DE102007032745A1 - Device for determining the total pressure in a gas measuring stream of a combustion engine comprises a pressure measuring unit or a removal site arranged within a back-up channel through which flows a medium at high speed - Google Patents
Device for determining the total pressure in a gas measuring stream of a combustion engine comprises a pressure measuring unit or a removal site arranged within a back-up channel through which flows a medium at high speed Download PDFInfo
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Es erfolgt die periodische
Ermittlung des Druckunterschiedes zwischen dem Eingang und dem Ausgang des
Partikelfilters sowie eine periodische Ermittlung des Durchsatzes
an Abgasen, die den Partikelfilter passieren, wodurch ein Messwertpaar
gebildet wird. An diese periodische Ermittlung schließt
sich die Schätzung für jeden Durchsatzwert eines
jeden oben stehend ermittelten Paares, mindestens eines ersten und
eines zweiten Druckunterschiedes, an, wobei von einem mathematischen
Modell ausgegangen wird, das den k-Druckunterschied definiert.
There is the periodic determination of the pressure difference between the input and the output of the particulate filter and a periodic determination of the flow rate of exhaust gases that pass through the particulate filter, whereby a measured value pair is formed. This periodic determination is followed by the estimation for each throughput value of each above-identified pair, at least one first and one second pressure difference, starting from a mathematical model defining the k-pressure difference.
Danach erfolgt die Ermittlung für jeden ermittelten Durchsatzwert von mindestens einem ersten und einem zweiten Unterschied, die dem Unterschied zwischen dem ermittelten Druckunterschied und dem ersten geschätzten Druckunterschied bzw. dem Unterschied zwischen dem ermittelten Druckunterschied und dem zweiten geschätzten Druckunterschied entsprechen. Daran schließt sich die Berechnung am Ende der Periode der Ermittlung des Verschmutzungsgrades des Partikelfilters an.After that the determination is made for each determined throughput value of at least a first and a second difference being the Difference between the determined pressure difference and the first estimated pressure difference or the difference between the determined pressure difference and the second estimated Correspond to pressure difference. This is followed by the calculation at the end of the period of determination of the degree of pollution of the Particulate filter on.
Aus
Bei Druckmessungen im Luft- oder Abgassystem eines Verbrennungsmotors wird üblicherweise eine Druckmesssonde direkt im Saugrohr oder im Abgasrohr platziert oder die Druckmesssonde wird indirekt über ein mit dem gasführenden Rohr verbundenen Stutzen und einen Schlauch oder Rohr angebunden.at Pressure measurements in the air or exhaust system of an internal combustion engine is usually a pressure probe directly in the intake manifold or placed in the exhaust pipe or the pressure probe becomes indirectly over a nozzle connected to the gas-carrying pipe and a Tied hose or pipe.
Bisher werden bei der Positionierung von Druckmesssonden bzw. der Entnahmestellen die Gegebenheiten der anliegenden Strömung außer Acht gelassen. In den heute üblichen Einbaulagen der Messsonden bzw. bei der heute üblichen Ausgestaltung der Entnahmestellen wird nur der statische Anteil des Drucks gemessen.So far be used in the positioning of pressure probes or the sampling points the conditions of the applied flow except Eight left. In today's usual mounting positions of the probes or in the usual today embodiment of the sampling points only the static part of the pressure is measured.
Bleibt die Strömungsgeschwindigkeit der Gase weit genug unter der Schallgeschwindigkeit, kann der dynamische Anteil bei der Druckmessung vernachlässigt werden.Remains the flow velocity of the gases far enough under the speed of sound, the dynamic component in the pressure measurement can be neglected become.
