DE3729441A1

DE3729441A1 - Control or adjusting device for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE3729441A1
Application number: DE19873729441
Authority: DE
Inventors: Juergen Sandhagen; Dietrich Dipl Ing Meyerdierks
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1986-09-10
Filing date: 1987-09-03
Publication date: 1988-03-17

Abstract

A control or adjusting device for an internal combustion engine (1), which, from various detected parameter values, especially output signals of a temperature sensor (20) for the temperature of the combustion air fed in, generates set value signals for fuel metering and/or ignition devices by way of a control module (15) with memories, is to be expanded for also controlling or adjusting the temperature of the combustion air in that the temperature sensor (20) delivers actual value signals for this temperature and in that the control module (15) is set up to generate actuating signals for a flap (22), which influences the inlet cross-sections for cold air and warm air in the opposite direction. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuer- oder Regeleinrichtung für eine Brennkraft maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a control or regulating device for an internal combustion engine machine according to the preamble of claim 1.

Wie beispielsweise die europäische Patentanmeldung 01 53 497, F02D 41/26, zeigt, sind derartige Steuer- oder Regeleinrichtungen bekannt, bei denen in einem zen tralen Steuergerät mit Speichern Sensorsignale, darunter für die jeweilige Tempera tur der zugeführten Verbrennungsluft, zu entsprechenden Sollwertsignalen für Kraftstoffzumessung und/oder Zündzeitpunkt verarbeitet werden. Dabei ist in Kennfeldern der Zusammenhang beispielsweise zwischen der Dauer der Kraftstoffein spritzimpulse oder dem Zündzeitpunkt einerseits und den Istwerten von Drehzahl und Last, erfaßt beispielsweise über den Saugrohrdruck, gespeichert. Weitere im Steuergerät verarbeitete Signale können beispielsweise von einer Lambda-Sonde im Abgassystem der Brennkraftmaschine geliefert werden, so daß über die Luftzahl eine optimale Abgaszusammensetzung eingestellt werden kann.As shown, for example, by European patent application 01 53 497, F02D 41/26, Such control or regulating devices are known in which in a zen central control unit with memory sensor signals, including for the respective tempera ture of the supplied combustion air, for corresponding setpoint signals for Fuel metering and / or ignition timing are processed. Here is in Maps of the relationship, for example, between the duration of the fuel spray pulses or the ignition timing on the one hand and the actual values of speed and load, recorded for example via the intake manifold pressure, are stored. Further Signals processed in the control unit can be, for example, from a lambda probe be delivered in the exhaust system of the internal combustion engine, so that the air ratio an optimal exhaust gas composition can be set.

Auch die Temperatur der zugeführten Verbrennungsluft hat Einfluß auf die Arbeits weise der Maschine. Daher gibt es eine Vielzahl von Veröffentlichungen - hier sei nur die DE-PS 32 43 016, F02M 31/06, angeführt -, in denen Vorrichtungen zur Regelung oder Steuerung der Temperatur der Verbrennungsluft der Maschine beschrieben werden. Diese Vorrichtungen enthalten einen Temperaturfühler im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine, der über ein Steuergerät dem Istwert dieser Temperatur entsprechende Signale beispielsweise an einen Stellmotor für eine Steuerklappe liefert, die die wirksamen Strömungsquerschnitte eines Warmluft stutzens und eines Kaltluftstutzens gegensinnig beeinflußt, also durch Änderung des Mischungsverhältnisses von warmer und kalter zugeführter Verbrennungsluft die resultierende Temperatur der Verbrennungsluft entsprechend einer vorgegebenen Abhängigkeit von der Steuerklappenstellung einstellt.The temperature of the supplied combustion air also influences the way the machine works. There are therefore a large number of publications - here only DE-PS 32 43 016, F02M 31/06 is mentioned - in which devices for regulating or controlling the temperature of the combustion air of the machine are described. These devices contain a temperature sensor in the intake system of the internal combustion engine, which via a control unit supplies the actual value of this temperature with corresponding signals, for example to a servomotor for a control flap, which influences the effective flow cross sections of a warm air nozzle and a cold air nozzle in opposite directions, i.e. by changing the mixing ratio of warm and cold supplied combustion air sets the resulting temperature of the combustion air according to a predetermined dependence on the control flap position.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuer- oder Regeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die bei minimalem zusätz lichen Aufwand auch eine Steuerung bzw. Regelung der Temperatur der zugeführten Verbrennungsluft vorzunehmen gestattet.The invention has for its object a control or regulating device to create according to the preamble of claim 1, which with minimal additional Lichen effort also a control or regulation of the temperature of the supplied Combustion air allowed to make.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine vorteilhafte Ausführungsform beschreibt der Unteran spruch.The achievement of this task consists in the characteristic features of claim 1, an advantageous embodiment describes the Unteran say.

