WO2006000374A1 - Sensorsystem für ein fahrzeug - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a sensor system for a vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a sensor system comprises, for example, a sensor for detecting a fuel injection quantity in an internal combustion engine.
  • the injection quantity and the start of injection are important parameters for optimum operation, for example of diesel engines. Their detection allows the load and speed-dependent injection adjustment in a closed loop.
  • DE 102 28 353 A1 describes a sensor system in which the fuel injection quantity is determined by the detection of the needle stroke of an injection nozzle, a piezoelectric element being used to detect the needle stroke.
  • a sensor system in which a structure-borne noise sensor detects the flow noise of the flowing fuel to determine the fuel injection quantity, wherein the structure-borne sound sensor is designed as a piezoelectric element.
  • the object of the invention is to provide a sensor system for a vehicle, with which despite a simple structure a plurality of variables for controlling an internal combustion engine are receivable.
  • the invention achieves this object by providing a sensor system for a vehicle having the features of patent claim 1.
  • a pickup of a sensor system for a vehicle additionally detects, in addition to detecting a fuel injection quantity in an internal combustion engine, the combustion noise, which is evaluated by an evaluation and control unit. Since the sensor detects both the injection quantity and the combustion noise, it is advantageously possible to dispense with an additional knock sensor.
  • the evaluation and control unit determines the amount of fuel injection from flow noise, which are absorbed by the transducer.
  • the evaluation and control unit determines the fuel injection quantity from a needle stroke of an injection nozzle received by the sensor.
  • the sensor is designed as a piezoelectric element, preferably as a quartz piezoelectric element.
  • the senor is arranged, for example, in the wall or in the interior of an injection nozzle or an injection valve.
  • signals are recorded, which evaluates the evaluation and control unit, for example, to control the injection quantity and / or the combustion center and / or exhaust gas recirculation, in particular for a diesel engine.
  • the single figure shows a block diagram of a sensor system according to the invention for a vehicle.
  • the sensor system 10 comprises a transducer 2 whose signals are evaluated by an evaluation and control unit 3.
  • the pickup 2 is designed as a combination sensor and detects a fuel injection amount in an internal combustion engine 1 and in addition the combustion noise of the internal combustion engine 1. This can be dispensed with an additional noise pickup as a knock sensor.
  • the sensor is designed, for example, as a piezoelectric structure-borne sound sensor and arranged in the wall or in the interior of an injection nozzle or an injection valve.
  • the pickup 2 may be designed so that the evaluation and control unit 3 determines the fuel injection amount of flow noise, which are absorbed by the pickup 2.
  • the senor may be designed such that the evaluation and control unit 3 determines the fuel injection quantity from a needle lift of an injection nozzle and / or an injection valve received by the sensor 2.
  • the evaluation of the signals of the pickup 2 uses the evaluation and control unit 3, for example, for controlling the injection quantity and / or the combustion center and / or the exhaust gas recirculation, in particular for a diesel engine. 1
  • the evaluation and control unit 3 can determine, for example, the combustion start angle. Characterized a cylinder-specific control of the combustion starting angle by means of an adjustment of the An Kunststoffstartwinkels the injector is possible.
  • the time of the maximum intensity of the combustion noise in a specific frequency band can be determined by the evaluation and control unit 3 and the combustion focus can be determined therefrom. Characterized a cylinder-specific control of the combustion center by means of the adjustment of the An horrstartwinkels the injector is possible.
  • the sensor system according to the invention in addition to the detection of a fuel injection quantity, the combustion noise is also detected with a sensor, whereby an additional knock sensor can be dispensed with. Therefore, the sensor system according to the invention allows despite a simple structure to accommodate a plurality of sizes for controlling an internal combustion engine. By controlling the injection quantity and the combustion position as well as by the improved regulation of the exhaust gas recirculation, an exhaust emission improvement and a noise improvement can be achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Sensorsystem für einen Fahrzeug mit einem Aufnehmer (2) zur Erfassung einer Kraftstoffeinspritzmenge in einen Verbrennungsmotor (1). Erfindungsgemäss detektiert der Aufnehmer (2) zusätzlich ein Verbrennungsgeräusch des Verbrennungsmotors (1), welches von einer Auswerte- und Steuereinheit (3) auswertbar ist.

