DE2947940C2 - Steuereinrichtung für die Kraftstoffzufuhr an eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Steuereinrichtung für die Kraftstoffzufuhr an eine BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Bei einer aus der DE-OS 25 53 699 bekannten Steuereinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1
genannten Art vergleicht der Differenzdruckmeßfühler die Größe des Ansaugunterdrucks stromab vom
Drosselventil mit dem Atmosphärendruck, und er gibt diesen stromab des Drosselventils gemessenen Ansaugunterdruck
immer dann an den Ansaugunterdruckmeßfühler weiter, wenn die Größe des Ansaugunterdruckes
z. B. bei geschlossenem Drosselventil einen bestimmten Wert übersteigt. Der Ansaugunterdruckmeßfühler öffnet
dann einen Kraftstoffanreicherungskanal in dem Vergaser, um Kraftstoffluftgemisch stromab von dem
geschlossenen Drosselventil in den Einlaßkanal einzuleiten. Das Abgasrückführungsventil ist bei diesem
Betriebszustand geschlossen, da stromauf von dem geschlossenen Drosselventil kein zur öffnung des
Abgasrückführungsventils ausreichender Ansaugunterdruck herrscht. Bei hoher Belastung der Brennkraftmaschine,
also bei annähernd vollständig geöffnetem Drosselventil, wird das Abgasrückführungsventil aufgrund
des dann in dem Einlaßkanal herrschenden hohen Ansaugunterdrucks geöffnet und Abgas in den Einlaßkanal
zurückgeführt. Dieser gleiche, das Abgasrückführungsventil öffnende Ansaugunterdruck schließt einen
elektrischen Schalter, der seinerseits ein Elektromagnetventil öffnet, das den Differenzdruckmeßfühler
überbrückt und damit den stromab vom Drosselventil herrschenden Ansaugunterdruck unmittelbar an den
Ansaugunterdruckmeßfühler gibt. Dieser Ansaugunterdruckmeßfühler öffnet daher wiederum den Kraftstoffanreicherungskanal,
so daß eine zusätzliche Kraftstoffmtnge dem Einlaßkanal der Brennkraftmaschine
zugeführt wird. Bei einer mittleren Belastung der Brennkraftmaschine findet keine Abgasrückführung
statt, da der stromauf des Drosselventils herrschende Ansaugunterdruck nicht ausreicht, um das Abgasrückführungsventil
zu öffnen. Dieser Ansaugunterdruck reicht auch nicht zum Schließen des elektrischen
Schalters aus, so daß der Differenzdruckmeßfühler wirksam ist. Andererseits reicht aber aueh der stromab
des Drosselventils herrschende Ansaugunterdruck nicht aus, den Differenzdruckmeßfühler so zu betätigen, daß
dieser Ansaugunterdruck an den Ansaugunterdruckrneßfühler
gelangt. Vielmehr verbindet der Differenzdruckmeßfühltr den Ansaugunterdruckmeßfühler mit
der Atmosphäre, so daß der Kraftstoffanreicherungskanal geschlossen bleibt und damit kein zusätzlicher
Kraftstoff in den Einlaßkanal der Brennkraftmaschine gegeben wird, Diese bekannte Steuereinrichtung
ermöglicht daher eine Kraftstoffanreicherung in Abhängigkeit von dem jeweils gemessenen Ansaugunterdruck
nur im Leerlaufbetrieb, bei dem jedoch keine Abgasrückführung stattfindet, sowie im Hochlastbetrieb der
Brennkraftmaschine, bei dem eine Abgasrückführung stattfindet, so daß dann eine aufgrund der Abgasrückführung
bedingte Abmagerung des Kraftstoffluftgemisches kompensic-l werden kann. ι ο
Aus der DE-OS 27 00 266 ist eine Abgasrückführungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt,
bei der crie Unterdruckkammer des Abgasrückführungsventils über eine Druckausgleichskammer und eine in
Form einer Blende ausgebildete Drosselstelle mit dem Einlaßkanal stromauf des Drosselventils verbunden ist,
um das Abgasrückführungsventil nach Maßgabe des stromauf des Drosselventils herrschenden Ansaugunterdruckes
zu steuern. Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht eine Abgasrückführung bei mittlerer BeIastung
der Brennkraftmaschine, während sowohl im Leerlauf als auch irn Hochlastbctricb keine Abgasrückführung
stattfindet
Aus der DE-OS 26 55 461 ist es bekannt, d-e dem Einlaßkanal einer Brennkraftmaschine zugeführte
Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem gemessenen
Ansaugunterdruck zu steuern.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so μ
weiterzubilden, daß mit Hilfe einfacher Bauelemente die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge
nach Maßgabe der Abgasrückführungsströmung über einen breiten Lastbereich der Brennkraftmaschine
korrigiert werden kann.
