DE4344027C2 - Steuergerät zur Steuerung von Motorbetriebsfunktionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Steuerung von Motorbetriebsfunktionen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Solche Steuergeräte sind aus dem Kraftfahrtechnischen Taschenbuch/Bosch, 20. Auflage, VDI-Verlag, 1987, bekannt und sind normalerweise im Motorraum oder in einem unmittelbar an den Motorraum angrenzenden, vom Motorraum thermisch abgekoppelten Raum angeord­ net. Als Betriebsdaten werden beispielsweise über entsprechende Sensoren erfaßt: die Drehzahl der Brennkraftmaschine, die Winkelstellung der Kurbelwelle, die Stellung der Drosselklappe oder ein Klopfsignal, als Umgebungsparameter werden beispielsweise erfaßt: die Temperatur der Ansaugluft oder der Luftdruck. Das Steuergerät enthält mehr oder weniger viele Sub­ systeme, in denen je nach Aufbau des Systems über Hardware und/oder Software Signale zur Steuerung der Zündung, der Einspritzung, der Abgasrückfuhrung usw. ermittelt werden.

Moderne Steuergeräte sind zunehmend in Hybridtechnik aufgebaut, die sich dadurch auszeich­ net, daß zahlreiche Elemente der benötigten Schaltungen unmittelbar durch auf einen Träger aufgetragene Schichten gebildet sind. Auf dem Träger befinden sich meist zusätzliche benötigte aktive oder passive Bauelemente. Um die in den einzelnen Schaltungen anfallenden Verlust­ wärmen sicher abzuführen, hat sich bewährt, den Träger sowie ggf. erforderliche weitere Schaltungselemente unmittelbar auf einem Kühlkörper anzuordnen, der die Verlustwärme nach außen abgibt.

Die zahlreichen erforderlichen Sensoren sind über externe Leitungen mit dem Steuergerät ver­ bunden, was einerseits einen erheblichen Verkabelungsaufwand bedeutet und andererseits die Betriebszuverlässigkeit beeinflußt, da Leitungssteckverbindungen häufige Störungsquellen sind.

Aus der DE 26 56 589 C2 ist ein Steuergerät bekannt, das am Luftfiltergehäuse eines Motors befestigt ist. Vom Luftansaugsystem des Motors führt ein Luftströmungspfad durch das Steuergerät zurück zum Luftansaugsystem. Die Temperatur der durch das Steuergerät strö­ menden Luft wird von einem Temperaturfühler erfaßt, der in der Schaltung einer Schaltplatte angeordnet ist und aus dieser in den Luftstrom vorsteht, wobei der Temperaturfühler strom­ oberhalb des Kühlblechs eines Transistors angeordnet ist. Eine Eigenart dieser bekannten Luft­ temperaturmessung liegt darin, daß der Luftdurchsatz durch das Steuergerät gering ist und das Steuergerät zusätzlich verhältnismäßig weit vom Motor entfernt ist, so daß die Messung der Temperatur der durch das Steuergerät strömenden Luft nur begrenzt Schlüsse auf die tatsäch­ liche Temperatur der dem Motor zugeführten Frischluft zuläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuergerät der eingangs beschriebenen Gattung derart auszubilden, daß der Aufbau vereinfacht ist und eine erhöhte Betriebszu­ verlässigkeit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß der Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur der der Brennkraftmaschine zugeführten Ansaugluft integrierter Bestandteil des Steuerge­ rätes ist und nicht extern verkabelt werden muß. Da der Kühlkörper des Steuergerätes di­ rekt am Saugrohr befestigt ist, kann aus der Temperatur des Kühlkörpers auf die des Saugrohrs und damit auf die der Ansaugluft geschlossen werden.

Mit den Merkmalen des Anspruches 2 wird erreicht, daß der Kühlkörper möglichst die Temperatur der durch das Saugrohr strömenden Ansaugluft hat.

Die Anordnung des Temperatursensors gemäß dem Anspruch 3 ist besonders vorteilhaft, da der Temperatursensor auf diese Weise die Ansauglufttemperatur möglichst genau er­ faßt.

Insgesamt wird die Temperatur des Kühlkörpers sowohl durch die Verlustleistung des Motorsteuergerätes, als auch durch die Menge der durch das Saugrohr strömenden Frischluft und deren Temperatur bestimmt. Die Verlustleistung des Steuergerätes kann in einfacher Weise durch die Differenz der dem Steuergerät zugeführten elektrischen Lei­ stung und der von ihm abgegebenen elektrischen Leistung ermittelt werden. Die Menge der durch das Saugrohr strömenden Frischluft kann ebenfalls entweder über einen ohne­ hin vorhandenen Luftmengenmesser/Luftmassenmesser gemessen oder aus Betriebsdaten der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Somit ist es gemäß Anspruch 4 möglich, den vom Temperatursensor gemessenen Temperaturwert mittels der ermittelten Verlustwärme und der ermittelten zuströmenden Frischluftmenge auf einen Wert zu korrigieren, der der Temperatur der durch das Saugrohr strömenden Frischluftmenge möglichst genau ent­ spricht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzel­ heiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Saugrohr mit darauf angebrachtem Steuergerät und

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Korrektureinrichtung zur Korrektur des Temperatur­ signals.

Gemäß Fig. 1 weist ein Saugrohr 2 einer Brennkraftmaschine eine Öffnung 4 auf, in die ein Kühlkörper 6 eines insgesamt mit 8 bezeichneten Steuergerätes eingesetzt ist.

