DE4443838C2 - Steuereinrichtung für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Steuereinrichtung für Verbrennungsmotoren

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für Verbrennungsmotoren mit Turbolader zur Vermeidung einer thermischen und mechanischen Überlast, wobei dem Verbrennungsmotor eine Steuereinheit zugeordnet ist, die einen Ladedruckaufnehmer und einen Füllungsgeber umfaßt und eingehende Ladedruck- und Füllungswerte mit vorgebbaren Wertepaaren von Ladedruck und Füllung ver­ gleichbar und eine Lastregeleinrichtung ansteuerbar ist.
Es ist bekannt, Verbrennungsmotoren vor mechanischer Überlast durch Ab- und Umblasevorrichtungen in einem Turbolader zu schützen (DE 35 09 019 C2). Diese Vor­ richtungen öffnen bei Überschreitung eines bestimmten Ladeluftdruckes, wodurch der Ladedruck sinkt und gleichzeitig auch der Zünddruck. Diese Maßnahmen gehen aber zu Lasten der thermischen Beanspruchung erfolgt.
Weiterhin ist nach DE 31 29 686 A1 eine Steuerung des Ladedrucks bekannt, um diesen bei ansteigender Drehzahl zur Minimierung einer Schadstoffemission abzusenken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuer­ einrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die sowohl die thermischen als auch mechanische Belastungen verringert, wenn der Ladedruck, ansteigt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß da­ durch, daß der Füllungsgeber und der Ladedruckaufnehmer jeweils aus einem Sensor besteht und der Ladedruck und die Füllung des Motors kontinuierlich von der Steuer­ einheit derart abfragbar sind, daß bei einem Über­ schreiten von zulässigen Werten des Wertepaares Lade­ druck und Füllung aus einem Toleranzband heraus über den Regelkreis der Einrichtung der Drehzahlregler oder die Lastregeleinrichtung zur Leistungsreduzierung des Motors kontinuierlich ansteuerbar sind und ein von der Füllung unabhängiger Ladedruck entsteht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Durch die erfindungsgemäße Einrichtung kann in ein­ facher Weise der Motor gesteuert werden, wenn Störungen auftreten und es kann desweiteren ein Weiterfahren mit geringerer Leistung ermöglicht werden. Es ist in jedem Fall ein Ladedruck einstellbar, der unkritisch ist und die Motorleistung nicht auf Null reduziert wird, was ansonsten ein Stehenbleiben des Fahrzeugs bewirken würde.
Bei Schiffsantrieben mit Festpropelleranlagen kann dem Drehzahlregler ein neuer Drehzahlsollwert vorgegeben werden, dagegen wird bei Generatoranlagen auf eine Lastregeleinrichtung eingewirkt. Durch diese Maßnahmen wird der Verbrennungsmotor weniger stark belastet.
Im Rahmen eines Motormanagements wird die Kombination Ladedruck und Füllung kontinuierlich so lange von einer Steuereinheit, wie beispielsweise einen Mikroprozessor abgefragt, bis ein von der Füllung unabhängiger Ladedruck erreicht wird, der in jedem Fall unkritisch ist. Hierdurch wird erfindungsgemäß sichergestellt, daß die Motorleistung nicht bis auf Null reduziert wird. Bei Einsatz einer Fuzzy-Logik können kurz­ fristige Toleranzüberschreitungen, z. B. beim Be­ schleunigen erkannt und unterdrückt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Regelkreis der Steuereinrichtung mit Sensoren für Ladedruck und Füllung sowie eine Steuereinheit und
Fig. 2 ein Diagramm mit einem unkritischen und einem kritischen Bereich.
Eine Steuereinrichtung 1 ist dem Verbrennungsmotor als Baueinheit zugeordnet und umfaßt im wesentlichen einen Ladedruckaufnehmer 2, einen Füllungsgeber 3 und eine Steuereinheit sowie für eine Festpropelleranlage einen Drehzahlregler 5 und für eine Generatoranlage eine Lastregeleinrichtung 6.
Über den als Sensor ausgeführten Ladedruckaufnehmer 2 sowie über den als Sensor ausgebildeten Füllungsgeber 3 werden elektrische Signale über die Werte 2a, 3a, wie Ladedruck und Füllung der Steuereinheit 4 zugeführt. In dieser Steuereinheit 4 sind die Wertepaare Ladedruck und Füllung im optimalen Bereich im Speicher S abge­ speichert. Es erfolgt ein kontinuierlicher Vergleich dieser ankommenden Wertepaare 2a, 3a mit den in der Ein­ richtung gespeicherten Wertepaaren. Bei einem Über­ schreiten eines Toleranzbandes T, was im Diagramm gemäß Fig. 2 dargestellt ist, wird über eine der Steuerein­ heit 4 nachgeschaltete Einrichtung 5 oder 6 der Motor entsprechend angesteuert. Die Einrichtungen 5 und 6 nehmen die abgehenden elektrischen Signale 4a auf und diese wirken auf den Drehzahlregler 5 oder auf die Lastregeleinrichtung 6 ein.
Im Diagramm gemäß Fig. 2 ist über den Ladedruck die Füllung F aufgetragen und der unkritische Bereich B sowie das Toleranzband T dargestellt. Der Punkt P zeigt ein unzulässiges Wertepaar außerhalb des Toleranzbandes T liegend, wobei der Punkt P1 einen noch zulässigen Betriebspunkt darstellt.

Claims (3)

1. Steuereinrichtung für Verbrennungsmotoren mit Turbolader zur Vermeidung einer thermischen und mechanischen Überlast, wobei dem Verbrennungsmotor eine Steuereinheit zugeordnet ist, die einen Lade­ druckaufnehmer und einen Füllungsgeber umfaßt und eingehende Ladedruck- und Füllungswerte mit vorgeb­ baren Wertepaaren von Ladedruck und Füllung ver­ gleichbar und eine Lastregeleinrichtung ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllungsgeber (3) und der Ladedruckaufnehmer (2) jeweils aus einem Sensor besteht und der Ladedruck und die Füllung des Motors kontinuierlich von der Steuer­ einheit (4) derart abfragbar sind, daß bei einem Überschreiten von zulässigen Werten des Wertepaares Ladedruck und Füllung aus einem Toleranzband (T) heraus über den Regelkreis der Einrichtung (1) der Drehzahlregler (5) oder die Lastregeleinrichtung (6) zur Leistungsreduzierung des Motors konti­ nuierlich ansteuerbar sind und ein von der Füllung unabhängiger Ladedruck entsteht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinheit (4) aus einem Mikro­ prozessor mit einem Speicher (S) besteht.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinheit (4) aus einer speicher­ programmierbaren Steuerung (SPS) besteht.
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