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie zur Steuerung bzw. Regelung der Temperatur der Verbrennungsluft auf den ohnehin zur Steuerung bzw. Regelung von Kraftstoffzumessung und/oder Zündung vorgesehenen Temperatursensor zurück greift, und daß auch zur Gewinnung von Sollwertsignalen für diese Temperatur eine vorhandene Einrichtung, nämlich das Steuergerät, Verwendung findet.An advantage of the invention is the fact that it is used for control or regulation the temperature of the combustion air to the anyway for control or regulation temperature sensor provided by fuel metering and / or ignition intervenes, and that also for obtaining setpoint signals for this temperature an existing device, namely the control unit, is used.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigtAn embodiment of the invention is described below with reference to the drawing explained. It shows

Fig. 1 die gesamte Einrichtung und Fig. 1 shows the entire facility and

Fig. 2 im einzelnen die darin verwendete Ventileinrichtung. Fig. 2 in detail the valve device used therein.

Die Brennkraftmaschine 1, hier eine Hubkolben-Brennkraftmaschine, enthält im Bereich der Zylinder Wassermäntel 2. Mit 3 ist das dem im Schnitt gezeigten Zylinder zugeordnete Einlaßventil, mit 4 das Auslaßventil bezeichnet; das Einlaß ventil dient zur Zuführung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs aus dem Saugrohr 5, das als Leistungsstellglied die vom Fahrer des mit der Maschine ausgerüsteten Fahrzeugs betätigte Drosselklappe 6 enthält. Stromauf der Drosselklappe 6, also zwischen dieser und dem Luftfilter 7, liegt das Kraftstoffeinspritzventil 8 bekannter und daher nicht zu beschreibender Bauart. Es steht über die Förderlei tung 9 und die Rücklaufleitung 10 mit dem Kraftstofftank 11 in Verbindung; im Zuge der Förderleitung 9 finden sich die elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe 12 und das Kraftstoffilter 13. Die eingespritzte Kraftstoffmenge wird durch Änderung der Länge der Einspritzimpulse bei mittels des Druckreglers 14 bekannter Bauart konstant gehaltenem Differenzdruck entsprechend der jeweiligen Betriebsweise der Maschine variiert. Zur Impulslängeneinstellung und damit der Anpassung der Kraftstoffmenge an die jeweilige Betriebsweise der Maschine dient das Steuerge rät 15, das Speicher für die Abhängigkeit der einzuspritzenden Kraftstoffmenge von der jeweiligen Last der Maschine, gegeben durch das elektrische Ausgangssignal des Drosselklappenstellungssensors 16, und der Drehzahl, gegeben durch ein im Zündverteiler 17 gewonnenes Signal, enthält. In der Auspuffleitung 18 ist ferner eine an sich bekannte Lambda-Sonde 19 angeordnet, die den jeweiligen Istwert der Zusammensetzung der Abgase, insbesondere den Sauerstoffgehalt derselben, erfaßt und ein entsprechendes Signal über die gezeichnete Signalleitung ebenfalls an das Steuergerät 15 liefert.The internal combustion engine 1 , here a reciprocating piston internal combustion engine, contains water jackets 2 in the area of the cylinders. With 3 the inlet valve assigned to the cylinder shown in section, with 4 the outlet valve; the inlet valve is used to supply a fuel-air mixture from the intake manifold 5 , which contains the throttle valve 6 operated by the driver of the vehicle equipped with the machine as a power actuator. Upstream of the throttle valve 6 , that is to say between the latter and the air filter 7 , the fuel injection valve 8 is of a known and therefore not to be described type. It is connected via the conveyor line 9 and the return line 10 to the fuel tank 11 ; The electrically operated fuel pump 12 and the fuel filter 13 are located in the course of the delivery line 9 . The amount of fuel injected is varied by changing the length of the injection pulses with the differential pressure known from the type of pressure regulator 14 being kept constant in accordance with the particular operating mode of the machine. For pulse length adjustment and thus the adjustment of the fuel quantity to the respective operating mode of the machine, the control unit 15 is used , the memory for the dependence of the fuel quantity to be injected on the respective load of the machine, given by the electrical output signal of the throttle valve position sensor 16 , and the speed, given by contains a signal obtained in the distributor 17 . In the exhaust line 18 there is also a known lambda probe 19 which detects the respective actual value of the composition of the exhaust gases, in particular the oxygen content thereof, and also supplies a corresponding signal to the control unit 15 via the signal line shown.

