DE10296753T5

DE10296753T5 - Abgas-Reduzierungseinrichtung

Info

Publication number: DE10296753T5
Application number: DE10296753T
Authority: DE
Inventors: Peter Madsen
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2001-05-04
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2022-04-27
Also published as: DE10296753B4; SE516907C2; WO2002090745A1; SE0101563L; SE0101563D0

Abstract

Überschussgas-Begrenzungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei der Verbrennungsmotor einen Ladedrucksensor umfasst, wobei die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Menge an in den Motor eingespritztem Kraftstoff auf eine maximale Menge an Kraftstoff pro Arbeitszyklus auf Grundlage eines von dem Ladedrucksensor gemessenen Ladedrucks begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung eine Anti-Konstriktionsvorrichtung umfasst, die dazu ausgebildet ist, der Überschussgas-Begrenzungseinrichtung zu signalisieren, dass ein Ersatz-Ladedruck vorliegt, der höher als der gemessene Ladedruck ist, wenn die Differenz zwischen einer erforderlichen Menge an Kraftstoff pro Arbeitszyklus und einer pro Arbeitszyklus eingespritzten Menge an Kraftstoff während einer bestimmten Zeit größer als eine bestimmte Menge ist, während der von dem Ladedrucksensor gemessene Ladedruck zu derselben Zeit unterhalb eines bestimmten Referenzdrucks liegt.

Description

FACHGEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überschussgas-Begrenzungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren für eine Anti-Konstriktionssteuerung nach dem Oberbegriff von Anspruch 6. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm nach dem Oberbegriff von Anspruch 11 und ein Medium zur Datenspeicherung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12.

Es ist bekannte Praxis Überschussgas-Begrenzungseinrichtungen in Verbindung mit Einspritzsystemen für Verbrennungsmotoren zu verwenden. Überschussgas-Begrenzungseinrichtungen setzen eine obere Grenze für die Menge an in einen Verbrennungsmotor pro Arbeitszyklus einspritzbarem Kraftstoff fest. Diese Grenze wird auf Grundlage eines Ladedrucks festgesetzt, der in dem Motor auftritt und der mittels eines Ladedrucksensors gemessen wird. Der Zweck liegt darin, sicherzustellen, dass hinreichend viel Sauerstoff für eine effektive Verbrennung des Kraftstoffs vorhanden ist, während gleichzeitig das Auftreten von Überschussgasen, die keiner vollständigen Verbrennung unterzogen wurden, begrenzt wird. Das Ergebnis liegt nicht nur darin, einen sichtbaren Vorteil bei der Minimierung des Risikos einer Abgasemission von dem Fahrzeug zu erreichen, sondern auch in dem ökologischen Vorteil eines geringeren Kohlenmonoxidgehalts in den Abgasen.

Es kommt gelegentlich vor, dass der Ladedrucksensor durch Verschmutzung blockiert ist mit der Folge, dass er einen geringeren Ladedruck als den tatsächlichen Ladedruck anzeigt. Das Auftreten von Undichtigkeiten beispielsweise an Einlassrohren des Einspritzsystems kann auch den Ladedruck reduzieren. In solchen Fällen führt die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung zu einem nicht korrekten Grenzwert bezüglich der maximal zulässigen Menge an Kraftstoff, was dazu führt, dass die Motorleistung sehr gering wird. Dies bedeutet, dass der Motor nicht genutzt werden kann, bis das Problem beseitigt wurde. Wenn der Motor beispielsweise in einem Fahrzeug angeordnet ist, kann das Fahrzeug deshalb nicht betrieben werden und es kann mit Problemen verbunden sein, das Fahrzeug zu einer Werkstatt zu bewegen. Ferner kann es schwer sein, zu erkennen, dass der Fehler beispielsweise aufgrund einer Blockierung des Ladedrucksensors auftritt.

ABRISS DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Anti-Konstriktionssteuerung für die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung bereitzustellen, so dass die vorstehend genannten Probleme gelöst werden, durch welche eine Blockierung des Ladedrucksensors oder eine Undichtigkeit des Einlassrohres den Motor in einen neutralen Zustand mit anhaltend geringer Motorleistung aufgrund eines falsch oder richtig gemessenen niedrigen Ladedrucks halten.

