DE3914784A1 - Vefahren und anordnung zur erfassung des umgebungsluftdrucks bei brennkraftmaschinen - Google Patents
Vefahren und anordnung zur erfassung des umgebungsluftdrucks bei brennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur
Erfassung des Umgebungsluftdrucks bei Brennkraftmaschinen
mit einem Saugrohr und einer Drosselklappe.
Bei elektronischen Gemischbildungssystemen für
Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen ist eine
Berücksichtigung des Umgebungsluftdrucks erforderlich, um
Start- und Fahrbarkeitsprobleme durch den geringeren
Luftdruck in großen Höhen zu vermeiden. Zur Erfassung des
Umgebungsluftdrucks ist es bekannt, einen sogenannten
Absolutdrucksensor außerhalb der Brennkraftmaschine
anzuordnen. Dieses bedeutet einen zusätzlichen Aufwand.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und
eine Anordnung zur Erfassung des Umgebungsluftdrucks
anzugeben, welche sich durch geringen Aufwand auszeichnen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftdruck im Saugrohr hinter der Drosselklappe
gemessen wird und daß die Messung und/oder eine
Weiterleitung des Meßergebnisses als Wert des
Umgebungsluftdrucks nur erfolgt, wenn der jeweilige
Drosselklappen-Öffnungswinkel größer als ein von der
Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängiger vorgegebener
Drosselklappen-Öffnungswinkel ist. Dabei ist die
Abhängigkeit vorzugsweise derart, daß der vorgegebene
Drosselklappen-Öffnungswinkel mit zunehmender Drehzahl
ansteigt und daß der Anstieg des vorgegebenen
Drosselklappen-Öffnungswinkels mit zunehmender Drehzahl
abnimmt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine Verminderung
des technischen Aufwands insbesondere bei
Brennkraftmaschinen möglich, bei denen zur Erfassung des
Unterdrucks im Saugrohr ohnehin ein Luftdrucksensor
vorhanden ist. Selbst bei Brennkraftmaschinen, bei welchen
an sich kein Luftdrucksensor im Saugrohr vorhanden wäre, hat
das erfindungsgemäße Verfahren Vorteile. Das
erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Erkenntnis, daß
bei einer ausreichend großen von der Drehzahl abhängigen
Öffnung der Drosselklappe der Druck im Saugrohr nur
geringfügig vom Umgebungsluftdruck abweicht.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
darin, daß die Messung bzw. Weiterleitung unterhalb einer
vorgegebenen Drehzahl der Brennkraftmaschine unabhängig vom
Drosselklappen-Öffnungswinkel erfolgt. Dadurch wird eine
Erfassung des Umgebungsluftdrucks vor oder gegebenenfalls
während des Startvorgangs möglich, auch wenn die
Drosselklappe geschlossen ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorzugsweise
vorgesehen, daß oberhalb einer weiteren vorgegebenen
Drehzahl keine Messung bzw. Weiterleitung erfolgt. Diese
Weiterbildung verhindert, daß bei sehr hohen Drehzahlen bzw.
hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Ansaugluft Fehler bei
der Erfassung des Umgebungsluftdrucks auftreten.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, daß nach dem Einschalten und einer
Initialisierung zunächst die Drehzahl abgefragt und danach
geprüft wird, ob die Drehzahl über dem vorgegebenen Wert
liegt, daß bei einer Drehzahl unterhalb des vorgegebenen
Wertes der Luftdruck abgefragt wird und daß anderenfalls
nach einer Abfrage des Drosselklappen-Öffnungswinkels und
der Drehzahl der zu der Drehzahl gehörende vorgegebene
Drosselklappen-Öffnungswinkel aus einer Tabelle ausgelesen
und mit dem abgefragten Drosselklappen-Öffnungswinkel
verglichen wird und daß eine Wiederholung der Abfrage, des
Auslesens aus der Tabelle und des Vergleichs so lange
erfolgt, bis der abgefragte Drosselklappen-Öffnungswinkel
größer als der vorgegebene Drosselklappen-Öffnungswinkel ist
und daß danach eine Messung des Luftdrucks bzw. eine
Weiterleitung des gemessenen Luftdruckwertes erfolgt.
Hierdurch wird eine Ermittlung des Umgebungsluftdrucks
unmittelbar nach dem Einschalten der Zündung ermöglicht,
wobei für den Fall, daß die Brennkraftmaschine startet,
bevor eine Erfassung des Umgebungsluftdrucks erfolgen
konnte, die Erfassung bei der nächsten Gelegenheit
(ausreichend großer Drosselklappen-Öffnungswinkel bei
genügend kleiner Drehzahl) nachgeholt wird.
Eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
besteht darin, daß ein Drosselklappen-Stellungssensor, ein
Drehzahlsensor und im Saugrohr hinter der Drosselklappe ein
Absolutdrucksensor vorgesehen sind, deren Ausgänge mit einem
einen Mikrocomputer enthaltenden Steuergerät verbunden sind,
und daß in einem dem Mikrocomputer zugeordneten Speicher der
vorgegebene Drosselklappen-Öffnungswinkel als Funktion der
Drehzahl und ein Programm zur Durchführung des Verfahrens
abgelegt sind.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine
davon ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer
Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Kraftstoffeinspritzsystem an einem
Vier-Zylinder-Motor mit einer Anordnung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Steuergerätes, welches in
dem Kraftstoffeinspritzsystem nach Fig. 1 verwendet
wird,
Fig. 3 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit des
vorgegebenen Drosselklappen-Öffnungswinkels von der
Drehzahl und
Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Computerprogramms zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten
Kraftstoffeinspritzsystem ist jedem Zylinder der
Brennkraftmaschine 1 ein Einspritzventil 2, 3, 4, 5
zugeordnet. Die Einspritzventile sind Teile eines
Kraftstoffkreislaufs, der in an sich bekannter Weise aus
einem Tank 6, einer in den Tank integrierten Kraftstoffpumpe
7, einem Kraftstoffilter 8 und einem Druckregler 9 besteht,
von dem über eine Leitung 10 überschüssiger Kraftstoff in
den Tank 6 zurückbefördert wird. Die Verbrennungsluft erhält
die Brennkraftmaschine 1 über einen nicht dargestellten
Luftfilter, ein Saugrohr 11 und die Drosselklappe 12. Im
Saugrohr 11 sind ein Ansaugluft-Temperatursensor 13 und ein
Luftdrucksensor 14 vorgesehen. Außerdem steht die
Drosselklappe 12 mit einem Stellungssensor 15 in Verbindung,
welcher ein dem Drosselklappen-Öffnungswinkel entsprechendes
elektrisches Signal erzeugt. Im Abgaskanal 15 ist eine
Lambdasonde 16 angeordnet. Die Strömungsrichtungen des
Kraftstoffs, der Luft und der Abgase sind in Fig. 1 durch
Pfeile gekennzeichnet.
Am Schwungrad 17 der Brennkraftmaschine 1 ist ein
Drehzahlgeber 18 angeordnet. Ferner verfügt die
Brennkraftmaschine 1 über einen Kühlwasser-Temperatursensor
19 und einen Zündverteiler 20, der in an sich bekannter
Weise mit einer Zündspule 21 und mit nicht dargestellten
Zündkerzen verbunden ist. Außerdem ist zur Umgehung der
Drosselklappe 12 ein Leerlaufstellglied 22 vorgesehen.
Die Ausgänge der erwähnten Sensoren sowie die Eingänge der
genannten Stellglieder sind mit entsprechenden Ein- und
Ausgängen eines Steuergerätes 30 verbunden. Zur
Spannungsversorgung dient eine Batterie 23. Steuergeräte zur
elektronischen Regelung der Kraftstoffeinspritzung sind an
sich bekannt, so daß im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung lediglich eine schematische Erläuterung eines
solchen Steuergerätes anhand von Fig. 2 erfolgt.
Im Steuergerät 30 ist ein Mikrocomputer 31 vorgesehen, der
nach einem festgelegten Programm die erforderlichen
Funktionen steuert. Die analogen Größen werden über einen
Multiplexer 33 und einen Analog/Digital-Wandler 32
zugeführt, während die impulsförmigen Eingangsgrößen bzw.
binären Signale über Schnittstellen 34 zum Mikrocomputer 31
gelangen. Ausgangsseitig ist der Mikrocomputer 31 mit
Leistungsstufen 35 verbunden, dabei sind jeweils für ein
Einspritzventil 2 bis 5 (Fig. 1) eine Leistungsstufe sowie
eine Leistungsstufe zur Steuerung eines nicht dargestellten
Relais für die Kraftstoffpumpe 7 (Fig. 1) und eine
Leistungsstufe für das Leerlaufstellglied 22 vorgesehen. Zur
Speicherung von Daten auch bei abgeschaltetem Steuergerät
ist ein nichtflüchtiger Speicher 36, beispielsweise ein
programmierbarer Nur-Lese-Speicher (PROM, EPROM), mit dem
Mikrocomputer verbunden.
Bei Kraftstoffeinspritzsystemen mit kontinuierlicher
Einspritzung erfolgt anstelle der Steuerung der
Einspritzdauer eine Steuerung des Systemdrucks, wozu der
Druckregler 9 als Druckstellglied ausgebildet ist und an
eine der Endstufen des Steuergerätes 30 angeschlossen ist.
Den Eingängen des Multiplexers 33 werden analoge Signale vom
Ansaugluft-Temperatursensor 13, vom Luftdrucksensor 14, vom
Drosselklappenstellungssensor (Drosselklappenpotentiometer)
15 und vom Kühlwasser-Temperatursensor 19 und,
gegebenenfalls über an sich bekannte Schaltungen, die
Ausgangsspannung der Lambdasonde 16 zugeführt. Die
Bordnetzspannung von der Batterie 23 wird einem Anschluß 37
des Steuergerätes 30 zur Spannungsversorgung und einem
Eingang des Multiplexers 33 zu Steuerungszwecken zugeführt.