Weiterhin berücksichtigt das Steuergerät, wie an sich bekannt, die Temperatur der das Luftfilter 7 durchsetzenden Verbrennungsluft. Hierzu ist im Luftfilter bereich an einer vorhandenen zentralen Einspritzeinheit ein Temperatursensor 20 angeordnet.Furthermore, as is known per se, the control unit takes into account the temperature of the combustion air passing through the air filter 7 . For this purpose, a temperature sensor 20 is arranged in the air filter area on an existing central injection unit.

Schließlich wird über den weiteren Temperatursensor 21 die Kühlwassertemperatur ermittelt und ein entsprechendes Signal an das Steuergerät 15 geliefert.Finally, the cooling water temperature is determined via the further temperature sensor 21 and a corresponding signal is supplied to the control unit 15 .

Unter Verwendung gespeicherter Zusammenhänge zwischen diesen verschiedenen Be triebsparametern einererseits und Werten für Zündung und Kraftstoffzufuhr anderer seits erzeugt das Steuergerät Signale für Zündung und Kraftstoffzufuhr, die auf die jeweiligen Betriebsparameter bezogene Sollwerte darstellen.Using stored relationships between these different Be drive parameters on the one hand and values for ignition and fuel supply on the other On the other hand, the control unit generates signals for the ignition and fuel supply display setpoints related to the respective operating parameters.

Die Ausgangssignale des Temperatursensors 20, der also die Temperatur der Verbren nungsluft erfaßt, dienen aber auch als Istwertsignale für eine Steuerung bzw. Regelung dieser Temperatur mittels des Steuergeräts 15. Zu diesem Zweck ist im Ansaugtrichter 29 des Luftfilters 7 als Verstelleinrichtung die Klappe 22 vorgesehen, die im Bereich der Einmündungsstellen des Kaltluftstutzens 23 und des Warmluftstutzens 24 liegt. Je nach ihrer Stellung gibt sie mehr oder weniger große Strömungsquerschnitte für diese beiden Einmündungen frei, so daß in Strö mungsrichtung hinter der Klappe 22 durch Mischung kalter und warmer Luft die Verbrennungsluft eine resultierende Temperatur annimmt, die dem vom Steuergerät 15 vorgegebenen Sollwert entspricht. Je mehr die Klappe 22 einen der Strömungsquer schnitte freigibt, desto kleiner wird der jeweils andere Strömungsquerschnitt.The output signals of the temperature sensor 20, which therefore detects the temperature of the combustion air, but also serve as actual value signals for controlling this temperature by means of the control device 15 . For this purpose, the flap 22 is provided in the suction funnel 29 of the air filter 7 as an adjusting device, which lies in the region of the confluence of the cold air socket 23 and the warm air socket 24 . Depending on their position, they release more or less large flow cross-sections for these two orifices, so that in the flow direction behind the flap 22 by mixing cold and warm air, the combustion air assumes a resulting temperature which corresponds to the setpoint specified by the control unit 15 . The more the flap 22 releases one of the flow cross sections, the smaller the respective other flow cross section.