Bei einer Steuereinrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung mißt der Differenzdruckmeßfühler kontinuierlich den über
der Blende herrschenden Differenzdruck, wobei diese als Drosselstelle wirkende Blende im Abgasrückführungskanal
zwischen der seine Mündung in den Einlaßkanal bildenden ersten öffnung und dem
Abgasrückführungsventil vorgesehen ist. Der Differenzdruckmeßfühler ist daher immer wirksam, solange das
Abgasrückführungsventil auch nur geringfügig geöffnet ist, um damit die der Brennkraftmaschine zugeführte
Kraftstoffmenge nach Maßgabe der jeweiligen Abgasrückführungsströmung korrigieren zu können. Die
Abgasrückführungsströmung kann dabei durch den an der Blende herrschenden Druckunterschied vom Differenzdruckmeßfühler
ermittelt werden. Die Genauigkeit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung wird dabei
weiter optimiert, daß mit Hilfe des die Drehzahl der Brennkraftmaschine messenden Drehzahlmessers de
dem Einlaßkanal zugeführte Einlaßluftstrom auch aus der Drehzahl ermittelt wird.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. mi
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt
Fig. 1 schematisch die Steuereinrichtung für die Kraftstoffzufuhr und
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht im Schnitt eines (,-.
Druckmeßfühlers. der in der Steuereinrichtung der Fig. 1 vorgesehen ist.
In Fi g. 1 ist schematisc'ji eine Brennkraftmaschine 10
dargestellt, die Einlaß- Jnd Auslaßkanäle 12 und 14 hat. Der Einlaßkanal 12 ist über ein Filter 16 zur
Luftreinigung mit der Umgebungsluft verbunden und enthält ein Drosselventil 18, dem ein Drosselöffnungs-Meßfühler
20 zugeordnet ist Ein Kraftstoffeinspritzventil 22 ist im Einlaßkanal 12 nahe seinem stromabwärtsgelegenen
Ende vorgesehen. Die Brennkraftmaschine 10 umfaßt auch einen Abgasrückführungskanal
24, der den Auslaßkanal 14 mit einer ersten öffnung 26 des Einlaßkanals 12 über ein Abgasrückführungsventil
28 verbindet, wobei die Öffnung stromabwärts vom Drosselventil 18 vorgesehen ist Das Abgasriickführungsventil
28 umfaßt ein Ventilgehäuse 30, sowie eine Membran 32, die sich quer zum Innenraum des
Ventilgehäuses 30 erstreckt, um eine Abgaskammer 34 und eine Unterdruckkammer 36 voneinander zu
trennen.
Die Unterdruckkammer 36 ist über; ein Steuerventil 38 für die Größe des Unterdrucks mit einer zweiten
Öffnung 40 des Einlaßkanals 12 verbunden, der stromabwärts vom Drosselventil 18 "orgesehen ist, so
daß die Abgasrückführungsströmung in Übereinstimmung
mit dem Ansaugluftstrom oder dem Ansaugunterdruck gesteuert werden kann, der im Ansaugkanal 12
stromabwärts vom Drosselventil 18 auftritt. Eine Blende 42 ist im Abgasrückführungskanal 24 stromabwärts vom
Abgasrückführungsventil 28 vorgesehen, d. h. zwischen dem Abgasrückführungsventil 28 und der ersten
öffnung 26.
