DE3417495C2

DE3417495C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der von einer Brennkraftmaschine angesaugten Luftmenge

Info

Publication number: DE3417495C2
Application number: DE19843417495
Authority: DE
Inventors: Ernst-Olav Dr.-Ing. 8079 Böhmfeld Pagel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1984-05-11
Filing date: 1984-05-11
Publication date: 1986-05-07
Also published as: DE3417495A1

Abstract

Um die Ansaugluftmenge für eine Brennkraftmaschine zu bestimmen, wird die Lufttemperatur, die Drosselklappenstellung, der Differenzdruck über die Drosselklappe und der absolute Luftdruck gemessen. Zur Messung des Differenzdruckes einerseits und des absoluten Druckes andererseits dient ein einziger Meßwertaufnehmer, der an die verschiedenen Meßstellen im Betrieb anschließbar ist.

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Differenzdrucks der Weri des Drucks vor der Drosselklappe zwischen zwei Meßwertaufnahmen als konstant angesehen wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 2, mit einem Sensor zur Ermittlung der Drosselklappenstellung, einem Sensor zur Ermittlung der Temperatur der der Brennkraftmaschine zugeführten Luft, und einem Druckmeßsensor, der den Absolutdruck mißt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltvorrichtung (24) vorgesehen ist, die den Druckmeßsensor (34) alternativ mit dem vor (20) der Drosselklappe (14) oder dem hinter (22) der Drosselklappe (14) herrschenden Druck beaufschlagt

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, mit einem elektrischen Schaltgerät zur Berechnung der Ansaugluftmenge aufgrund der von den Sensoren zugeführten Informationen, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (24) von dem Schaltgerät (50) gesteuert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (24) ein Magnetventil (30) aufweist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und umfaßt desweiteren eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein gattungsgemäßes Meßverfahren wird in der DE-PS 3149 911 beschrieben. Mit diesem bekannten Verfahren soll die Ermittlung der angesaugten Luftmenge genau und verzögerungsfrei bestimmt werden, die einem Hitzdrahtluftmesser anhaftenden Nachteile werden dabei umgangen. Dabei ist vorgesehen, daß einerseits der Absolutluftdruck vor der Drosselklappe der Brennkraftmaschine ermittelt wird, und gleichzeitig über ein weiteres Meßelement der Differenzdruck vor und nach der Drosselklappe, um aus diesen gemessenen Größen gemäß einem Algorithmus die Ansaugluftmenge zu bestimmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftmengen-Meßverfahren zu vereinfachen und dafür eine entsprechende Vorrichtung auszubilden.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung verfahrensgemäß durch die Kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs I und vorrichtungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 4 gelöst.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung ist der, daß es überflüssig ist, zum einen den Absolutdruck vor der Drosselklappe festzustellen und zum anderen den Differenzdruck vor und hinter der Drosselklappe mit Hilfe eines Differenzdruckmeßwertaufnehmers zu ermitteln. Vielmehr ist es erfindungsgemäß ausreichend, abwechselnd den Druck vor der Drosselklappe und den Druck hinter der Drosselklappe als Absolutwert abzufragen und die Differenz auf rechnerischem Wege zu ermitteln.

ίο Ausgangspunkt dieser Überlegung ist, daß sich der Druck vor der Drosselklappe aufgrund von atmosphärischen Veränderungen oder aufgrund von Höhenunterschieden ändert, die das Fahrzeug während seines Betriebes zurücklegt Derartige Änderungen vollziehen sich jedoch mit großer Zeitkonstante, so daß ein gelegentliches Abfragen des Druckes vor der Drosselklappe völlig ausreichend ist Plötzliche Änderungen zwischen zwei Abfragen sind nicht zu erwarten. Der vor der Drosselklappe ermittelte Luftdruckwert kann gespeichert werden und als Konstante angesetzt werden bei der Bildung des Differenzdrucks. Der hinter dsr Drosselklappe auftretende Druck ändert sich jedoch, abhängig von der Drosselklappenstellung, stark, so daß dieser Wert häufiger genommen werden muß.

Damit ist es aber ausreichend, wenn in der gesamten Anlage ein einziger Sensor zur Drucksuifnahme vorgesehen ist, er läßt sich dann wahlweise jeweils mit dem Druck vor bzw. hinter der Drosselklappe beschälten.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, die mit einem einzigen Druckmeßsensor auskommt Der Druckmeßsensor wird umschaltbar mit einer Druc-kabnahmestelle vor der Drosselklappe und einer Druckabnahmestelle hinter der Drosselklappe beschaltet Die Beschallung kann dabei in besonderer Ausführungsform der Erfindung über ein elektrisches Schaltgerät beispielsweise einen Microcomputer vorgenommen werden, der auch Informationen über die üblichen Betriebszustände des Kraftfahrzeugs erhält und demerk^fechend entscheiden kann, welchen der beiden Druckkanäle, die zu der Druckmeßsonde führen, geöffnet werden soll.

Als Umschaltglied kann ein Magnetventil dienen, das wahlweise den einen oder den anderen Druckkanal mit dem Druckmeßsensor verbindet.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist bei der Verwendung in einer aufgeladenen Brennkraftmaschine zu sehen, beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine, die über einen Turbolader oder einen Kompressor betrieben wird. Derartige Brennkraftmaschinen brauchen eine Information über den Ladedruck, also den Saugrohrdruck zur Ermittlung der Führungsgröße für den Druckregelkreis. Diese ohnehin benötigte Information über den Druck kann gleichzeitig verwendet werden, um die Luftmenge in geeigneter Weise zu messen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer schematischen Darstellung in Fig. 1 beschrieben.