Diese Verstellung der Klappe 22 erfolgt mittels des hier die Druckverhältnisse vor und hinter der Klappe 22 ausnutzenden, im wesentlichen einen Faltenbalg enthaltenden Druckmotors 28, der über die Ventileinrichtung 25 angesteuert wird; diese wiederum erhält über die Leitung 26 vom Steuergerät 15 in der beschriebenen Weise aus den verschiedenen Parametern gewonnene Stellsignale.This adjustment of the flap 22 takes place by means of the pressure motor 28 , which in this case takes advantage of the pressure conditions in front of and behind the flap 22 and essentially contains a bellows, which is controlled via the valve device 25 ; This in turn receives control signals obtained from the various parameters via the line 26 from the control unit 15 in the manner described.

Das Steuergerät 15 dient dazu, die Zündzeitpunkte der Zündeinrichtungen der Brennkraftmaschine, hier repräsentiert durch die Zündkerze 27, in Abhängigkeit von den sensorisch erfaßten Parametern zu steuern bzw. zu regeln.The control device 15 serves to control or regulate the ignition times of the ignition devices of the internal combustion engine, here represented by the spark plug 27 , as a function of the sensor-sensed parameters.

Die Ventileinrichtung 25 zeigt im einzelnen Fig. 2. Sie enthält den profilierten Kolben 30, der bei nicht erregten Magnetspulen 31 und 32, die vom Steuergerät 15 her angesteuert werden, durch die Federn 33 und 34 in einer Mittellage zwischen den Anschlägen 35 und 36 gehalten wird. In dieser Lage ist das Volumen im Stell motor 28 abgeschlossen, da die von diesem ausgehende Leitung 37 weder über die Leitung 38 mit dem Saugrohr noch über die Leitung 39 mit der Atmosphäre verbunden ist. Ist dagegen Spule 31 erregt, legt Kolben 30 den Stellmotor 28 an Atmosphären druck; ist dagegen Spule 32 erregt, legt der Kolben den Stellmotor an Saugrohr druck. Daraus resultieren gegensinnige Schwenkungen der Klappe 22.The valve device 25 is shown in detail in FIG. 2. It contains the profiled piston 30 , which is held in a central position between the stops 35 and 36 by the springs 33 and 34 when the solenoids 31 and 32 are not energized and are controlled by the control unit 15 becomes. In this position, the volume in the actuating motor 28 is complete, since the line 37 emanating from it is neither connected via the line 38 to the intake manifold nor via the line 39 to the atmosphere. In contrast, if coil 31 is energized, piston 30 pressurizes actuator 28 to atmospheric pressure; however, coil 32 is energized, the piston puts the actuator on the intake manifold pressure. This results in the flap 22 being pivoted in opposite directions.

Wie ersichtlich, erfordert diese Temperierung der Verbrennungsluft praktisch keine zusätzlichen Einrichtungen, da Temperaturfühler 20 und Steuergerät 15 ohnehin vorhanden sind.As can be seen, this temperature control of the combustion air requires practically no additional devices, since temperature sensors 20 and control unit 15 are present anyway.

Claims

1.Control or regulating device for an internal combustion engine with sensors for the speed and load of the machine and a temperature sensor for the temperature of the combustion air and with a memory-containing control unit fed with the sensor signals for obtaining setpoint signals for fuel metering and / or ignition devices Machine, characterized in that heating means for this are arranged in the flow path of the combustion air, setpoints of the combustion air temperature are stored in the memory as a function of the speed and / or load of the machine ( 1 ) and the control device ( 15 ) is set up to obtain corresponding setpoint signals, the adjusting devices ( 22 ) of the heating means are supplied.

2. Device according to claim 1, characterized in that the Verstelleinrich lines contain a motor-continuously adjustable flap ( 22 ) which influences the inflow cross sections of preheated and unheated combustion air in opposite directions.