Diese Aufgabe wird mit der Überschussgas-Begrenzungseinrichtung gemäß der Einleitung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Anti-Konstriktionsvorrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, dass sie der Überschussgas-Begrenzungseinrichtung das Auftreten eines Ersatzladedrucks signalisiert, der höher als der gemessene Ladedruck ist, wenn die Differenz zwischen einer erforderlichen Menge an Kraftstoff pro Arbeitszyklus und einer eingespritzten Menge an Kraftstoff pro Arbeitszyklus während einer bestimmten Zeit größer war als eine bestimmte Menge, während der von dem Ladedrucksensor gemessene Ladedruck zu derselben Zeit unter einem bestimmten Referenzdruck lag. Wenn die Überschussgasanordnung annimmt, dass ein höherer Ladedruck vorliegt, so führt dies dazu, dass die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung ein Anwachsen der Menge an Kraftstoff pro Arbeitszyklus zulässt. Dies vergrößert die von dem Motor bereitgestellte Leistung, mit welcher der Motor arbeitet.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Anti-Konstriktionsvorrichtung dazu ausgebildet, der Überschussgas-Begrenzungseinrichtung zu signalisieren, dass ein bestimmter Ersatzladedruck vorliegt. Wenn das Problem auf einem blockierten Ladedrucksensor beruht, liegt wahrscheinlich ein ausreichend hoher Ladedruck im Motor vor, wohingegen dann, wenn der Lufteinlass eine Undichtigkeit aufweist ist, der Ladedruck niedriger sein wird. Im erstgenannten Fall kann der Ersatzladedruck relativ hoch angesetzt werden, ohne Probleme zu verursachen, wohingegen im letztgenannten Fall der Ersatzladedruck moderat gehalten werden muss, um ein Einspritzen von zu viel Kraftstoff zu vermeiden, so dass eine vollständige Verbrennung erreicht werden kann, was zu schwarzem Abgas führt. Das Angeben eines spezifischen Ladedrucks macht es möglich, einen Ersatzladedruck anzugeben, der für beide dieser Situationen geeignet ist.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Referenzdruck auf den vorherrschenden atmosphärischen Druck eingestellt. Dies bedeutet, dass die Vorrichtung in derselben Art und Weise arbeiten wird, unabhängig von der Höhe des Fahrzeugs über dem Meeresspiegel und unabhängig von den vorherrschenden Wetterkonditionen.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung ein Mittel zum Verfolgen von Fehlern, die den Ladedrucksensor oder den Lufteinlass des Einspritzsystems betreffen. Dieses Mittel ist dazu ausgebildet, ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn ein bezüglich eines Arbeitszyklus gemessener Ladedruck wesentlich niedriger als ein Verifikations-Ladedruck ist, der für den Arbeitszyklus von dem Fehlerverfolgungsmittel auf Grundlage eines Berechnungsmodells berechnet wurde, das die Motordrehzahl und eine in den Motor eingespritzte Menge an Kraftstoff berücksichtigt. Eine Fehlerhaftigkeit des Ladedrucksensors oder von Lufteinlassrohren wird somit erheblich einfacher erfasst, als ohne das vorstehend genannte Fehlerverfolgungsmittel. Eine Verifikation des Zustands des Ladedrucksensors und des Lufteinlasses ist prinzipiell bei jedem Arbeitszyklus möglich, was bedeutet, dass das Verfahren als ein kontinuierliches Verfahren angesehen werden kann.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfasst das Berechnungsmodell zum Berechnen eines Verifikations-Ladedrucks eine Beziehung mit wenigstens einer der folgenden Größen: Motortemperatur, Kurbelwinkelposition relativ zu einem Referenzwinkel zu Beginn der Einspritzung von Kraftstoff, und Zeitfilterung des Verifikations-Ladedrucks. Ein Berechnungsmodell, das die oben genannten Verfeinerungen umfasst, stellt eine zuverlässige Abschätzung des Ladedrucks bereit. Der Zeitfilter umfasst einen Zeitfilter erster Ordnung, der aus Motorsimulationen oder aus Experimenten mit echten Motoren bezüglich einer Sprungantwort auf Leistungsmobilisierungsänderungen abgeschätzt wird. Es besteht somit kein Risiko, dass das Fehlerverfolgungsmittel falsche Ergebnisse aufgrund von Zeitfaktoren liefert.