Description

Sensorsystem für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solches Sensorsystem umfasst beispielsweise einen Aufnehmer zur Erfassung einer Kraftstoffeinspritzmenge in einen Verbrennungsmotor. Die Einspritzmenge und der Einspritzbeginn sind dabei wichtige Kenngrößen für den optimalen Betrieb beispielsweise von Dieselmotoren. Deren Erfassung ermöglicht die last- und drehzahlabhängige Einspritzverstellung in einem geschlossenen Regelkreis.
In der DE 102 28 353 Al wird ein Sensorsystem beschrieben, bei dem die Kraftstoffeinspritzmenge über die Detektion des Nadelhubs einer Einspritzdüse ermittelt wird, wobei zur Detektion des Nadelhubs ein Piezoelement verwendet wird.
In der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung 103 61 129 wird ein Sensorsystem beschrieben, bei dem ein Körperschallsensor zur Ermittlung der Kraftstoffeinspritzmenge die Strömungsgeräusche des strömenden Kraftstoffes erfasst, wobei der Körperschallsensor als Piezoelement ausgeführt ist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Sensorsystem für ein Fahrzeug anzugeben, mit dem trotz einfachen Aufbau eine Mehrzahl von Größen zur Regelung eines Verbrennungsmotors aufnehmbar sind.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung eines Sensorsystems für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß detektiert ein Aufnehmer eines Sensorsystems für ein Fahrzeug zusätzlich zur Erfassung einer Kraftstoffeinspritzmenge in einen Verbrennungsmotor auch das Verbrennungsgeräusch, welches von einer Auswerte- und Steuereinheit ausgewertet wird. Da der Aufnehmer sowohl die Einspritzmenge als auch das Verbrennungsgeräusch erfasst, kann in vorteilhafter Weise auf einen zusätzlichen Klopfsensor verzichtet werden.
In Ausgestaltung des Sensorsystems ermittelt die Auswerte- und Steuereinheit die Kraftstoffeinspritzmenge aus Strömungsgeräuschen, die vom Aufnehmer aufgenommen werden.
Alternativ ermittelt die Auswerte- und Steuereinheit die Kraftstoffeinspritzmenge aus einem vom Aufnehmer aufgenommen Nadelhub einer Einspritzdüse. In weiterer Ausgestaltung des Sensorsystems ist der Aufnehmer als Piezoelement, vorzugsweise als Quarz-Piezoelement ausgeführt.
In weiterer Ausgestaltung des Sensorsystems ist der Aufnehmer beispielsweise in der Wandung oder im Inneren einer Einspritzdüse oder eines Einspritzventils angeordnet.
Mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem werden Signale aufgenommen, welche die Auswerte- und Steuereinheit beispielsweise zur Regelung der Einspritzmenge und/oder des Verbrennungsschwerpunktes und/oder zur Abgasrückführung, insbesondere für einen Dieselmotor, auswertet.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Dabei zeigt die einzige Figur ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Sensorsystems für ein Fahrzeug.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, umfasst das Sensorsystem 10 einen Aufnehmer 2 dessen Signale von einer Auswerte- und Steuereinheit 3 ausgewertet werden. Der Aufnehmer 2 ist als Kombinationssensor ausgeführt und erfasst eine Kraftstoffeinspritzmenge in einen Verbrennungsmotor 1 und zusätzlich das Verbrennungsgeräusch des Verbrennungsmotors 1. Dadurch kann auf einen zusätzlichen Geräuschaufnehmer als Klopfsensor verzichtet werden. Der Aufnehmer ist beispielsweise als piezoelektrischen Körperschallsensor ausgeführt und in der Wandung oder im Inneren einer Einspritzdüse oder eines Einspritzventils angeordnet. Der Aufnehmer 2 kann so ausgeführt sein, dass die Auswerte- und Steuereinheit 3 die Kraftstoffeinspritzmenge aus Strömungsgeräuschen ermittelt, die vom Aufnehmer 2 aufgenommen werden.