Neuere Entwicklungen, insbesondere durch die Einführung zusätzlicher Abgasnachbehandlungssysteme (NOx-Speicher-Katalysator, Partikelfilter mit Regeneration) führen zu Betriebszuständen, bei denen in gasführenden Elementen des Motors (Ansaugkrümmer, Abgaskrümmer, weiterführende Abgasanlage mit Einrichtungen zur Abgasnachbehandlung) Strömungsgeschwindigkeiten nahe der Schallgeschwindigkeit erreicht werden können. In diesem Betriebszustand ergibt sich an den Mess-/Entnahmestellen, die nach aktuellem Stand der Technik ausgeführt sind, ein Druckwert, der deutlich von dem aus statischer und dynamischer Komponente bestehenden Totaldruck nach unten abweicht. Dies kann kritische Situationen bis zur Bauteilbeschädigung hervorrufen, wenn die Motorsteuerung aufgrund dieser ermittelten niedrigen Druckwerte Kompensationsmaßnahmen einleitet.newer Developments, in particular by introducing additional Exhaust aftertreatment systems (NOx storage catalyst, particulate filter with regeneration) lead to operating states, where in gas-carrying elements of the engine (intake manifold, Exhaust manifold, secondary exhaust system with facilities for exhaust aftertreatment) flow rates close the speed of sound can be achieved. In this operating state results at the measuring / sampling points that are up-to-date The technique is executed, a pressure value clearly from the total pressure consisting of static and dynamic components deviates downwards. This can be critical situations until component damage cause when the engine control due to this determined low pressure values initiates compensation measures.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, korrekte Messungen des Totaldruckes an einer Messstelle zu erreichen, die hinsichtlich der Umgebung der Mess- oder Entnahmestelle für das strömende Medium konstruktiv so gestaltet ist, dass die Strömungsgeschwindigkeit des strömenden Mediums an der Mess- oder Entnahmestelle deutlich unterhalb der Schallgeschwindigkeit liegt. Um die Mess- oder Entnahmestelle herum wird eine Aufstauung vorgenommen, sodass an der Mess- oder Entnahmestelle selbst die Geschwindigkeit des strömenden Mediums nahe Null liegt. Damit wird der dynamische Druckanteil ebenfalls zu Null und der an der Mess- oder Entnahmestelle gemessene Druck entspricht dem Totaldruck.According to the invention Suggested, correct measurements of the total pressure at a measuring point to achieve that with regard to the environment of the measuring or withdrawal point designed structurally for the flowing medium is that the flow velocity of the flowing Medium at the measuring or withdrawal point well below the Speed of sound lies. Around the measuring or withdrawal point An impoundment is made so that at the measuring or withdrawal point itself the velocity of the flowing medium is close to zero. Thus, the dynamic pressure component is also zero and the measured at the measuring or sampling point corresponds to the pressure Total pressure.
In einer möglichen Ausführungsform des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens strömt das strömende Medium mit hoher Geschwindigkeit in Strömungsrichtung durch ein einen Gasstrom führendes Element, bei dem es sich bei KFZ-Anwendungen insbesondere um ein Abgasrohr im Abgastrakt oder um einen Ansaugkrümmer im Ansaugtrakt einer selbst gezündeten oder fremdgezündeten Verbrennungsmaschine handelt. Ein Staukanal liegt parallel zu den Strömungslinien und weist in Richtung des anströmenden Gases eine Öffnung auf. Das gegenüberliegende Ende dieses im Strömungsquerschnitt platzierten Staukanals ist bis auf die Öffnung zur Aufnahme der Messsonde im wesentlichen geschlossen. Das durch die Einströmöffnung in den Staukanal einströmende Gas kann daher an keiner anderen Stelle des Staukanals mehr entweichen. Damit kommt die Strömung im Staukanal zur Ruhe und erfüllt die Bedingung, dass die dynamische Komponente an der Mess- oder Entnahmestelle gleich Null beträgt, sodass eine korrekte Erfassung des Totaldruckes möglich ist. Die Messung dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösungsansatz folgend erlaubt eine korrekte Feststellung des im mit hoher Strömungsgeschwindigkeit strömenden Medium herrschenden Totaldrucks, dessen zuverlässige Erfassung und dessen Weitergabe an ein Motorsteuergerät für die Verbrennungskraftmaschinen.In one possible embodiment of the concept underlying the invention, the flowing medium flows at high speed in the flow direction through a gas flow leading element, which is in automotive applications is in particular an exhaust pipe in the exhaust system or an intake manifold in the intake of a self-ignited or spark-ignited internal combustion engine. A storage channel is parallel to the flow lines and has an opening in the