Die Aufgabe wird auch mit dem in der Einleitung angegebenen Verfahren erreicht, welches gekennzeichnet ist durch:

– eine Messung der Differenz zwischen einer Sollmenge an Kraftstoff und einer eingespritzten Menge an Kraftstoff,
– einer Messung eines Ladedrucks und
– einer Signalisierung an die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung, dass der Ladedruck durch einen Ersatzladedruck ersetzt wurde, der größer als der gemessene Ladedruck ist, wenn die Größe der Differenz während einer bestimmten Zeit einen bestimmten Wert überschritten hat, während der Ladedruck gleichzeitig unterhalb eines bestimmten Referenzladedrucks war.

Das Signalisieren an die Überschussgas-Anordnung zur Annahme eines höheren anliegenden Ladedrucks führt dazu, dass die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung ein Anwachsen der Menge an Kraftstoff pro Arbeitszyklus zulässt. Dies erhöht die von dem Motor entwickelte Leistung, mit welcher der Motor arbeitet.

Die Aufgabe wird ferner mit einem in der Einleitung angegebenen Computerprogramm gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Software zur Implementierung des Verfahrens gemäß der vorangehenden Beschreibung umfasst.

Die Aufgabe wird auch mittels eines in der Einleitung angegebenen Speichermediums gelöst, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Software zur Implementierung des Verfahrens gemäß der vorangehenden Beschreibung umfasst.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben, die als Beispiele mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen herangezogen werden.
1 stellt schematisch einen Aufbau eines Teils eines Motors dar, der eine Überschussgas-Begrenzungseinrichtung mit einer Anti-Konstriktionsvorrichtung gemäß der Erfindung aufweist,
2 stellt schematisch ein Flussdiagramm eines dynamischen Berechnungsmodells für einen Verifikations-Ladedruck dar, und
3 stellt schematisch ein Flussdiagramm des Verfahrens gemäß der Erfindung dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
1 stellt einen Teil eines Verbrennungsmotors dar, der einen Zylinder 1 umfasst, in dem sich ein Kolben 2 in vertikaler Richtung entlang des Zylinders 1 bewegen kann. Der Kolben 2 ist mit einer Kurbelwelle 3 über eine Verbindungsstange 4 verbunden. Der Motor umfasst ferner einen Zylinderkopf 5. Der Zylinderkopf 5 ist mit einem Einspritzsystem 6 verbunden, das nicht nur einen Lufteinlass 7 aufweist, der zum Fördern von Luft zu dem Zylinderkopf 5 ausgebildet ist, sondern auch einen Kraftstoffseinlass 8 aufweist, der zum Fördern von Kraftstoff zu dem Zylinderkopf 5 ausgebildet ist. Das Einspritzsystem 6 umfasst ferner ein Ladedruck-Festlegemittel 9, das dem Lufteinlass 7 zugeordnet ist und das einen Ladedruck in dem Zylinderkopf 5 festlegt. Gemäß bereits bekannter und nicht beschränkender Standardausführungen umfasst das Ladedruck-Festlegemittel 9 entweder einen Kompressor, der im Normalfall mit der Kurbelwelle 3 verbunden ist, oder ein Gebläse, das von den Abgasen des Motors angetrieben wird (sogenannter Turbo). Das Einspritzsystem 6 umfasst auch ein Kraftstoff-Abgabemittel 10, das dem Kraftstoff-Einlass 8 zugeordnet ist, und das dazu ausgebildet ist, dem Zylinderkopf 5 eine Menge an Kraftstoff zuzuführen, die von einem Signal abhängt, das der Menge an Kraftstoff entspricht, die über ein von dem Fahrer betätigbares Gaspedal 11 angefordert wird.
Der Zylinderkopf 5 umfasst einen Ladedrucksensor 12, der derart angeordnet ist, dass er den in dem Zylinderkopf 5 vorherrschenden Ladedruck misst. Der Motor umfasst eine Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13, die die von dem Kraftstoff-Abgabemittel 10 abgegebene Menge an Kraftstoff auf eine maximale Menge an Kraftstoff pro Arbeitszyklus auf Grundlage des gemessenen Ladedrucks begrenzt. Dies bedeutet, dass immer ausreichend Sauerstoff in dem Zylinderkopf 5 vorhanden ist, um eine gute Verbrennung des Kraftstoffs zu erreichen und um dadurch das Auftreten von Abgasrauch, Kohlenmonoxid und anderen organischen Rückständen zu reduzieren.
