DE3729770A1

DE3729770A1 - Kraftstoffzumesseinrichtung fuer eine diesel-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3729770A1
Application number: DE19873729770
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Stumpp; Wolf Ing Grad Wessel; Klaus Dipl Ing Krieger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-09-05
Filing date: 1987-09-05
Publication date: 1989-03-16
Also published as: WO1989002522A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruches. Aus der DE-OS 29 11 209 ist eine Einrichtung zum Regeln der Abgasrückführrate bei einer Brennkraftmaschine, insbeson dere einer Brennkraftmaschine mit Selbstzündung (im folgenden Die sel-Motor genannt) bekannt. Die Stellung der Mischklappe hängt bei dieser Einrichtung von der Sauerstoff-Konzentration des Luft-Ab gas-Gemisches ab und wird auf einen bestimmten Wert geregelt. Die Sauerstoff-Konzentration wird mit Hilfe einer Lambda-Sonde direkt vor den Einlaßventilen der Brennkraftmaschine oder in der Abgasrück führleitung gemessen.

Weiterhin ist bekannt, daß die einem Dieselmotor im Vollastbetrieb zuzuführende Kraftstoffmenge begrenzt werden muß, um den Motor vor mechanischer oder thermischer Überlastung zu schützen und um die Ab gastrübung zu begrenzen. Die Kraftstoffmenge wird bei herkömmlichen Kraftstoffpumpen durch eine Regelstange eingestellt, deren die Vol lastmenge bestimmende Stellung durch einen Anschlag festgelegt oder begrenzt wird. Bei elektronisch gesteuerten Kraftstoffreglern ist die Position dieses Anschlages elektrisch verstellbar.

Neben Kraftstoffzumeßeinrichtungen, bei denen die Kraftstoffmenge durch die Stellung einer Regelstange bestimmt ist, sind auch solche bekannt, bei denen die Kraftstoffmenge durch die Ansteuerzeit eines Magnetventiles (z.B. System Pumpe-Düse) bestimmt ist. Die Ansteuer zeit des Magnetventiles bestimmt dann die der Brennkraftmaschine zu zuführende Kraftstoffmenge. In beiden Fällen ist die der Brennkraft maschine zugeführte Kraftstoffmenge auf jedem Fall nach oben zu be grenzen. Ein Zuviel an Kraftstoff würde die Maschine mechanisch oder thermisch zerstören oder zu einer unzulässigen Abgastrübung führen. Eine Regelung auf die höchstzulässige Kraftstoffmenge ist vor allem bei Systemen mit Magnetventilen sehr aufwendig. Man ist daher an einer von der Kraftstoffmengenregelung unabhängigen einfachen Ein richtung interessiert, mit der man einerseits die Funktion der Vol lastbegrenzung überwachen, andererseits aber auch einen Notfahr betrieb aufrechterhalten kann.

Vorteile der Erfindung

Die Einrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches hat den Vor teil, daß

- unterschiedliche Zylinderbeschickung mit Luft und Kraftstoff und
- unterschiedliche Verbrennung

erkannt werden kann. Darüber hinaus läßt sich der betroffene Zylin der identifizieren und eine zylinderspezifische Steuerung bzw. Re gelung realisieren. Mit der Lambda-Sonde steht ein zuverlässiger und kostengünstiger Sensor zur Verfügung, dessen Ausgangssignal äußerst sensibel auf Änderungen des Luft-Kraftstoffgemisches der Brennkraft maschine reagiert. Wird die Sonde ausreichend dicht am Motor mon tiert, zeigt sie ein pulsierendes Signal. Damit ist der Ausstoß der einzelnen Motorzylinder erkennbar. In Verbindung mit einem Impuls geber, aus dem die Stellung der Kurbel- oder Nockenwelle ableitbar ist, kann eine Auslaßstreuung der Motorzylinder oder ein Defekt an einem Motorzylinder erkannt werden.

Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine Übersichtszeichnung, in der die für die Über wachung der Vollastmenge wesentlichen Elemente dargestellt sind, Fig. 2 zeigt Zeitdiagramme, die den Zusammenhang zwischen den Impulsen des Impulsgebers, des Motorkolbenhubs und den Signalen der Lambda-Sonde verdeutlichen.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das Ausführungsbeispiel betrifft eine elektronisch gesteuerte Kraft stoffzumeßeinrichtung für eine Diesel-Brennkraftmaschine. In Fig. 1 ist mit 10 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, der über ein Ansaug rohr 11 Luft zugeführt wird. Die Verbrennungsprodukte der Maschine 10 werden über die Abgasleitung 12 abgeführt. Der Kraftstoff wird in die Brennkraftmaschine mit einer Einspritzpumpe 14 eingespritzt, wo bei die einzuspritzende Menge durch ein Mengenstellwerk 13 bestimmt wird. Die Pumpe wird über Zahnräder oder einem Zahnriementrieb vom Motor aus angetrieben. Am Antriebsrad der Pumpe ist eine Markierung 15 angebracht, aus der im Zusammenspiel mit einem Impulsgeber 16 auf die Stellung der Kolben des Motors 10 zurückgeschlossen werden kann. Mit 17 ist eine in der Abgasleitung angebrachte Lambda-Sonde gekenn zeichnet, deren Ausgangssignal ebenso wie das Ausgangssignal des Im pulsgebers 16 und ein der Kraftstoffmenge entsprechendes Signal 18 einem Steuergerät 20 zugeführt werden. Neben den Signalen des Im pulsgebers 16, der Lambda-Sonde 17 und dem Kraftstoffmengensignal 18 werden dem Steuergerät 20 weitere Signale 22, 23 und 24 zugeführt, bei denen es sich beispielsweise um Signale der Kraftstofftempera tur, der Drehzahl oder der Lufttemperatur handeln kann. Vom Steuer gerät 20 wird über eine Leitung 21 ein Signal an das Stellwerk 13 abgegeben, um die der Brennkraftmaschine zuzuführende Kraftstoffmen ge abhängig von den Eingangssignalen zu beeinflussen. Mit 19 sind die den einzelnen Zylindern des Motors zugeordneten Einspritzdüsen gekennzeichnet. Die dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraft maschine entsprechende Kraftstoffmenge kann auf zwei Arten bereit gestellt werden. Einmal mittels einer nicht näher dargestellten Regelstange, deren Position ein direktes Maß für die zugemessene Kraftstoffmenge ist, oder aber durch die Ansteuerzeit nicht näher dargestellter Magnetventile.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 schematisch dargestellten Einrich tung wird anhand der in Fig. 2 wiedergegebenen Zeitdiagramme näher erläutert. In Fig. 2a sind mit 30 Impulse gekennzeichnet, die vom Impulsgeber 16 zum Steuergerät gelangen. In Fig. 2b ist mit 40 der Kolbenhub eines Kolbens der Brennkraftmaschine bezeichnet. Fig. 2c zeigt das Ausgangssignal der Lambda-Sonde 17. 54 kennzeichnet einen aus mehreren Ausgangssignalen gewonnenen Mittel- oder Schwellenwert, 51 und 53 die Ausgangssignale eines defekten Zylinders, 52 das Aus gangssignal eines intakten Zylinders. Mit 50 ist die zwischen einem Impuls 30 und einem Lambda-Sondensignal 51 liegende Zeitspanne be zeichnet. Die mit 50 bezeichnete Zeitspanne hängt ab von der Motor drehzahl, der Kraftstoffmenge, dem mittleren Anzeigewert der Lambda-Sonde und dem Einbauort der Sonde in der Abgasleitung. Zeit spanne und Drehzahl reichen aus, um auf den defekten Motorzylinder zurückzuschließen.

Falls der Spitzenwert 51 des Lambda-Sondensignals größer ist als der Mittelwert 54, wird die Kraftstoffmenge an dem durch die Zeit t be stimmten Zylinder reduziert, bis das Lambda-Sondensignal den Mit telwert nicht mehr überschreitet. Dazu werden entweder die An steuerimpulse von Magnetventilen verändert oder bei konventionellen Einspritzpumpen wird die Regelstange entsprechend verstellt. Kann das Lambda-Sondensignal nicht vermindert werden, weil z.B. bei einer Pumpe mit mehreren Magnetventilen eines überhaupt nicht mehr funk tioniert, dann wird die Kraftstoffmenge an allen Motorzylindern ver mindert und gegebenenfalls die Motordrehzahl reduziert. Durch Ver mindern der Kraftstoffmenge an allen Zylindern wird bei einem Motor mit Lader die Luftmenge und damit der Verbrennungsdruck und die Ab gastemperatur an den defekten Zylindern vermindert. Auf diese Weise werden Folgeschäden an defekten Zylindern vermieden.

Durch die Verwendung der Lambda-Sonde in der Abgasleitung einer Diesel-Brennkraftmaschine ist eine kostengünstige Möglichkeit gege ben, die Vollastmenge zuverlässig und schnell zu überwachen. Darüber hinaus kann das Lambda-Sondensignal dazu benutzt werden, bei defek ter Mengenregelung einen Notfahrbetrieb des mit der Brennkraftma schine ausgestatteten Kraftfahrzeuges aufrechtzuerhalten.

Claims

1. Kraftstoffzumeßeinrichtung für eine Diesel-Brennkraftmaschine, mit einem elektronischen Steuergerät, das ein von Sensorsignalen, abhängiges Stellsignal für die Ansteuerung eines mit einer Kraft stoffeinspritzpumpe in Verbindung stehenden Mengenstellwerkes er zeugt, mit einer an der Abgasleitung angebrachten Sonde, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zylindern der Brennkraftmaschine zuzu führende Kraftstoffmenge abhängig vom Signal der Lambda-Sonde beein flußbar ist.

2. Kraftstoffzumeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das von der Lambda-Sonde abgegebene Signal mit einem Schwellenwert verglichen wird.

3. Kraftstoffzumeßeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zu zuführende Kraftstoffmenge wenigstens bezüglich einzelner Zylinder dann beeinflußt wird, wenn das Lambda-Sondensignal den Schwellenwert überschreitet.

4. Kraftstoffzumeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zylindern zugeführte Kraftstoff menge begrenzt wird.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß als Schwellenwert ein aus mehreren Lambda-Sondensig nalen gebildeter Mittelwert benutzt wird.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise über eine der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine entsprechenden Anzahl von Lambda-Sondensigna len gemittelt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die Zeit zwischen einem den Schwellen wert überschreitenden Lambda-Sondensignal und einem Impuls des Im pulsgebers erfassen.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kraftstoffmenge durch eine Begrenzung des Regel weges einer an der Kraftstoffpumpe vorhandenen Regelstange begrenzt wird.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kraftstoffmenge durch die Begrenzung der Ansteuer zeit eines Magnetventiles begrenzt wird.