennkraftmaschine zugeführte Luft nicht unter einem erhöhten Druck steht.As a result of the determination according to the invention of the boost pressure in a downstream region of the charge air line in the flow direction of the air of the throttle valve, charge pressure is actually indicated in the display device after the throttle valve and thus the boost pressure actually supplied to the internal combustion engine, whereby no boost pressure is displayed in the display device when the accelerator pedal is pressed lightly , The same is true even with a negative load jump, since in this case yes by releasing the accelerator pedal, the throttle valve is closed and thus the engine supplied air is not under an increased pressure.

Bei starker Betätigung des Fahrpedals, also bei hoher Leistungsanforderung an die Brennkraftmaschine, öffnet sich die Drosselklappe vollständig und es wird in der Anzeigeeinrichtung ein sehr schneller Ladedruckaufbau dargestellt, da in dem Bereich der Ladeluftleitung vor der Drosselklappe bereits zuvor ein gewisse Ladedruck aufgebaut wurde, der dann zu einer sehr schnellen Erhöhung des Ladedrucks führt. Die optische Darstellung dieses spontantne Anspruchverhaltens wird vom Fahrer positiv bewertet.Upon strong actuation of the accelerator pedal, so at high power requirement of the engine, the throttle opens completely and it is shown in the display device a very fast boost pressure build-up, since in the area of the charge air line before the throttle before a certain boost pressure has been built, then leads to a very rapid increase in boost pressure. The optical representation of this spontaneous claim behavior is positively evaluated by the driver.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der in der Anzeigeeinrichtung angezeigte Druck die Druckdifferenz des in der Ladeluftleitung herrschenden Drucks und des Atmosphärendrucks ist. Auf diese Weise wird in der Anzeigeeinrichtung lediglich der tatsächliche, gegenüber der Umgebung vorhandene Überdruck in der Ladeluftleitung angezeigt.In a very advantageous development of the invention can be provided that the pressure displayed in the display device is the pressure difference of the pressure prevailing in the charge air line and the atmospheric pressure. In this way, only the actual overpressure present in the charge air line is displayed in the display device.

In diesem Zusammenhang kann des weiteren vorgesehen sein, dass die Anzeigeeinrichtung so ausgebildet ist, dass sie ausschließlich Drücke anzeigt, welche mindestens so hoch wie der Atmosphärendruck sind. Dies führt zu einer Beruhigung des in der Anzeigeeinrichtung angezeigten Werts, da negative Werte, also wenn in der Ladeluftleitung ein geringerer Druck als der Atmosphärendruck herrscht, nicht angezeigt werden, da diese Information für den Fahrer nicht entscheidend ist.In this context, it can further be provided that the display device is designed so that it displays only pressures which are at least as high as the atmospheric pressure. This leads to a calming of the value displayed in the display device, since negative values, that is to say when there is a lower pressure than the atmospheric pressure in the charge air line, are not displayed since this information is not decisive for the driver.

In Anspruch 9 ist ein Verfahren zur Ermittlung und Anzeige des Ladedrucks der Brennkraftmaschine angegeben.In claim 9, a method for determining and displaying the boost pressure of the internal combustion engine is specified.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert.Further advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the remaining dependent claims. An embodiment of the invention is explained in more detail in the following description and drawings.

Es zeigt:It shows:

1 Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung und Anzeige des Ladedrucks einer Brennkraftmaschine. 1 An inventive device for determining and displaying the boost pressure of an internal combustion engine.