Um eine Situation zu vermeiden, in welcher ein fehlerhaft arbeitender Ladedrucksensor oder ein fehlerhaft funktionierender Lufteinlass einen neutralen Betriebszustand bewirkt, wie vorstehend beschrieben, umfasst die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung eine Anti-Konstriktionsvorrichtung 14 (hier zugunsten der Klarheit außerhalb der Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13 dargestellt), die mit dem Gaspedal 11 und dem Ladedrucksensor 12 verbunden ist. Wenn die von dem Fahrer über das Gaspedal 11 angeforderte Menge an Kraftstoff für eine be stimmte Zeit die in dem Zylinderkopf 5 durch das Kraftstoff-Abgabemittel 10 eingespritzte Menge an Kraftstoff um eine spezifizierte Menge überschritten hat, signalisiert die Anti-Konstriktionsvorrichtung 14 der Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13, dass ein Ersatz-Ladedruck anliegt, der größer als der gemessene Ladedruck ist, vorausgesetzt, dass der gemessene Ladedruck unterhalb eines spezifizierten Referenzladedrucks P_ref ist. Die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13 ermöglicht dann ein Einspritzen einer größeren Menge an Kraftstoff, mit dem Ergebnis, dass die von dem Motor entwickelte Leistung zunimmt und sich der Motor nicht mehr in dem neutralen Betriebszustand befindet.
Die vorstehend bezeichnete Zeit, die vorstehend bezeichnete Menge an Kraftstoff und der vorstehend bezeichnete Referenzdruck können jeweils im Verhältnis oder auch nicht im Verhältnis zu externen oder internen Parametern stehen, wobei die Erfindung dadurch in keiner Weise beschränkt wird.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung signalisiert die Anti-Konstriktionsvorrichtung 14 der Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13, dass ein spezifizierter Ersatz-Ladedruck vorliegt. Der spezifizierte Ersatzladedruck kann zu externen Parametern, wie beispielsweise dem atmosphärischen Druck P_atm, der Motortemperatur T_w, der Motordrehzahl n, usw. in Beziehung stehen. Der spezifizierte Ladedruck kann auch jedes Mal dann, wenn die Erfindung zum Einsatz kommt, unabhängig von äußeren Umständen denselben Wert einnehmen. Die Erfindung ist nicht auf eines der beiden vorstehenden Beispiele beschränkt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung wird der Referenzdruck derart eingestellt, dass er mit dem vorherrschenden atmosphärischen Druck Schritt hält. Eine derartige Einstellung kann beispielsweise zu einer Reduzierung des Referenzdrucks zum Zwecke des Mithaltens mit dem vorherrschenden atmosphärischen Druck führen. Dies ermöglicht, dass die Erfindung ähnlich wie bei anderen atmosphärischen Drücken, bei anderen Wetterbedingungen oder bei anderen Höhen über dem Meeresspiegel funktioniert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13 ein Fehler-Verfolgungsmittel 15, um Fehler des Ladedrucksensors 9 und des Lufteinlasses 7 zu verfolgen. Das Fehler-Verfolgungsmittel 15 ist derart ausgebildet, dass es ein Fehlersignal erzeugt, wenn ein von dem Ladedrucksensor 9 gemessener Ladedruck bezüglich eines Arbeitszyklus wesentlich niedriger als ein Verifikations-Ladedruck ist, der von dem Fehler-Verfolgungsmittel 15 für den Arbeitszyklus gemäß einem Berechnungsmodell berechnet wurde, das die Motordrehzahl und die in den Motor für den Arbeitszyklus durch das Kraftstoff-Abgabemittel 10 eingespritzte Menge an Kraftstoff umfasst. Das Vergleichen eines theoretisch berechneten Verifikations-Ladedrucks P_m mit dem Ladedruck P_b, der von dem Ladedrucksensor gemessen wurde, macht es möglich, den Zustand des Ladesensors 9 und des Lufteinlasses 7 auf Grundlage des Grads der Übereinstimmung zwischen den beiden Ladedrücken einzuschätzen. Das Fehlerverfolgungsmittel kann so ausgebildet sein, Fehlersignale entweder an die Anti-Konstriktionsvorrichtung 14 oder an die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13 oder an weitere Mittel abzugeben, beispielsweise an ein Display in der Fahrerkabine, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt sein soll. Das Fehlerverfolgungsmittel kann auch derart ausgebildet sein, dass es Fehlersignale an mehr als eine der Alternativen abgibt und sogar auch an Alternativen abgibt, die hier nicht erwähnt sind.