Das Steuergerät 8 ist in an sich bekannter Weise in Hybridtechnik ausgeführt und enthält einen Träger 10, welcher unmittelbar integrierte Schaltungen usw. in sich aufnimmt. Auf dem Träger 10 oder dem Kühlkörper 6 befinden sich weitere Bauelemente 12 bzw. Schal­ tungsbausteine des Steuergerätes 8. Zum Anschluß an externe Sensoren und Aktuatoren weist das Steuergerät 8 an seinem Gehäuse 14 eine Anschlußbuchse 16 auf.

Der schaltungstechnische Aufbau des Steuergerätes 8 sowie sein Zusammenwirken mit der Brennkraftmaschine, zu der das Saugrohr 2 gehört, sind an sich bekannt und werden hier nicht weiter erläutert.

Der Kühlkörper 6 ist mittels Schrauben 18 unmittelbar auf eine entsprechende Flanschflä­ che 20 des Saugrohrs 2 aufgeschraubt, so daß die vom Kühlkörper 6 abzuführende Ver­ lustwärme über die Flanschfläche 20 an das Saugrohr 2 abgegeben wird. Die zum Inneren des Saugrohrs 2 freiliegende Fläche des Kühlkörpers 6 ist mit Rippen 22 versehen, über die ein weiterer Teil der Verlustwärme abgegeben wird, bzw. über die sichergestellt ist, daß die Temperatur der Rippen 22 sich der der Strömung im Saugrohr 2 annähert.

An einer zwischen den Rippen 22 befindlichen Fläche des Kühlkörpers 6 ist ein Tempera­ tursensor 24, beispielsweise in Form eines Platinfilms, angebracht, welcher über nicht dargestellte, durch den Kühlkörper 6 hindurchführende Zuleitungen mit der Elektronik des Steuergeräts 8 verbunden ist. Alternativ könnte der Temperatursensor 24 auch unmit­ telbar an der auf dem Kühlkörper 6 aufliegenden Fläche des Trägers 10 ausgebildet sein, wobei dann lediglich das im folgenden beschriebene Korrekturmodell modifiziert ist.

Fig. 2 zeigt den Temperatursensor 24 und einen weiteren Sensor 26, welcher die durch das Saugrohr 2 strömende Luftmenge bestimmt. Die beiden Sensoren 24 und 26 sind an eine Korrektureinrichtung 28 angeschlossen, die einen Ausgang 30 aufweist.

Die Korrektureinrichtung 28 errechnet aus der vom Temperatursensor 24 gemessenen Temperatur der durch das Saugrohr 2 strömenden Frischluft Tg, der vom Sensor 26 ge­ messenen, durch das Saugrohr 2 strömenden Frischluftmenge M_G und der Verlustleistung des Steuergerätes 8 einen Temperaturwert T_L welcher am Ausgang 30 als ein der tatsäch­ lichen Temperatur der durch das Saugrohr 2 strömenden Frischluft weitgehend gleicher Wert erscheint und der dann als der Temperaturwert dient, entsprechend dem das Steuer­ gerät die verschiedenen Motorbetriebsfunktionen steuert.

Die Korrektureinrichtung 28 kann rein durch Software dargestellt sein; sie kann aber auch Speicher enthalten, in denen die entsprechenden Funktionen nach meßtechnischer Ermitt­ lung abgespeichert sind. Der Sensor 26 kann ebenfalls durch Software ersetzt sein, da die der nicht dargestellten Brennkraftmaschine zuströmende Frischluftmenge aus Betriebsda­ ten der Brennkraftmaschine, beispielsweise der Drehzahl und der Drosselklappenstellung oder der von der Brennkraftmaschine abgegebenen Leistung oder der eingespritzten Kraftstoffmenge, abgeleitet werden kann. Die Verlustleistung V_L des Steuergerätes 8 kann ebenfalls versuchstechnisch ermittelt werden und in Abhängigkeit von den Betriebs­ zuständen der Brennkraftmaschine in einem Speicher abgelegt werden.

Vorteilhafterweise kann das Signal des Temperatursensors 24 auch zum Anzeigen kriti­ scher Temperaturzustände des Motorsteuergerätes benutzt werden, indem beispielsweise bei unzulässig hohen Temperaturen ein Warnsignal ausgelöst wird oder der Betriebszu­ stand der Brennkraftmaschine selbsttätig dahingehend geändert wird, daß die Temperatur sinkt.

Claims (4)

1. Steuergerät (8) zur Steuerung von Motorbetriebsfunktionen einer mit einem Saugrohr (2) zum Zuleiten von Ansaugluft oder Ansaugluftgemisch versehenen Brenn­ kraftmaschine in Abhängigkeit von Betriebs- und Umgebungsparametern, wobei ein Temperatursensor (24) zum Erfassen der Ansauglufttemperatur vorgesehen ist, welches Steuergerät (8) einen Kühlkörper (6) zum Ableiten der durch die Bauelemente des Steuer­ gerätes entstehenden Verlustwärme aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkör­ per (6) des Steuergerätes (8) unmittelbar am Saugrohr (2) befestigt ist, und daß der Tem­ peratursensor (24) die Temperatur des Kühlkörpers (6) erfaßt.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (6) durch eine Öffnung (4) des Saugrohrs (2) hindurch unmittelbar an das Innere des Saugrohrs angrenzt.

3. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tempera­ tursensor (24) an einer zum Inneren des Saugrohrs (2) freiliegenden Fläche des Kühlkör­ pers (6) angebracht ist.

4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Korrektureinrichtung (28), welche den vom Temperatursensor (24) gemessenen Tempera­ turwert in Abhängigkeit von der Verlustwärme des Steuergerätes (8) und/oder der Menge der der Brennkraftmaschine zuströmenden Frischluft korrigiert.