Um den Ansaugunterdruck zu messen, der im Einlaßkanal 12 Siromabwärts vom Drosselventil 18
auftritt, ist ein Ansaugunterdruckmeßfühler 44 vorgesehen, der ein Meßfühlergehäuse 46, eine Unterteilung 48,
die mittig mit einem Durchgangsloch 50 ausgebildet ist und sich quer zum Innenraum des Meßfühlergehäuses
46 erstreckt, um eine erste und zweite Druckkammer 52 und 54 zu bilden, sowie ein druckempfindliches
Halbleiterelement 56 umfaßt, das in Form eines Silicium-Dehnungsmeßstreifens ausgebilde' sein kann
und an der Unterteilung 48 innerhalb der zweiten Druckkammer 54 derart angebracht ist, daß das
Dur hgangsloch 50 verschlossen ist. Die erste Druckkammer 52 ist durch ein Unterdruckzuleitungsrohr 58
mit einer dritten öffnung 60 des Einlaßkanals verbunden, die stromabwärts vom Drosselventil 18
vorgesehen ist, und die zweite Druckkammer 54 ist ausgepumpt, so daß das Halbleiterelement 56 den
Absolutwert des Ansaugunterdrucks messen kann.
Um den Unterschied zwischen dem Ansaugunterdruck und dem Druck im Abgasrückführungskanal zu
messen, d. h. den Druckunterschied zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Blende 42, ist ein
Differenzdruckmeßfühler 62 vorgesehen, der ein MeIifühlerrohäuse
64, eine Unterteilung 66, die mittig mit einem Durchgangsloch 68 ausgebildet ist und sich quer
zum Meßfühlergeh^use 64 erstreckt, um eins erste und
zweite Druckkammer 70 und 72 herzustellen, sowie ein druckempfindliches Halbleiterelement 74 umfaßt, das in
Form eines Silicium-Dehnungsmeßstreifens ausgebildet sein kann und an der Unterteilung 66 innerhalb der
zweiten Druckkammer 72 derart angebracht ist, daß das Durchgangsloch 68 verschlossen ist.
Die erste Druckkammer 70 ist durch dai Unterdruckzuleitungsrohr 58 mit der dritten Öffnung 60 verbunden,
und die zweite Druckkammer 72 ist durch ein Zuleitungsrohr 76 lüi' den Druck im Abgasrückführungskanal
mit dem Abgasrückführungskanal 24 stromabwärts vom Abgasrückführungsventil 28 derart ver-
bunden, daß das Halbleiterelement 74 den Druckunterschied zwischen den gegenüberliegenden Seiten der
Blende 42 messen kann, die im Abgasrückführungskanal 24 vorgesehen ist. Da das Zuleitungsrohr 76 für den
Druck im Abgasrückführungskanal an seinem einen Ende mit der geschlossenen zweiten Druckkammer 72
verbunden ist, tritt kein rückgeführtes Abgas in die zweite Druckkammer 72 ein. Dieses gestattet die
Verwendung eines druckempfindlichen Halbleitereleiiients
ohne irgendeine Temperaturabdichtungseinrichtung.
Es ist zu erkennen, daß der Differenzdruckmeßfühler 62 im Aufbau dem Unterdruckmeßfühler 44 im
wesentlichen ähnlich ist, mit der Ausnahme, daß die zweite Druckkammer 72 mit dem Abgasrückführungskanal
24 verbunden ist. Somit kann die gleiche Prüfeinrichtung bei der Inspektion der Meßfühler 44
und 62 verwendet werden. Das Bezugszeichen 80 bezeichnet Verstärker, von denen lediglich einer
dargestellt ist. um die Ausgänge des jeweiligen Meßfühlers 44 und 62 zu verstärken. Angesichts der
Verringerung der Abmessungen und des einfachen Einbaus wird es bevorzugt, daß die Meßfühler 44 und 62
sowie die Verstärker 80 als eine Einheit auf derselben Grundplatte 82 angebracht sind, wie dieses in Fig. 2
gezeigt ist.
