DE3441768A1 - Messvorrichtung fuer die berechnung des ansaugluft-massendurchsatzes einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Meßvorrichtung für die Berechung des Ansaugluft-Massendurchsatzes einer Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Eine derartige Meßvorrichtung ist aus der EP - A -0061836 bekannt und hat dort die Aufgabe, Brennstoffzufuhr und Zündung bei einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit vom Ansaugluft-Massendurchsatz zu steuern, wobei der Ansaugluft-Massendurchsatz aus Signalen eines Drosselklappen-Stellungssensor,eines Atmosphärendruck- und eines Lufttemperatursensors sowie eines Differenzdrucksensors für den Druckabfall an der Drosselklappe mittels eines Rechners und Datenspeichers, in dem empirisch ermittelte Durchsatzwerte enthalten sind, durch mathematische Schritte und Anwendungen der naturwissenschaftlichen Erkenntnisse errechnet werden soll.
• Bei Verwendung der bekannten Meßvorrichtung zur Steuerung von Einspritzanlagen, die erfahrungsgemäß querschnittsmäßig große Ansaugkanäle mit großer Drosselklappe aufweisen, werden bei großen Drosselklappen-Öffnungsstellungen nur noch kleine Differenzdrücke gemessen, wodurch die für einem großen Meßbereich (ca. 700 mbar) ausgelegten Differenzdrucksensoren bei gegebener Fehlergrenze, beispielsweise von # 1 % vom Meßbereichsendwert, einen unaktzeptaben, großen Fehler aufweisen können. Hierdurch entstehen ungenaue, vom tatsächlichen abweichende Berechnungen des Ansaugluft-Massendurchsatzes mit den bekannten Folgen: Leistungsabfall, Unwirtschaftlichkeit und Schadstoffanreicherung des Abgases.
• Aus der DE - PS 27 42 763 ist eine elektronische Einspritzanlage bekannt, bei der Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von Ausgangssignalen einer stromauf der Drosselklappe angeorclneten Stauklappe oder von Signalen eines Ansaugdrucksensors und eines Motordrehzahlsensors bestimmt wird, wobei eine Wählschaltung die genaueste Schaltung auswählt, wenn eine vorbestimmte Ansaugluftmenge über-oder unterschritten wird.
• Obwohl hier eine Wählschaltung offenbart ist, erscheint diese Anlage wegen der aufwendingen Stauklappe und insbesondere deren Platzbedarf, deren Trägheit bei Änderungen der Motorbelastung und des häufig auftretenden Überschwinges als nicht mehr geeignet, heuti<e Anforderungen zu erfiillen.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Meßvorrichtung derart zu gestalten, daß eine genaue Berechnung des Ansaugluft-Massendurchsatzes ermöglicht ist und Drucksensoren mit mittleren Fehlergreuzen verwendet werden können.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Weitere Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung sind i den Unteransprüchen genannt.
• Vorteile durch die Erfindung.
• Mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ist ein Baustein (liomponente) für beliebige, brenngemisch-bildende Systeme geschaffen worden, mit dem die als Führungsgröße benötigte Ausaugluftmenge mit höchster Genauigkeit feststellbar ist, wobei der einfache Aufbau und die Verwendung von nur zwei Drucksensoren als vorteilhaft anzusehen sind.
• Ei< Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
• Es zeigt: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Meßvorrichtung, Fig. 2 ein Motorkennfeld eines Otto-Viertaktmotors.
• Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Luftansaugsystems 1 einer gemischvertichtenden Brennkraftmaschine mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 2, mit einem mit dieser verbundenen Drosselklappen-Stellungssensor 3, mit einem stromab der Drosselklappe 2 an das Luftansaugsystem 1 angeschlossenen Absolutdrucksensor 4 und mit einem stromauf der Drosselklappe 2 angeschlossenen Atmosphä.rendr'ucksensor Die Sensoren 3,4,5 sowie weitere nicht dargestellte sensoren fiir die Lufttemperatur und die Motordrehlzahl sind über Leitungen 6, 7, 8, 9, 10 an ein elektronisches Auswerte- und Steuergerät 11 angeschlossen, wobei die Sensorsignale soweit nötig im Auswerte- und Steuergerät 11 digitalisiert, zwischengespeichert und in einem Verarbeitungsteil, das im wesentlichen aus einem llechner einschließlich Betriebshardware, einem oder mcllreren Speichern und evtl. einem Timer besteht, verarbeitet und weiter in einem Ausgabeteil mit Ausgabespeicher zu mindestens einem Ausgangssignal verstärkt wird, das repräsentativ für den Ansausrluft-lassendurcllsatz ist.
