DE4009924A1 - Verfahren und anordnung zur durchfuehrung eines notlaufbetriebs im falle von stoerungen bei der entwicklung des ansaugluftmassenstroms einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Durchfüh­ rung dieses Verfahrens.

Die Motorleistung einer Brennkraftmaschine wird bekanntlich in erster Linie über die Drosselklappe im Ansaugrohr ge­ steuert. Eine entscheidende Größe bei der Optimierung der Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ist dabei der sich in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung sowie in Abhän­ gigkeit von weiteren Betriebsparametern ergebende Luftmas­ senstrom.

Dieser Luftmassenstrom kann mit Meßgeräten wie Heißfilm­ oder Heizdraht-Luftmassenstrommessern ermittelt werden. Je nach Art dieser Meßgeräte können sich bei normalem Betrieb des Motors infolge des Ventilbetriebs im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine Pulsationen und somit Meßfehler ergeben, da die Meßgeräte nur auf den Luftmassenstrom, nicht aber dessen Richtung ansprechen. Derartige Meßfehler können durch Vergleich mit Meßdaten eliminiert werden, die sich bei idealisierten, also fehlerfreien Betriebsbedingungen ergeben.

Wenn jedoch Werte des Luftmassenstroms auftreten, die nicht mehr korrigierbar sind, kann die Regelung des Motorbe­ triebs, die aufgrund des ermittelten Luftmassenstroms be­ wirkt werden soll, nicht mehr durchgeführt werden. Unkorri­ gierbare Werte des Luftmassenstroms ergeben sich dabei insbesondere bei einem Ausfall des Luftmassenstrommessers bzw. dann, wenn der Luftmassenstrommesser Signale erzeugt, deren Werte unter einem bestimmten Grenzwert liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens anzuge­ ben, durch die ein Notlaufbetrieb der Brennkraftmaschine erreicht werden kann, der eine Regelung des Motorbetriebs ermöglicht, die den gerade herrschenden normalen Betriebs­ bedingungen möglichst nahe kommt.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5. Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 6 und 7 angegeben.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Ansaug- Luftmassenstrom, der sich unter normalen Betriebsbedingun­ gen in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsparametern wie der Drosselklappenstellung, der Motordrehzahl und ggf. der Stellung der Nocken der Nockenwelle relativ zur Kurbel­ welle, ergibt, insofern dem Luftmassenstrom, der sich unter Normbedingungen, d. h. bei einem bestimmten Druck und bei einer bestimmten Temperatur ergibt, zumindest so nahe kommt, daß mit dem Luftmassenstrom bei Normbedingungen ein Notlaufbetrieb der Brennkraftmaschine aufrechterhalten werden kann.

Üblicherweise geht man bei Normbedingungen von einer Tem­ peratur von 20°C und einem Druck von 1013 mbar aus, d. h. einer Durchschnitstemperatur in durchschnittlicher Höhen­ lage.

Voraussetzung für die Durchführung eines Notlaufbetriebs ist es, daß zunächst der Luftmassenstrom einer Brennkraft­ maschine des entsprechenden Typs unter Normbedingungen in Abhängigkeit von den bestimmten Betriebsparametern ermit­ telt und in Form eines von den bestimmten Betriebsparame­ tern abhängigen Kennfeldes gespeichert wird. Wenn nun bei einer Brennkraftmaschine des bestimmten Typs Störungen am Luftmassenstrommesser, z. B. ein vollständiger Ausfall, auf­ treten, kann auf das gespeicherte Kennfeld umgeschaltet werden, und es können die entsprechenden gespeicherten Werte des Luftmassenstroms zur weiteren Regelung des Motorbetriebs verwendet werden. Unter den entsprechenden Werten des Kennfeldes sind diejenigen Werte zu verstehen, die sich in Abhängigkeit von den bestimmten Betriebspara­ metern ergeben, die zum Zeitpunkt der Umschaltens, also beim Überschreiben eines Kriteriums, festgestellt werden, d. h., daß auch im Falle der Durchführung eines Notlauf­ betriebs bestimmte Betriebsparameter wie die Drossel­ klappenstellung, die Motordrehzahl und ggf. die Stellung der Nockenwellen ermittelt und dem das Notlauf-Kennfeld enthaltenden Speicher zugeführt werden müssen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 und 2 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoff­ einspritzsystems eines 4-Zylinder-Motors, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Kraftstoffein­ spritzsystem ist jedem Zylinder des Motors 13 ein Ein­ spritzventil 21 bis 24 zugeordnet. Die Einspritzventile sind Teile eines Kraftstoffkreislaufs, der in an sich be­ kannter Weise aus einem Tank 1, einer elektrischen Kraft­ stoffpumpe 2, einem Kraftstoffilter 3 und einem Druckregler 8 besteht, von dem über eine Leitung 15 der überschüssige Kraftstoff in den Tank 1 zurückgefördert wird.