Die Ausgänge der Meßfühler 44 und 62, des Meßfühlers 20 für die Drosselöffnung und eines nicht
gezeigten Drehzahlmeßfühlers werden mit den Eingängen einer nicht gezeigten elektronischen Steuer- bzw.
Regelschaltung verbunden, die mit ihren Ausgängen mit dem Kraftstoffeinspritzventil 22 und dem Steuerventil
38 für die Größe des Unterdrucks verbunden ist, um die Tätigkeit dieser Einrichtungen zu steuern.
Beim Betrieb mißt, wenn keine Abgasrückführung vorliegt, der Differenzdruckmeßfühler 62 keinen Druckuruerschied
zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Blende 42. In diesem Zustand wird die Menge des
Kraftstoffs, der der Brennkraftmaschine zugeführt wird, in Übereinstimmung mit der Ansaugluftströmung
bestimmt, die aus dem Ansaugunterdruck, der von dem Ansaugunterdruckmeßfühler 44 gemessen wird, und der
Drehzahl ermittelt wird, die von dem Drehzahlmeßfühler gemessen wird.
Wenn irgendeine Abgasrückführungsströmung vor-
Wenn irgendeine Abgasrückführungsströmung vor-
') liegt, dann mißt der Differenzdruckmeßfühler 62 einen
Druckunterschied zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Blende 42. Bei diesem Zustand wird die
Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit dem Einlaßluftstrom bestimmt, der aus dem Ansaugunterdruck, der
ίο durch den Ansaugdruckmeßfühler 44 gemessen wird,
und der Drehzahl, die vom Drehzahlmeßfiihler gemessen wird, ermittelt und in Übereinstimmung mit der
Abgasrückführungsströmung korrigiert wird, die aus dem Druckunterschied ermittelt wird, der durch den
1"' Differenzdruckmeßfühler 62 ermittelt wird.
Die tatsächliche Abgasrückführungsmenge kann aus der ermittelten F.inlaßluftströmung und Abgasrückführungsströmung
erhalten werden. Wenn irgendein
/-V» I3lllltf
mierten Abgasrückführungsströmungen vorliegt, dann liefert die elektronische Steuerschaltung ein Steuersignal
an das Steuerventil 38 für die Größe des Unterdrucks, um die Unterdruckgröße der Unterdruckkammer
36 des Ansaugrückführungsventils 28 derart zu steuern, daß ein Druckunterschied, der der Abgasrückführungsmenge
entspricht, an den gegenüberliegenden Seiten der Blende 42 auftritt.