Alternativ kann der Aufnehmer so ausgeführt sein, dass die Auswerte- und Steuereinheit 3 die Kraftstoffeinspritzmenge aus einem vom Aufnehmer 2 aufgenommen Nadelhub einer Einspritzdüse und/oder eines Einspritzventils ermittelt.
Die Auswertung der Signale des Aufnehmers 2 verwendet die Auswerte- und Steuereinheit 3 beispielsweise zur Regelung der Einspritzmenge und/oder des Verbrennungsschwerpunktes und/oder der Abgasrückführung, insbesondere für einen Dieselmotor 1.
Anhand des Zeitpunktes des Verbrennungsgeräuschanstiegs in einem bestimmten Frequenzband, kann die Auswerte- und Steuereinheit 3 beispielsweise den Verbrennungsstartwinkel bestimmen. Dadurch ist eine zylinderindividuelle Regelung des Verbrennungsstartwinkels mittels einer Verstellung des Ansteuerstartwinkels des Einspritzventils möglich.
Alternativ kann der Zeitpunkt der maximalen Intensität des Verbrennungsgeräusches in einem bestimmten Frequenzband von der Auswerte- und Steuereinheit 3 bestimmt und daraus der Verbrennungsschwerpunkt ermittelt werden. Dadurch ist eine zylinderindividuelle Regelung des Verbrennungsschwerpunktes mittels der Verstellung des Ansteuerstartwinkels des Einspritzventils möglich. Durch das erfindungsgemäße Sensorsystem wird mit einem Aufnehmer zusätzlich zur Erfassung einer Kraftstoffeinspritzmenge auch das Verbrennungsgeräusch, detektiert, wodurch auf einen zusätzlichen Klopfsensor verzichtet werden kann. Daher ermöglicht das erfindungsgemäße Sensorsystem trotz einfachem Aufbau eine Mehrzahl von Größen zur Regelung eines Verbrennungsmotors aufzunehmen. Durch die Regelung der Einspritzmenge und der Verbrennungslage sowie durch die verbesserte Regelung der Abgasrückführung lässt sich eine Abgasemissionsverbesserung und eine Geräuschverbesserung erzielen.

Claims

Patentansprüche
1. Sensorsystem für ein Fahrzeug mit einem Aufnehmer (2) zur Erfassung einer Kraftstoffeinspritzmenge in einen Verbrennungsmotor (1) , dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnehmer (2) zusätzlich ein Verbrennungsgeräusch des Verbrennungsmotors (1) detektiert, welches von einer Auswerte- und Steuereinheit (3) auswertbar ist.
2. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (3) die Kraftstoffeinspritzmenge aus Strömungsgeräuschen ermittelt, die vom Aufnehmer (2) aufgenommen werden.
3. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (3) die Kraftstoffeinspritzmenge aus einem Nadelhub einer Einspritzdüse ermittelt, der vom Aufnehmer (2) aufgenommen wird.
4. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnehmer (2) ein Piezoelement, vorzugsweise ein Quarz-Piezoelement ist
5. Sensorsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnehmer (2) in der Wandung oder im Inneren einer Einspritzdüse oder eines Einspritzventils angeordnet ist.
6. Sensorsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (3) die Signale des Aufnehmers (2) zur Regelung der Einspritzmenge und/oder des Verbrennungsbeginnwinkels und/oder des Verbrennungsschwerpunktes und/oder der Abgasrückführung, insbesondere für einen Dieselmotor (1), auswertet.
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