Mit 10 ist das Saugrohr bezeichnet, das die mit Kraftstoff zu vermischende Luft einem Motor 12 zuführt. Der wirksame Querschnitt des Saugrohres 10 läßt sich über eine Drosselklappe 14 vergrößern oder verkleinern, wobei ein Potentiometer 16 die Stellung der Drosselklappe abtastet und in einen entsprechenden Spannungswert umsetzt Diese Information über die Drossclklappcnstellung, abgegriffen am Potentiometer 16, wird einem Schaltgerät 50, das vorzugsweise als Mikroprozessor ausgebildet ist, zugeführt.

Weiterhin befindet sich in dem Saugrohr 10 ein Sensor 18 zur Ermittlung der Lufttemperatur, der Sensor

kann beispielsweise durch einen NTC-Widerstand oder ein anderes geeignetes temperaturempfindliches elektronisches Bauteil gebildet sein. Der Temperatursensor 18 kann in Strömungsrichtung vorder Drosselklappe 14 oder hinter ihr angeordnet sein. Die Information von dem Temperatursensor 18 wird ebenfalls dem Schaltgerät 50 zugeführt

Eine Leitung 20 zur Fortführung des Druckes im Saugrohr 10 in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe 14 wird einer Umschaltvorrichtung 24 zugeführt, desgleichen eine Leitung 22, die den Druck an die Umschaltvorrichtung 24 weiterleitet, der in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe 14 auftritt Ein Umschaltglied 26 verbindet wahlweise die Leitung 20 oder die Leitung 22 mit einem Leitungsfortsatz 28, der an einen Drucksensor 34 angeschlossen ist Der Drucksensor 34 kann beispielsweise in das Schaltgerät 50 integriert sein.

An dem Schaltgerät 50 ist ein Ausgang 32 vorgesehen, der ein Solenoid 30 ansteuert, das das Umschaltglied 26 in Abhängigkeit von Entscheidungen, die in dem Schaltgerät 50 ablaufen, umschalten

Die Funktion der dargestellten Vorrichtung ist folgende:

Um die dem Motor 12 zugeführte Ansaugluftmenge zu bestimmen, ist zum einen die Kenntnis des absoluten Druckes vor der Drosselklappe 14 notwendig, zum anderen die Druckdifferenz über der Drosselklappe 14. Dazu wird über die Leitung 20 der atmosphärische Druck ermittelt, über Umschaltglied 26 und 28 dem Druckmeßsensor 34 zugeordnet und in dem als Mikroprozessor ausgebildeten Schaltgerät 50 gespeichert. Danach wird das Solenoid 30 über den Ausgang 32 des Mikroprozessors 50 betätigt und schaltet das Umschaltglied 26 um, so daß nunmehr über die Leitung 22, das Umschaltglied 26 und die Leitung 28 dem Drucksensor 34 der Druck hinter der Drosselklappe 14 zugeführt wird. Aus dem soeben ermittelten Wert und dem Wert des Druckes hinter der Drosselklappe kann der Mikroprozessor 50 den Differenzdruck errechnen, außerdem ist ihm der atmosphärische Luftdruck von dem ersten Meßschritt bekannt.

Da der atmosphärische Luftdruck sich, verglichen mit den Druckänderungen hinter der Drosselklappe 14, nur sehr langsam ändert, kann er bis zur nächsten Meßwertaufnahme als konstant betrachtet werden, so daß die weitere laufende Ermittlung des Druckes hinter der Drosselklappe 14 über die Leitungen 22,26 und 28 ausreicht, um die jeweilige Berechnung der Ansaugluftmenge durchzuführen.

Tritt nun ein Betriebszustand wie Leerlauf, Schiebebetrieb oder Vollast ein, ist die Differenzdruckmessung nicht notwendig, und es kann erneut der atmosphärische Druck bestimmt werden, um ggf. den zuletzt aufgenommenen Meßwert zu korrigieren. Da der atmosphärische Luftdruck sich nur bei Wetteränderungen oder bei starken Höhenunterschieden ändert, ist davon auszugehen, daß zwischen zwei Meßwertaufnahmen des atmosphärischen Luftdrucks die Änderungen nicht so stark sind, daß sie bereits für die Berechnungen von Gewicht sind.

Es kann also vorteilhafterweise bei der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ein teures Bauteil, nämlich der Differenzdruckaufnehmer, entfallen. Dafür eingesetzte Umschaltvorrichtung 24 ist erheblich preiswerter zu realisieren.

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Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bestimmen der von einer Brennkraftmaschine angesaugten Lufnnenge, wobei man

1. die Stellung der der Brennkraftmaschine zugeordneten Drosselklappe ermittelt,

2. die Temperatur der angesaugten Luft mißt, und

3. den Druck im Ansaugrohr bestimmt,

dadurch gekennzeichnet, daß man

4. abwechselnd den Druck vor und hinter der Drosselklappe mißt und aus den beiden nacheinander gemessenen Werten den Differenzdruck berechnet.