2 zeigt die Berechnungsschritte, die von einer der Varianten des Fehlerverfolgungsmittels 15 in 1 durchgeführt werden, wenn ein Verifikations-Ladedruck berechnet wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel steht das Berechnungsmodell auch in Beziehung zu der Motortemperatur T_w, dem Kurbelwellenwinkel α bezüglich eines Referenzwinkels zu Beginn der Kraftstoff-Einspritzung und einem Zeitfilter Τ. Das Fehlerverfolgungsmittel 15 umfasst in einem Schritt 20 zur Leistungsberechnung die in dem Motor entwickelte Leistung E als Produkt der Motordrehzahl und der Menge q_b an in den Motor eingespritztem Kraftstoff minus der Menge q_o an verzögertem Kraftstoff. Die Summe der so erhaltenen Leistung E wird in einem ersten Modifikationsschritt 21 auf eine erste modifizierte Leistung E₁ auf Grundlage eines Vektors [α] verändert, der den Kurbelwinkel α mit Bezug auf einen Referenzwinkel zu Beginn der Kraftstoff-Einspritzung umfasst. In einem Ausführungsbeispiel wird die Leistung ferner in einem zweiten Modifikationsschritt 22 auf eine zweite modifizierte Leistung E₂ auf Grundlage eines Vektors T_w modifiziert, der die Betriebstemperatur des Motors umfasst. Beispielsweise kann die Temperatur des Motors aus der Temperatur des Kühlwassers geschätzt werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die erhaltene Leistung in einem Zeitfilter 23 erster Ordnung auf die modifizierte Leistung E₃ gefiltert. Der Zeitfilter 23 kann beispielsweise erzeugt werden, indem die Veränderung im Betriebspunkt entweder eines simulierten oder eines realen Motors durchsucht wird. Der Zeitfilter 23 berücksichtigt die Beziehung zwischen dem Ladedruck und der Zeit, wodurch beispielsweise der Ladedruck zum frühesten Arbeitszyklus nach einem Arbeitszyklus zunimmt, in welchem ein Kraftstoff-Zuwachs erfolgt. Der abschließende Berechnungsschritt 24 wandelt dann die somit erhaltene Leistung in einen verifizierenden Ladedruck P_m um.
Ein Fehlersignal kann auch zu einem Ersatz-Ladedruck führen, der der Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13 zugeführt wird, wenn das Risiko eines neutralen Betriebszustands besteht, da beispielsweise der Ladedrucksensor 12 fälschlicherweise eine zu geringe Ladedruckmessung bereitstellt, was dazu führt, dass die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13 die Menge an Kraftstoff begrenzt. Das Fehlerverfolgungsmittel 15 kann dann vorteilhafterweise ein Signal an die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13 abgeben, so dass angenommen wird, dass der spezifizierte Ersatzladedruck vorliegt und nicht der von dem Ladedrucksensor 9 gemessene Ladedruck. Der neutrale Betriebszustand wird somit vermieden und der Motor kann weiterhin genutzt werden, wenn auch mit geringerer Leistung. Die vorstehend beschriebene Fehlerverfolgungsprozedur kann kontinuierlich zu jedem Arbeitszyklus des Motors wiederholt werden. Es können somit Fehler erheblich schneller erfasst werden, als ohne Fehlerverfolgungsmittel. In einem Ausführungsbeispiel erzeugt das Anti-Konstriktionsmittel 14 auch ein Fehlersignal, wenn der Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13 ein Ersatzladedruck signalisiert wird.