Die A.ijaugluftströmung und die Abgasrückführungsströmung
können aufgrund von Daten erzeugt werden, die vorher in die elektronische Steuerschaltung
eingespeichert wurden, oder sie können einer Datentabelle entnommen werden. Letz;eres ermöglicht eine
Vereinfachung der elektronischen Steuerschaltung.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden billige und genaue druckempfindliche Halbleitevelemente
verwendet, um die Drücke zu messen, aus denen die Einlaßluftströmung ermittelt werden kann. Dieses
erübrigt teure Meßfühler für die Ansaugluftströmung und gestattet eine genaue Steuerung der Kraftstoffmenge,
die der Brennkraftmaschine zugeführt wird bzw. zugeführt werden soll.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Steuereinrichtung für die Kraftstoffzufuhr an eine Brennkraftmaschine mit einem ein Drosselventil
aufweisenden Einlaßkanal, einem Auslaßkanal und einem Abgasrückführungskanal, der den Auslaßkanal
mit einer ersten öffnung des Einlaßkanals verbindet, die stromabwärts vom Drosselventil liegt,
und ein Abgasrückführungsventil aufweist, einem ι ο Ansaugunterdruckmeßfühler zum Messen des Ansaugunterdrucks
im Einlaßkanal stromab vom Drosselventil, einem Differenzdruckmeßfühler und einer Einrichtung zum Bestimmen der Kraftstoffmenge
in Übereinstimmung mit dem Einlaßluftstrom, der aus dem Ansaugunterdruck bestimmt
wird, der durch den Ansaugunterdruckmeßfühler gemessen und in Übereinstimmung mit der Abgasrückführungsströmung
korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blende (42) im
Abgasrückfüh/ungskanal (24) zwischen der ersten öffnung (26) und dem Abgasrückführungsventil (28)
vorgesehen ist, daß der Differenzdruckmeßfühler (62) den Druckunterschied zwischen den gegenüberliegenden
Seiten der Blende (42) mißt und daß ein Drehzahlmesser die Drehzahl der Brennkraftmaschine
(10) erfaßt, so daß der Einlaßluftstrom auch aus der Drehzahl bestimmt wird, und die Abgasrückführungsströmung
durch den Druckunterschied ermittelt wird, der vom Differenzdruckmeßfühler w
(62) gemessen wird.
2. Steuereiiiiichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß det Ansaugunterdruckmeßfühler (44) ein Meßfühlergehc-jse (46), eine Unterteilung
(48), die mittig mit einem Dl· ohgangsloch (50) ausgebildet ist und sich quer zum Innenraum des
Meßfühlergehäuses (46) erstreckt, um eine erste (52) und eine zweite Druckkammer (54) zu bilden, und ein
druckempfindliches Halbleiterelement (56) umfaßt, das an der Unterteilung (48) im Inneren der zweiten
Druckkammer (54) derart angebracht ist, daß es das Durchgangsloch (50) verschließt, wobei die erste
Druckkammer (52) mit einer zweiten öffnung (60) des Einlaßkanals (12) verbunden ist, die stromabwärts
vom Drosselventil (18) vorgesehen ist, und die 4i zweite Druckkammer (54) sich unter Vakuum
befindet, so daß die druckempfindliche Halbleitereinrichtung (56) den Absolutwert des Ansaugunterdrucks
mißt, der im Einlaßkanal (12) stromabwärts vom Drosselventil (18) auftritt.
3. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckmeßfühler
(62) ein Meßfühlergehäuse (64), eine Unterteilung (66), die mittig mit einem Durchgangsloch
(68) ausgebildet ist und sich quer zum Innenraum des Meßfühlergehäuses (64) derart
erstreckt, daß eine erste (70) und zweite Druckkammer (72) gebildet sind, und ein druckempfindliches
Halbleiterelement (74) aufweist, das an der Unterteilung (66) innerhalb der zweiten Kammer (72) derart <
>o angebracht ist, daß es das Durchgangsloch (68)
verschließt, wobei die erste Druckkammer (70) mit der zweiten öffnung (60) des Einlaßkanals (12)
verbunden ist, die stromabwärts vom Drosselventil (18) vorgesehen ist und die zweite Druckkammer 6r>
(72) mit dem Abgasrückführungskanal (24) stromabwärts vom Abgasrückführungsventil (28) derart
verbunden ist, daß das druckempfindliche Element
(74) den Druckunterschied zwischen den entgegengesetzten Seiten der Blende (42) mißt
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche
Halbleiterelement (56, 74) in Form eines Silicium-Dehnungsmeßstreifens bzw. einer -Dehnungsmeßeinrichtung
ausgebildet ist
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Steuerventil ('8) zum
Steuern der Größe des Unterdrucks in einer Unterdruckkammer (36) des Abgasrückführungsventils
(28) derart, daß ein der jeweiligen Abgasrückführungsmenge
entsprechender Druckunterschied an den entgegengesetzten Seiten der Blende (42) auftritt
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