DE10329522A1 - Verfahren zur Ermittlung der Födermenge einer Sekundärlufteinblasung - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Ermittlung der Fördermenge einer Sekundärlufteinblasung während des Einblasevorgangs ohne zusätzliche Sensorik vorgeschlagen. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Lufteinblasepumpe mit pulsbreitenveränderlichem Verlauf der Spannung angesteuert wird und die gegeninduzierte Spannung in den Austastlücken gemessen wird. Aus der gemessenen gegeninduzierten Spannung wird die Pumpendrehzahl abgeleitet und aus der ermittelten Drehzahl wiederum wird die eingeblasene Luftmenge abgeleitet. DOLLAR A Anwendung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Personen- und Lastkraftfahrzeuge.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Fördermenge einer Sekundärlufteinblasung bei Brennkraftmaschinen gemäß Anspruch 1.
  • Beispielsweise ist aus der DE-OS 22 15 533 ein Verfahren zur Abgasentgiftung von Brennkraftmaschinen bekannt, wobei die Brennkraftmaschinen ein Auspuffsystem mit zumindest einem thermischen und/oder katalytischen Reaktor zur Nachbehandlung des Abgases der Brennkraftmaschine aufweisen. Der Brennkraftmaschine wird ein fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch (λ < 1) zugeführt, die daraus resultierende Zusammensetzung des Abgases wird mit Hilfe einer Abgasmesssonde, insbesondere einer Sauerstoffsonde, ermittelt, und dem Abgas wird in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Abgassonde Sekundärluft bis zum Erreichen eines optimalen λ-Wertes zugesetzt.
  • Hierbei ist nachteilig, dass die momentan gängigen Abgassonden zu Beginn der Einblasung noch nicht betriebsbereit sind, sodass die Ermittlung der benötigten Luftmenge erst zu einem Zeitpunkt erfolgen kann, bei welchem die Einblasung zur Abgasreinigung nicht mehr benötigt wird. Allerdings ist zu beachten, dass die Bestimmung der Fördermenge in manchen Ländern vom Gesetzgeber bereits während der Lufteinblasung gefordert wird.
  • Weiterhin ist aus der DE-OS 21 40 415 eine Anordnung zur Einblasung von Sekundärluft in den Auspuffhub von Brennkraftmaschinen bekannt, bei welcher die Einblasung der Sekundärluft unmittelbar durch die Stellung eines Auslassventils steuerbar ist. Die eingeblasene Luftmenge ist somit von der Dauer des Öffnungshubs des Auslassventils und vom Querschnitt der Zuleitung abhängig und erlaubt daher nur eine ungenaue Bestimmung der eingeblasenen Luftmenge. Daraus resultieren unzulässig hohe Schwankungen in der Schadstoffemission.
  • Um die Fördermenge der Sekundärlufteinblasung zum Zeitpunkt der Einblasung zu messen, ist es weiterhin bekannt, zusätzliche Sensoren wie zum Beispiel Mini-Luftmassenmesser und Drucksensoren in den Einblaseleitungen anzuordnen. Die Verwendung derartiger Zusatzsensorik ist jedoch aufwändig und damit kostenintensiv.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Verfahren zur Ermittlung der Fördermenge einer Sekundärlufteinblasung bei Brennkraftmaschinen bereitzustellen, bei welchem die Fördermenge bereits während der Einblasung ohne zusätzliche Sensoren ermittelt wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die Lufteinblasepumpe mit pulsbreitenveränderlichem Verlauf in der Ansteuerspannung angesteuert wird. Dabei wird eine Messung der gegeninduzierten Spannung in den Austastlücken durchgeführt, daraus die Drehzahl der Lufteinblasepumpe ermittelt und schließlich auf die geförderte Luftmenge geschlossen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann bei dem Verfahren auch durch die direkte Messung der Pumpendrehzahl beispielsweise durch Hall-Elemente die Ermittlung der Pumpendrehzahl erfolgen.
  • Die Einleitung der Sekundärluft in den Auspufftrakt der Brennkraftmaschine kann ferner durch eine Lambdasonde kontrolliert werden.
  • Das Verfahren ist vorteilhafter Weise für beliebige Brennkraftmaschinen geeignet, zum Beispiel für selbst- oder fremdgezündete Brennkraftmaschinen.
  • Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die Bestimmung der von einer Einblasevorrichtung bereit gestellten Luftmenge ist für die Optimierung der Abgaswerte eines Kraftfahrzeugs notwendig. Ein Lösungsansatz zur Ermittlung der entsprechenden Daten ist die Verwendung von zusätzlichen Sensoren, was jedoch kostenintensiv ist.
  • Prinzipiell ist die Bestimmung der von der Einblasevorrichtung bereitgestellten Luftmenge auch über die Auswertung der Signale von linearen Lambdasonden im geschlossenen Regelkreis möglich. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass die Lambdasonde zum Zeitpunkt der Einblasung betriebsbereit ist, was bei typischen Anwendungen nicht immer sichergestellt werden kann. Aus diesem Grund wird gemäß dem Stand der Technik die Bestimmung der Einblasmenge zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt, an welchem die Einblasung zur Abgasreinigung nicht mehr benötigt wird.
    •
  • Das erfindungsgemäße Verfahren löst dieses Problem dadurch, dass es die Drehzahl der Einblasepumpe ermittelt und daraus auf die geförderte Luftmenge schließt. Dabei wird zur Drehzahlermittlung eine gepulste Ansteuerung der elektrischen Pumpe verwendet und die gegeninduzierte Spannung in den Austastlücken der Ansteuerung gemessen. Insbesondere für Gleichstrommaschinen ist diese Spannung direkt proportional zur Drehzahl.
  • Von Gebläsen ist bekannt, dass sich die Drehzahl bei konstanter Ansteuerung abhängig vom Luftdurchsatz ändert. Am niedrigsten ist die sich einstellende Drehzahl, wenn das Gebläse ungedrosselt fördert. Steigt die Drosselung und/oder der Gegendruck an, steigt auch die Drehzahl und erreicht bei vollständiger Absperrung den höchsten Wert. Somit ist in genau festgelegten Betriebspunkten über die Kenntnis der Drehzahl ermittelbar, welche Luftmenge der chemischen Nachreaktion zugeführt wird. Ebenso kann erkannt werden, ob die Einblaseleitung verstopft ist oder durch Unterbrechung ins Freie gefördert wird.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Ermittlung der Fördermenge einer Sekundärlufteinblasung bei Brennkraftmaschinen während des Einblasevorgangs durch eine Lufteinblasepumpe, umfassend folgende Verfahrensschritte: – Ansteuern der Lufteinblasepumpe mit pulsbreitenveränderlichem Verlauf der Spannung; – Messen der gegeninduzierten Spannung in den Austastlücken; – Ableiten der Pumpendrehzahl aus der gegeninduzierten Spannung; und – Ableiten der eingeblasenen Luftmenge aus der ermittelten Drehzahl.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpendrehzahl durch direkte Messung ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Pumpendrehzahl durch ein Hall-Element erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung der Sekundärluft in den Auspufftrakt der Brennkraftmaschine durch eine Lambdasonde kontrolliert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für die Verwendung in selbstzündenden und fremdgezündeten Brennkraftmaschinen geeignet ist.
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