Im Hinblick auf die vorgeschlagene Lösung wird das allgemeine Verfahren gemäß der Erfindung nun mit Bezug auf das Flussdiagramm nach 3 beschrieben. Ein erster Schritt 31 misst die Differenz zwischen einer Menge q_d des von dem Fahrer angeforderten Kraftstoffs und einer Menge q des in den Motor eingespritzten Kraftstoffs. Ein zweiter Schritt 32 misst den Ladedruck P_b in dem Zylinderkopf 5 mittels eines Ladedrucksensors 12. Ein dritter Schritt 33 stellt den gemessenen Ladedruck P_b bezüglich eines vorherrschenden atmosphärischen Drucks P_atm durch Subtraktion auf einen eingestellten Ladedruck P_D ein. Ein vierter Schritt 34 vergleicht den eingestellten Ladedruck P_D mit einem Referenzladedruck _Pref und es kann eine Abgabe eines Ersatzladedrucks an die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung in solchen Fällen zugelassen werden, in welchen der eingestellte Ladedruck unterhalb des Referenzladedrucks liegt. Schritt 33 und Schritt 34 können auch ausgeführt werden, indem der Referenzladedruck anstelle des gemessenen Ladedrucks eingestellt wird, was zu demselben Ergebnis führt. Ein fünfter Schritt 35 berechnet einen Verifiaktions-Ladedruck P_m beispielsweise auf Grundlage des dynamischen Modells, das in Verbindung mit 2 beschrieben wurde. Ein sechster Schritt 36 vergleicht den berechneten Verifikations-Ladedruck P_m mit dem Ladedruck P_b, der in Schritt 32 gemessen wurde, und Schritt 36 gibt ein Fehlersignal aus, wenn die beiden Ladedrücke voneinander um mehr als einen bestimmten Wert und länger als eine bestimmte Zeit abweichen. Ein siebter Schritt 37 gibt einen spezifizierten Ersatzladedruck P_def an die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13 aus, wenn die Differenz in Schritt 31 einen bestimmten Wert über eine bestimmte Zeit übersteigt, während der gemessene Ladedruck zu derselben Zeit unterhalb des Referenzladedrucks in Schritt 34 liegt, oder wenn ein Fehlersignal von Schritt 36 erhalten wird und der gemessene Ladedruck unterhalb des Referenzdrucks in Schritt 34 liegt. Wenn keine dieser Bedingungen erfüllt ist, gibt Schritt 37 keinen Ersatzladedruck P_def an die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung 13 ab.
All die vorstehend mit Bezug auf 3 beschriebenen Schritte können von einem Computerprogramm gesteuert werden, das direkt in den internen Speicher eines Computers geladen sein kann und das eine geeignete Software zum Steuern der erforderlichen Schritte umfasst, wenn das Programm auf dem Computer abläuft. Das Gleiche gilt für jede gewünschte Abfolge der Verfahrensschritte. Das Computerprogramm kann natürlich auf jedem gewünschten Speichermedium gespeichert sein.
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft eine Überschussgas-Begrenzungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor umfasst einen Ladedrucksensor, wobei die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Menge an in den Motor eingespritztem Kraftstoff auf eine Menge an Kraftstoff pro Arbeitszyklus beschränkt, welche von einem durch einen Ladedrucksensor gemessenen Ladedruck abhängt. Die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung selbst umfasst eine Anti-Konstriktionsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, der Überschussgas-Begrenzungseinrichtung zu signalisieren, dass ein Ersatzladedruck anliegt, der größer als der gemessene Ladedruck ist, wenn die Differenz zwischen einer erforderlichen Menge an Kraftstoff pro Arbeitszyklus und einer eingespritzten Menge an Kraftstoff pro Arbeitszyklus während einer bestimmten Zeit größer als ein bestimmter Wert ist, während der von dem Ladedrucksensor gemessene Ladedruck zur gleichen Zeit unterhalb eines bestimmten Referenzdrucks liegt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Anti-Konstriktionssteuerung, ein Computerprogramm, das dazu ausgelegt ist, Schritte für die Anti-Konstriktionssteuerung auszuführen, und ein Speichermedium, auf welchem ein solches Computerprogramm gespeichert ist.
(1)