• Das Ausgangssignal wird abhängig von weiteren Motorbetriebsparametern zu einem Steuersignal verändert, das über eine Leitung 12 einer nicht dargestellten Brennstoffdosiereinrichtung zugeführt wird.
• Im in Fig. 2 dargestellten Motorkennfeld sintl auf der X- bzw. Y-Achse die Motordrehzahl bzw. der effektive Mitteldruck aufgetragen.
• Voll gezeichnete Kennlinien 13 bezeichnen den Druckverlauf über der Motordrehzahl bei konstanten Drosselklappen-Öffnungsstellungen (α) und strichpunktiert gezeichnete Kennlienen 14 den dabei gemessenen Ansaugdruck als Absolutdruck.
• Eine t' Auswerte- und Steuergerät 11 enthaltene Wahlschaltung, deren Schaltung um '300 mbar festgelegt sein , teilt somit das Kennfeld durch die 800 mbar-Kennlinie 11< in einen oberen und einen unteren Teil 15, 16, wobei die Berechnung des Ansaugluft-Massendurchsatzes im unteren Teil 15 aus dem Drosselklappen-Stellungssensorsi} nal und der im Steuergerät 11 aus Signalen des Absolut- und des Atmosphärendrucksensors berechneten Druckdifferenz an der Drosselklappe 2 erfolgt und im oberen Kennfeldteil 16 aus dem Absolutdruck-Sensors i nal <tnd dem Motordrehlzahl-Sensorsignal.
• Für diese Berechnungen werden neben Signalen des Lufttemperatur- und des Atmosphärendrucksensors zur Luftdichte-Bestimmung im Steuergerät 11 gespeicherte Faktoren benutz, die fiir das Ansaugsystem 1 einmal in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung und zum anderen in Abhängigkeit von der Motordrehzahl empirisch ermittelt wurden.
• Bei Ausfall des Atmosphärendruck- oder des Drosselklappen-Stellungssensors 513 kann der vorgegebene Wert des Absolutdrucks, bei dem die Wählschaltung erfolgt, zugunsten der Berechnung aus Absolutdruck-Sensorsignal und Motordrehzahl-Sensorsignal, auf einen Wert herabgesenkt werden, der unter dem niedrigsten Ansaugdruck (Leerlaufdruck) der Brennkraftmaschine liegt. Hiermit ist eine Notlaufeigenschaft gegeben.

Claims (4)

1. Patentansprüche 1. Meßvorrichtung für die Berechung des Ansaugluft-Massendurchsatzes einer Brennkraftmaschine, in Verbindung mit einem eine willkürlich betätigbare Drosselklappe aufweisenden Luftansaugsystem, mit eine Drosselklappen-Stellungssensor, mit einem stromab der Drosselklappe angeschlossenen Absolutdrucksensor, mit einem stromauf der Drosselklappe angeschlossenen Atmosphärendrucksensor sowie einem Lufttemperatursensor, wobei die Sensorsignale über Leitungen einem elektronischen Auswerte- und Steuergerät zur Bildung eines den Brennstoffdurchsatz bestimmenden Signals zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugluft-Massendurchsatz durch eine Wählschaltung entweder aus dem Drosselklappen-Stellungssensorsignal (3) und der in dem Steuergerät (11) aus Signalen des Absolut- und des Atmosphärendnicksensors (1$, z) berechneten Druckdifferenz an der Drosselklappe (2) berechnet wird, wenn ein vorgegebener Wert des Absolutdrucksensors (4) unterschritten ist, oder aus dem Absolutdruck-Sensorsig nal und einen iotordrehzalil-S ensorsignal , wenn der voraeget)ene Wert überschritten ist.
2. 2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Wert des Absolutdrucksensors bei einem zwischen 700 und 900 mbar liegenden Ansaugdruck erreicht wi rd.
3. 3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dan bei Ausfall des Atmosphärendrucksensors der vorgegebene Wert des Absolutdrucksensors bis unter den niedrigsten Ansaugdruck (Leerlauf) herabgesenkt wird.
4. 4. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das bei Ausfall des Drosselklappen-Stellungssensors der vorgegebene Wert des Absolutdrucksensors bis unter den niedrigsten Ansaugdruck (Leerlauf) herabgesenkt wird