1 zeigt in einer sehr schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine 1, zu welcher in an sich bekannter Weise eine auch als Saugrohrleitung oder als Ansaugleitung bezeichnete Ladeluftleitung 2 führt, um derselben zur Verbrennung in Brennräumen 1a der Brennkraftmaschine 1 erforderliche Luft zuzuführen. Die bei der Verbrennung in den Brennräumen 1a entstehenden Abgase werden über eine Abgasleitung 3 von der Brennkraftmaschine 1 abgeführt. In der Abgasleitung 3 ist eine Turbine 4 eines Abgasturboladers 5 angeordnet, welche mit einem ebenfalls zu dem Abgasturbolader 5 gehörenden Verdichter 6 verbunden ist. Der Verdichter 6 dient dazu, die der Brennkraftmaschine 1 über die Ladeluftleitung 2 zugeführte Luft unter Druck zu setzen, um die der Brennkraftmaschine 1 zugeführte Luftmenge zu erhöhen. Bei dem Verdichter 6 des Abgasturboladers 5 handelt es sich demnach um eine Einrichtung zur Erhöhung des Drucks der der Brennkraftmaschine 1 über die Ladeluftleitung 2 zugeführten Luft. Prinzipiell könnte statt des Verdichters 6 auch ein Kompressor zum Einsatz kommen, um den Ladedruck in der Ladeluftleitung 2 zu erhöhen. Die Turbine 4 weist vorzugsweise eine variable Geometrie auf, d. h. der Abgasturbolader 5 ist vorzugsweise als sogenannter VTG-Lader ausgebildet. Selbstverständlich ist auch der Einsatz eines Abgasturboladers 5 mit einer Turbine 4 möglich, welche eine starre Geometrie aufweist, wie beispielsweise ein Wastegate Turbolader. 1 shows a very schematic representation of an internal combustion engine 1 , to which in known manner, also referred to as a suction pipe or as a suction charge air line 2 leads to the same for combustion in combustion chambers 1a the internal combustion engine 1 supply required air. The case of combustion in the combustion chambers 1a resulting exhaust gases are via an exhaust pipe three from the internal combustion engine 1 dissipated. In the exhaust pipe three is a turbine 4 an exhaust gas turbocharger 5 arranged, which with a likewise to the exhaust gas turbocharger 5 belonging compressor 6 connected is. The compressor 6 serves to that of the internal combustion engine 1 over the charge air line 2 supplied air to pressurize the engine 1 increase the amount of air supplied. At the compressor 6 the exhaust gas turbocharger 5 it is therefore a device for increasing the pressure of the internal combustion engine 1 over the charge air line 2 supplied air. In principle, instead of the compressor 6 Also, a compressor is used to boost the boost pressure in the charge air line 2 to increase. The turbine 4 preferably has a variable geometry, ie the exhaust gas turbocharger 5 is preferably designed as a so-called VTG loader. Of course, the use of an exhaust gas turbocharger 5 with a turbine 4 possible, which has a rigid geometry, such as a wastegate turbocharger.

In der Ladeluftleitung 2 ist eine Drosselklappe 7 angeordnet, welche in Abhängigkeit von der Stellung eines nicht dargestellten, von einem Fahrer in an sich bekannter Weise bedienbaren Fahrpedals zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung verstellbar ist, um die der Brennkraftmaschine 1 zugeführte Luftmenge zu steuern. Um den Druck in der Ladeluftleitung 2 in einem in der mit ”x” bezeichneten Strömungsrichtung der Luft der Drosselklappe 7 nachfolgenden Bereich, also in einem Bereich zwischen der Drosselklappe 7 und der Brennkraftmaschine 1, ermitteln und anzeigen zu können, ist eine Vorrichtung 8 zur Ermittlung und Anzeige des Ladedrucks vorgesehen, welche eine Sensoreinrichtung 9, eine Anzeigeeinrichtung 10 und eine Steuereinrichtung 11 aufweist, die beispielsweise durch das bei Brennkraftmaschinen 1 üblicherweise vorhandene Motorsteuergerät gebildet sein kann. Die Anzeigeeinrichtung 10, ist also mittelbar über die Steuereinrichtung 11 mit der Sensoreinrichtung 9 verbunden und ist vorzugsweise in einem nicht dargestellten Armaturenbrett eines mit der Brennkraftmaschine 1 ausgestatteten Kraftfahrzeugs angeordnet, sodass sie im Blickfeld des Fahrers liegt. Die Steuereinrichtung 11 kann beispielsweise über ein CAN-Bussystem mit der Sensoreinrichtung 9 verbunden sein.In the charge air line 2 is a throttle 7 arranged, which is adjustable between an open and a closed position depending on the position of an unillustrated, operable by a driver in a known manner accelerator pedal to that of the internal combustion engine 1 to control the amount of air supplied. To the pressure in the charge air line 2 in a flow direction of the air of the throttle valve designated by "x" 7 subsequent area, ie in an area between the throttle 7 and the internal combustion engine 1 Being able to detect and display is a device 8th provided for determining and displaying the boost pressure, which is a sensor device 9 , a display device 10 and a controller 11 having, for example, by that in internal combustion engines 1 usually existing engine control unit can be formed. The display device 10 , is therefore indirectly via the control device 11 with the sensor device 9 connected and is preferably in a dashboard not shown one of the internal combustion engine 1 equipped motor vehicle so that it is in the driver's field of vision. The control device 11 For example, via a CAN bus system with the sensor device 9 be connected.