Claims

Überschussgas-Begrenzungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei der Verbrennungsmotor einen Ladedrucksensor umfasst, wobei die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Menge an in den Motor eingespritztem Kraftstoff auf eine maximale Menge an Kraftstoff pro Arbeitszyklus auf Grundlage eines von dem Ladedrucksensor gemessenen Ladedrucks begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung eine Anti-Konstriktionsvorrichtung umfasst, die dazu ausgebildet ist, der Überschussgas-Begrenzungseinrichtung zu signalisieren, dass ein Ersatz-Ladedruck vorliegt, der höher als der gemessene Ladedruck ist, wenn die Differenz zwischen einer erforderlichen Menge an Kraftstoff pro Arbeitszyklus und einer pro Arbeitszyklus eingespritzten Menge an Kraftstoff während einer bestimmten Zeit größer als eine bestimmte Menge ist, während der von dem Ladedrucksensor gemessene Ladedruck zu derselben Zeit unterhalb eines bestimmten Referenzdrucks liegt.
Überschussgas-Begrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anti-Konstriktionsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie der Überschussgas-Begrenzungseinrichtung signalisiert, dass ein bestimmter Ersatzladedruck vorliegt.
Überschussgas-Begrenzungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzdruck derart eingestellt wird, dass er mit dem vorherrschenden atmosphärischen Druck Schritt hält.
Überschussgas-Begrenzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Einspritzsystem umfasst, welches einen Lufteinlass aufweist, und dass die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung ein Mittel zum Verfolgen von Fehlern des Ladedrucksensors oder des Lufteinlasses aufweist, welches Mittel dazu ausgebildet ist, ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn der bezüglich eines Arbeitszyklus gemessene Ladedruck wesentlich von einem Verifikations-Ladedruck abweicht, der von dem Fehlerverfolgungsmittel für den Arbeitszyklus gemäß einem Berechnungsmodell auf Grundlage der Motordrehzahl und einer Menge an in den Motor eingespritztem Kraftstoff berechnet wird.
Überschussgas-Begrenzungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnungsmodell von wenigsten einer der folgenden Größen abhängt: gemessene Motortemperatur, Winkelposition der Kurbelwelle bezüglich eines Referenzwinkels zu Beginn der Kraftstoff-Einspritzung und Zeitfiltration des Verifikations-Ladedrucks.
Verfahren für eine Anti-Konstriktionssteuerung einer Überschussgas-Begrenzungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, der einen Ladedrucksensor umfasst, gekennzeichnet durch – eine Messung der Differenz zwischen einer erforderlichen Menge an Kraftstoff und einer eingespritzten Menge an Kraftstoff, – eine Messung eines Ladedrucks, und – eine Signalisierung an die Überschussgas-Begrenzungseinrichtung, dass ein Ersatzladedruck vorliegt, der größer als der Ladedruck ist, wenn die Größe der Differenz während einer bestimmten Zeit einen bestimmten Wert überschritten hat, während der gemessene Ladedruck zur gleichen Zeit unterhalb eines bestimmten Referenzladedrucks liegt.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Signalisieren eines bestimmten Ersatzladedrucks.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6–8, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzdruck derart eingestellt wird, dass er mit dem vorherrschenden atmosphärischen Druck Schritt hält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6–8, gekennzeichnet durch – eine Berechnung eines Verifiaktions-Ladedrucks gemäß einem Berechnungsmodell auf Grundlage der Motordrehzahl und einer Menge an pro Arbeitszyklus eingespritztem Kraftstoff, – einem Vergleich zwischen dem Verifiaktions-Ladedruck und dem gemessenen Ladedruck, und – einer Erzeugung einer Fehlernachricht, wenn der gemessene Ladedruck wesentlich von einem Verifiaktions-Ladedruck während einer bestimmten Zeit abweicht.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnungsmodell zumindest von einer der folgenden Größen abhängt: der Motortemperatur, der Winkelposition der Kurbelwelle relativ zu einem Referenzwinkel zu Beginn der Kraftstoffeinspritzung und einer Filtration eines Verifikations-Ladedrucks in einem Zeitfilter.
Computerprogramm, das dazu ausgelegt ist, direkt in den internen Speicher eines Computers geladen zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm eine Software zum Ausführen von Schritten gemäß einem der Ansprüche 6–10 umfasst.
Medium zur Datenspeicherung, auf welchem ein Programm gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm eine Software zum Ausführen von Schritten nach einem der Ansprüche 6–10 aufweist.