direction of the inflowing gas. The opposite end of this flow channel placed in the flow channel is substantially closed except for the opening for receiving the probe. The gas flowing through the inflow opening into the stagnation channel can therefore no longer escape at any other point in the stagnation channel. Thus, the flow in the storage channel comes to rest and meets the condition that the dynamic component at the measuring or withdrawal point is equal to zero, so that a correct detection of the total pressure is possible. The measurement according to the proposed solution according to the invention allows a correct determination of the prevailing at high flow rate medium total pressure, its reliable detection and its dissemination to an engine control unit for internal combustion engines.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend ist nun sichergestellt, dass der tatsächliche im Medium herrschende Totaldruck korrekt erfasst ist und im Motorsteuergerät zur Weiterverarbeitung vorliegt. Eine Überkompensation zu niedrig erfasster Werte des im mit hoher Geschwindigkeit strömenden Medium herrschenden Totaldruckes und einer dadurch erfolgenden Beschädigung durch Überbeanspruchung von unterschiedlichen Bauteilen kann bei Anwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ausgeschlossen werden.Of the proposed solution according to the invention following now it is ensured that the actual im Medium prevailing total pressure is detected correctly and in the engine control unit for further processing. An overcompensation too low detected values of the flowing at high speed Medium prevailing total pressure and thereby resulting damage due to overuse of different components when applying the invention proposed Solution be excluded.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Anhang der Zeichnungen wird die Erfindung nachgehend eingehender beschrieben.attachment In the drawings, the invention will be described in more detail below.
Es zeigt:It shows:
Ausführungsformenembodiments
Zur
Druckmessung des Druckes in der Ansaugluft einer ein- oder mehrzylindrigen
Verbrennungskraftmaschine geht aus
Die
in
Wie
aus
Ein
Strömungsquerschnitt des gasführenden Elements
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einrichtung zur Erfassung des Totaldrucks in einem Gasmassenstrom kann sowohl im Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine als auch im Abgastrakt eingesetzt werden. Die Einbauposition der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtung hängt insbesondere davon ab, ob Drucksensoren in einem Aufstaubereich eines strömenden Mediums angeordnet sind. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einrichtung kann in Fahrzeugen eingesetzt werden, bei denen eine Totaldruckmessung bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten erforderlich ist. Dies kann z. B. dann gegeben sein, wenn ein Drucksensor stromab einer Drosseleinrichtung im Ansaugtrakt, um ein Beispiel zu nennen, verbaut ist und bei hohem Druckdurchsätzen stark angedrosselt werden muss. Eine starke Androsslung bei hohen Durchsätzen stellt sich z. B. bei einer Dieselpartikelfilterregenerationsphase ein.The Inventively proposed device for Detection of the total pressure in a gas mass flow can be both in the Intake tract of the internal combustion engine as well as in the exhaust tract be used. The installation position of the invention proposed Device depends in particular on whether pressure sensors are arranged in a Aufstaubereich a flowing medium. The inventively proposed device Can be used in vehicles where a total pressure measurement is required at high flow rates. This can be z. B. be given when a pressure sensor downstream of a Throttle device in the intake tract, to give an example installed is strongly throttled at high pressure throughputs got to. A strong throttling at high flow rates z. At a diesel particulate filter regeneration phase.
Wie
aus der Darstellung gemäß
Im
hinteren Bereich des Staukanals
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 60101721 B2 [0001] - DE 60101721 B2 [0001]
- - DE 10249754 A1 [0003] - DE 10249754 A1 [0003]
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9606010B2 (en) | 2013-05-16 | 2017-03-28 | Robert Bosch Gmbh | Device for measuring a pressure and a temperature of a fluid medium flowing in a duct |
Citations (1)
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DE10249754A1 (en) | 2002-10-25 | 2004-05-06 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for measuring the injection rate of a liquid injection valve |
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2007
- 2007-07-13 DE DE200710032745 patent/DE102007032745A1/en not_active Withdrawn
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