Die Sensoreinrichtung 9 ist in der Ladeluftleitung 2 in Strömungsrichtung x der Luft nach der Drosselklappe 7 angeordnet und misst bzw. ermittelt demnach den in der Ladeluftleitung 2 in dem Bereich nach der Drosselklappe 7 herrschenden Druck und gibt diesen an die Steuereinrichtung 11 weiter. In der Steuereinrichtung 11 wird von dem gemessenen Druck vorzugsweise der Atmosphärendruck abgezogen, um auf diese Weise den Ladedruck zu erhalten, der dann in der Anzeigeeinrichtung 10 auf analoge oder digitale Weise als Saugrohrüberdruck angezeigt wird. Hierbei werden vorzugsweise nur über dem atmosphärischen Druck liegende Drücke angezeigt, d. h. die Anzeigeeinrichtung 10 zeigt nur einen positiven Überdruck an, wohingegen ein in der Ladeluftleitung 2 herrschender Unterdruck nicht angezeigt wird. Dies kann dadurch realisiert werden, dass die Skala der Anzeigeeinrichtung 10 erst bei einem bestimmten Wert im Bereich des Atmosphärendrucks beginnt. Alternativ zur Anzeige des Überdrucks wäre es auch möglich, in der Anzeigeeinrichtung 10 den tatsächlich gemessenen Druck in der Ladeluftleitung 2 nach der Drosselklappe 7 anzuzeigen.The sensor device 9 is in the charge air line 2 in the flow direction x of the air after the throttle 7 arranged and measures or determined accordingly in the charge air line 2 in the area after the throttle 7 prevailing pressure and gives this to the controller 11 further. In the control device 11 Preferably, the atmospheric pressure is subtracted from the measured pressure so as to obtain the boost pressure, which is then in the display device 10 is displayed in an analog or digital manner as intake manifold overpressure. In this case, preferably only above atmospheric pressure pressures are displayed, ie the display device 10 indicates only a positive overpressure, whereas one in the charge air duct 2 prevailing negative pressure is not displayed. This can be realized by the scale of the display device 10 only begins at a certain value in the range of atmospheric pressure. As an alternative to displaying the overpressure, it would also be possible to use the display device 10 the actual measured pressure in the charge air line 2 after the throttle 7 display.

Die Sensoreinrichtung 9 ist vorzugsweise als Drucksensor ausgebildet, es ist jedoch auch möglich, einen Luftmassenmesser, insbesondere einen Heißfilm-Luftmassenmesser, zu verwenden, mit welchem die die Ladeluftleitung 2 durchströmende Luftmenge gemessen und daraus der in der Ladeluftleitung 2 herrschende Ladedruck berechnet werden kann. Auch andere Möglichkeiten zur Messung der Luftmasse, wie beispielsweise mit Widerstandsdrähten ausgestattete Sensoren, können zur Messung bzw. Berechnung des Ladedrucks eingesetzt werden.The sensor device 9 is preferably designed as a pressure sensor, but it is also possible to use an air mass meter, in particular a hot-film air mass meter, with which the charge air line 2 measured by flowing air flow and from it in the charge air line 2 prevailing boost pressure can be calculated. Other ways to measure the air mass, such as equipped with resistance wires sensors can be used to measure or calculate the boost pressure.

