DE102004031239A1 - Sensor system for a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem für ein 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.The invention relates to a sensor system for a vehicle having a sensor (2) for detecting a fuel injection quantity in an internal combustion engine (1). According to the invention, the pickup (2) additionally detects a combustion noise of the internal combustion engine (1), which can be evaluated by an evaluation and control unit (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a sensor system for a vehicle according to the preamble of claim 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.One such sensor system includes, for example, a transducer for Detecting a fuel injection quantity in an internal combustion engine. The injection quantity and the start of injection are important parameters for the optimum Operation, for example, of diesel engines. Their capture allows the Load- and speed-dependent Injection adjustment in a closed loop.

In der DE 102 28 353 A1 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 the DE 102 28 353 A1 a sensor system is described in which the fuel injection quantity is determined via the detection of the needle stroke of an injection nozzle, wherein a piezoelectric element is used to detect the needle stroke.

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.In the not previously published Patent Application 103 61 129 describes a sensor system, in a structure-borne sound sensor for determining the fuel injection amount, the flow noises of flowing Fuel detected, wherein the structure-borne sound sensor as a piezoelectric element accomplished is.

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.task The invention is to provide a sensor system for a vehicle, with despite a simple structure a plurality of sizes for controlling an internal combustion engine are receivable.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung eines Sensorsystems für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The Invention solves this object by providing a sensor system for a vehicle with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.

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.Detected according to the invention a sensor of a sensor system for a vehicle in addition to the detection a fuel injection amount in an internal combustion engine, too Combustion noise, which is evaluated by an evaluation and control unit. Since the transducer detects both the injection quantity and the combustion noise, can advantageously be dispensed with an additional knock sensor become.

In Ausgestaltung des Sensorsystems ermittelt die Auswerte- und Steuereinheit die Kraftstoffeinspritzmenge aus Strömungsgeräuschen, die vom Aufnehmer aufgenommen werden.In Configuration of the sensor system determines the evaluation and control unit the amount of fuel injection from flow noise picked up by the transducer become.

Alternativ ermittelt die Auswerte- und Steuereinheit die Kraftstoffeinspritzmenge aus einem vom Aufnehmer aufgenommen Nadelhub einer Einspritzdüse.alternative the evaluation and control unit determines the fuel injection quantity from a needle lift of an injection nozzle received by the pickup.

In weiterer Ausgestaltung des Sensorsystems ist der Aufnehmer als Piezoelement, vorzugsweise als Quarz-Piezoelement ausgeführt.In Another embodiment of the sensor system is the transducer as a piezo element, preferably designed as a quartz piezoelectric element.

In weiterer Ausgestaltung des Sensorsystems ist der Aufnehmer beispielsweise in der Wandung oder im Inneren einer Einspritzdüse oder eines Einspritzventils angeordnet.In Further embodiment of the sensor system, the transducer is, for example in the wall or in the interior of an injection nozzle or an injection valve arranged.

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.With be the sensor system according to the invention Received signals which the evaluation and control unit, for example for controlling the injection quantity and / or the combustion center of gravity and / or exhaust gas recirculation, in particular for one Diesel engine, evaluates.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.A advantageous embodiment The invention is illustrated in the drawings and will become apparent below described.

Dabei zeigt die einzige Figur ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Sensorsystems für ein Fahrzeug.there the single figure shows a block diagram of a sensor system according to the invention for a vehicle.

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.As can be seen from the figure, the sensor system comprises 10 a pickup 2 its signals from an evaluation and control unit 3 be evaluated. The pickup 2 is designed as a combination sensor and detects a fuel injection amount in an internal combustion engine 1 and additionally the combustion noise of the internal combustion engine 1 , As a result, it is possible to dispense 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.

Der Aufnehmer 2 kann so ausgeführt sein, dass die Auswerte- und Steuereinheit 3 die Kraftstoffeinspritzmenge aus Strömungsgeräuschen ermittelt, die vom Aufnehmer 2 aufgenommen werden.The pickup 2 can be designed so that the evaluation and control unit 3 the fuel injection quantity is determined from flow noise emitted by the transducer 2 be recorded.

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.Alternatively, the sensor can be designed so that the evaluation and control unit 3 the amount of fuel injection from one of the transducers 2 recorded needle stroke of an injection nozzle and / or an injection valve determined.

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.The evaluation of the signals of the transducer 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, especially for a diesel engine 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.On the basis of the point in time of the combustion noise increase in a certain frequency band, the evaluation and control unit 3 For example, determine the combustion start angle. Characterized a cylinder-specific control of the combustion starting angle by means of an adjustment of the Ansteuerstartwinkels the injector is possible.

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.Alternatively, the timing of the maximum intensity of the combustion noise in a particular frequency band from the evaluation and control unit 3 determined and from the combustion focus can be determined. Characterized a cylinder-specific control of the combustion center by means of the adjustment of the Ansteuerstartwinkels the injector is possible.

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.By the sensor system according to the invention is with a pickup in addition for detecting a fuel injection amount, also the combustion noise, detected, causing an extra Knock sensor can be dispensed with. Therefore, the sensor system according to the invention allows despite simple structure a plurality of sizes for controlling an internal combustion engine take. By controlling the injection quantity and the combustion position as well as the improved regulation of the exhaust gas recirculation can be an exhaust emission improvement and a noise improvement achieve.

Claims (6)

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.Sensor system for a vehicle with a sensor ( 2 ) for detecting a fuel injection quantity in an internal combustion engine ( 1 ), characterized in that the transducer ( 2 ) additionally a combustion noise of the internal combustion engine ( 1 ) detected by an evaluation and control unit ( 3 ) is evaluable. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (3) die Kraftstoffeinspritzmenge aus Strömungsgeräuschen ermittelt, die vom Aufnehmer (2) aufgenommen werden.Sensor system according to claim 1, characterized in that the evaluation and control unit ( 3 ) determines the fuel injection quantity from flow noise emitted by the transducer ( 2 ). 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.Sensor system according to claim 1, characterized in that the evaluation and control unit ( 3 ) determines the fuel injection quantity from a needle stroke of an injection nozzle, which is separated from the sensor ( 2 ) is recorded. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnehmer (2) ein Piezoelement, vorzugsweise ein Quarz-Piezoelement istSensor system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transducer ( 2 ) is a piezoelectric element, preferably a quartz piezoelectric element 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.Sensor system according to one of the preceding claims, characterized in that the transducer ( 2 ) is arranged in the wall or in the interior of an injection nozzle or an injection valve. 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.Sensor system according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation and control unit ( 3 ) the signals of the transducer ( 2 ) for controlling the injection quantity and / or the start of combustion angle and / or the combustion center of gravity and / or the exhaust gas recirculation, in particular for a diesel engine ( 1 ), evaluates.
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