Die Verbrennungsluft für den Motor 13 strömt von einem nicht dargestellten Filter über einen Luftmassenmesser 6, eine Drosselklappe 5 und einen Ansaugkanal 9. In einem By­ pass zur Drosselklappe 5 befindet sich ein Stellglied 4 eines Leerlaufreglers.

Im Abgaskanal 14 des Motors 13 ist eine Sauerstoffmeßsonde 11 angeordnet, deren elektrisches Ausgangssignal in an sich bekannter Weise vom Sauerstoffanteil der Abgase abhängt. Die Temperatur des Motors 13 wird von einem Temperatursen­ sor 10 gemessen. Ferner sind am Motor 13 ein Drehzahlgeber 16, ein Kurbelwellenpositionsgeber 19 und ein Zündsignalge­ ber 20 vorgesehen. Ein Temperatursensor 25 mißt die Ab­ gastemperatur.

Die Drosselklappenstellung wird von einem Geber 7 zusätz­ lich zu den Signalen der bereits aufgeführten Sensoren ei­ ner Motorsteuerelektronik 12 zugeführt, wobei außerdem von einem Schalter 18 ein die Leerlaufstellung kennzeichnendes Schaltsignal erzeugt wird.

Zur Durchführung eines Notlaufbetriebs der Brennkraft­ maschine der Fig. 1 wird mittels des Luftmassenstrommessers 6 der Luftmassenstrom bei normalen Betriebsbedingungen ermittelt. Außerdem werden die Drosselklappenstellung (Geber 7), die Drehzahl (Geber 16) und ggf. die Nocken­ stellung (Geber 19) ermittelt.

Das vom Luftmassenstrommesser 6 erzeugte Signal wird einem Umschalter 30 zugeführt, der in Abhängigkeit z. B. von einem unteren Grenzwert des zugeführten Signals auf einen Spei­ cher 29 umschaltbar ist, in dem ein Notlauf-Luftmassen­ strom-Kennfeld gespeichert ist, das in einem Versuchs­ betrieb mit einer Brennkraftmaschine des selben Typs in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung, der Drehzahl und ggf. der Nockenstellung aufgenommen wurde.

Sobald das Signal des Luftmassenstrommessers 6 den Grenz­ wert unterschreitet und eine Umschaltung auf den Speicher 29 erfolgt, gibt der Speicher 29 ein entsprechendes Signal aus, das von den Signalen der Geber 7, 16 und 19 abhängt, die auch bei normalem Betrieb der Brennkraftmaschine ver­ wendet werden. Mit diesem Notlaufluftmassenstrom kann nun die Regelung des Motorbetriebs wie unter normalen Bedingun­ gen fortgesetzt werden, d. h., daß eine Ermittlung der Last und der Grundeinspritzzeit, wie schematisch angedeutet ist, in üblicher Weise erfolgen kann.

Claims (7)

1. Verfahren zur Durchführung eines Notlaufbetriebs im Falle von Störungen bei der Ermittlung des Ansaug-Luft­ massenstroms von Brennkraftmaschinen eines bestimmten Typs, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Ansaug-Luftmassenstrom einer Brennkraft­ maschine des bestimmtem Typs bei Normbedingungen in Ab­ hängigkeit von bestimmten Betriebsparametern ermittelt und in Form eines Kennfeldes gespeichert wird, daß der bei normalen Betriebsbedingungen auftretenden Luftmassenstrom ermittelt wird, und daß, sobald der Wert des normalen Luftmassenstroms wenigstens ein Kriterium überschreitet, der entsprechende Wert des gespeicherten Luftmassen- Kennfeldes bei den zu diesem Zeitpunkt herrschenden bestimmten Betriebsparametern verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der bestimmten Betriebsparameter die Drossel­ klappenstellung der Brennkraftmaschine ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der bestimmten Betriebsparameter die Motordrehzahl der Brennkraftmaschine ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der bestimmten Betriebsparameter die Stellung der Nocken der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kriterium des normalen Luftmassenstroms ein unterer Grenzwert ist.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch
einen Luftmassenstrommesser (6) zur Messung des Luftmas­ senstroms einer Brennkraftmaschine bei normalem Betrieb,
einen Speicher (29), in dem ein Notlaufbetrieb-Luftmassen- Kennfeld in Abhängigkeit von den bestimmten Betriebspara­ metern gespeichert ist, und einen Umschalter (31), der in Abhängigkeit von einem Kriterium vom Signal des Luftmassen­ strommessers (26) auf den Speicher (30) umschaltet, der in Abhängigkeit von den zum Umschaltzeitpunkt herrschenden bestimmten Betriebsparameters ein Notlauf-Luftmassenstrom­ signal ausgibt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Drosselklappenstellungsgeber (7), einen Drehzahlgeber (16) und einen Nockenstellungsgeber (19), die mit dem Speicher (30) verbunden sind.