Claims (10)

Vorrichtung zur Ermittlung und Anzeige des Ladedrucks einer Brennkraftmaschine, welche eine Einrichtung zur Erhöhung des Drucks der derselben über eine Ladeluftleitung zugeführten Luft aufweist, mit einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Ladedrucks, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (10) zumindest mittelbar mit einer in der Ladeluftleitung (2) in Strömungsrichtung (x) der Luft nach einer Drosselklappe (7) angeordneten Sensoreinrichtung (9) verbunden ist und den von der Sensoreinrichtung (9) ermittelten Ladedruck anzeigt.Device for determining and displaying the boost pressure of an internal combustion engine, which has a device for increasing the pressure of the air supplied to it via a charge air line, with a display device for displaying the boost pressure, characterized in that the display device ( 10 ) at least indirectly with one in the charge air line ( 2 ) in the flow direction (x) of the air after a throttle valve ( 7 ) arranged sensor device ( 9 ) and that of the sensor device ( 9 ) indicated boost pressure indicates. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Anzeigeeinrichtung (10) angezeigte Druck die Druckdifferenz des in der Ladeluftleitung (2) herrschenden Drucks und des Atmosphärendrucks ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that in the display device ( 10 ) displayed pressure the pressure difference of the in the Charge air line ( 2 ) of prevailing pressure and atmospheric pressure. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (10) so ausgebildet ist, dass sie ausschließlich Drücke anzeigt, welche mindestens so hoch wie der Atmosphärendruck sind.Apparatus according to claim 2, characterized in that the display device ( 10 ) is designed so that it indicates only pressures which are at least as high as the atmospheric pressure. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Anzeigeeinrichtung (10) angezeigte Druck der absolute, in der Ladeluftleitung (2) herrschende Druck ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that in the display device ( 10 ) indicated pressure the absolute, in the charge air line ( 2 ) is prevailing pressure. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (9) über eine Steuereinrichtung (11) mit der Anzeigeeinrichtung (10) verbunden ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor device ( 9 ) via a control device ( 11 ) with the display device ( 10 ) connected is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (9) als Drucksensor ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensor device ( 9 ) is designed as a pressure sensor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (9) als Luftmassenmesser ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensor device ( 9 ) is designed as an air mass meter. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (10) in einem Armaturenbrett eines mit der Brennraftmaschine (1) ausgestatteten Kraftfahrzeugs angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the display device ( 10 ) in a dashboard of a with the internal combustion engine ( 1 ) equipped motor vehicle is arranged. Verfahren zur Ermittlung und Anzeige des Ladedrucks einer Brennkraftmaschine, welcher über eine Ladeluftleitung unter Druck stehende Luft zugeführt wird, wobei der Ladedruck in einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer in der Ladeluftleitung (2) in Strömungsrichtung (x) der Luft nach einer Drosselklappe (7) angeordneten Sensoreinrichtung (9) der Ladedruck ermittelt und in der mit der Sensoreinrichtung (9) zumindest mittelbar verbundenen Anzeigeeinrichtung (10) angezeigt wird.Method for determining and displaying the charge pressure of an internal combustion engine, which is supplied via a charge air line pressurized air, wherein the boost pressure is displayed in a display device, characterized in that by means of a charge air line ( 2 ) in the flow direction (x) of the air after a throttle valve ( 7 ) arranged sensor device ( 9 ) determines the boost pressure and in the with the sensor device ( 9 ) at least indirectly connected display device ( 10 ) is shown. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anzeigeeinrichtung (10) die Druckdifferenz des in der Ladeluftleitung (2) herrschenden Drucks und des Atmosphärendrucks angezeigt wird, wobei ausschließlich Drücke angezeigt werden, welche mindestens so hoch wie der Atmosphärendruck sind.Method according to claim 9, characterized in that in the display device ( 10 ) the pressure difference of the charge air line ( 2 ) and the atmospheric pressure, indicating only pressures which are at least as high as the atmospheric pressure.
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