Die Eingänge der Schnittstellen 34 sind mit dem
Drehzahlsensor 18 und mit anderen nicht dargestellten
Binärsignalgebern verbunden, welche im Zusammenhang mit der
vorliegenden Erfindung nicht von Interesse sind.
Fig. 3 zeigt eine im EPROM 36 (Fig. 2) abgelegte Funktion
des Drosselklappen-Öffnungswinkels α n in Abhängigkeit von
der Drehzahl n. Dabei ist der schraffiert angedeutete
Bereich für die Erfassung des Umgebungsluftdrucks mit Hilfe
der Messung des Luftdrucks innerhalb des Saugrohrs geeignet.
Die dargestellte Funktion wird für den jeweiligen Typ der
Brennkraftmaschine ermittelt und im EPROM 36 (Fig. 2) des
Steuergerätes 30 abgelegt.
Das in Fig. 4 dargestellte Flußdiagramm zeigt ein ebenfalls
im EPROM 36 abgelegtes Programm zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Start 41 des Programms
erfolgt durch Einschalten der Zündung. Daraufhin wird bei 42
eine übliche Initialisierung vorgenommen und bei 43 die
Drehzahl n gemessen. Anschließend erfolgt eine Verzweigung
44 in Abhängigkeit davon, ob sich die Kurbelwelle der
Brennkraftmaschine bereits dreht. Als Anzeichen dafür wird
eine applizierbare Drehzahl angenommen. Ist die Drehzahl n
kleiner als n min, so erfolgt bei 45 die Abfrage der
Ausgangsspannung des Luftdrucksensors 14 (Fig. 1). Das
Ergebnis wird bei 46 im Speicher abgelegt und im
Programmteil 47 zur Bildung eines Höhenkorrekturfaktors
verwendet, worauf ein Programm 48 zur Regelung bzw.
Steuerung der Kraftstoffeinspritzung gestartet wird.
Ist jedoch die bei 43 gemessene Drehzahl n gleich oder
größer als n min, so wird im Programmteil 49 der
Drosselklappen-Öffnungswinkel α abgefragt, in der im EPROM
36 (Fig. 2) abgelegten Tabelle α n als Funktion der Drehzahl
n ausgelesen (Programmteil 50) und bei 51 mit dem
abgefragten Wert a verglichen. Ist der abgefragte Wert
kleiner als der vorgegebene Wert, wird nach der Verzweigung
52 bei 53 ein Ersatzwert α e übernommen und das Programm mit
der Regelung bzw. Steuerung bei 48 fortgesetzt. Nach der
Regelung und gegebenenfalls anderen Programmen wird mit
Hilfe der Programmschritte 49 bis 52 erneut geprüft, ob die
Bedingungen für eine Ermittlung des Umgebungsluftdrucks
erfüllt sind. Sobald α größer als α n ist, verzweigt sich bei
52 das Programm in Richtung auf den Programmteil 45, in
welchem die Ausgangsspannung des Luftdrucksensors 14 (Fig.
1) abgefragt wird.
Eine Messung des Umgebungsluftdrucks ist wichtig, wenn zur
Regelung des Kraftstoff-Luftgemischs ein Luftmengenmesser
verwendet wird.
Wenn im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die
Bedingung α < α n genannt wird, ist die Bedingung α α n
nicht ausgeschlossen. Einerseits ist bei einer Speicherung
von α n = f(n) mit genügend Binärstellen der Unterschied
ohnehin sehr klein; andererseits ist die Wirkung beider
Bedingungen exakt gleich, wenn im zweiten Fall jeweils um
eine geringstwertige Stelle kleinere Werte abgespeichert
sind.
Claims (7)
1. Verfahren zur Erfassung des Umgebungsluftdrucks bei
Brennkraftmaschinen mit einem Saugrohr und einer
Drosselklappe, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck im
Saugrohr hinter der Drosselklappe gemessen wird und daß die
Messung und/oder eine Weiterleitung des Meßergebnisses als
Wert des Umgebungsluftdrucks nur erfolgt, wenn der jeweilige
Drosselklappen-Öffnungswinkel größer als ein von der
Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängiger vorgegebener
Drosselklappen-Öffnungswinkel ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der vorgegebene Drosselklappen-Öffnungswinkel mit
zunehmender Drehzahl ansteigt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Anstieg des vorgegebenen Drosselklappen-Öffnungswinkels
mit zunehmender Drehzahl abnimmt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Messung bzw. Weiterleitung
unterhalb einer vorgegebenen Drehzahl der Brennkraftmaschine
unabhängig vom Drosselklappen-Öffnungswinkel erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb einer (weiteren)
vorgegebenen Drehzahl keine Messung oder Weiterleitung
erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß nach dem Einschalten und einer
Initialisierung zunächst die Drehzahl abgefragt und danach
geprüft wird, ob die Drehzahl über dem vorgegebenen Wert
liegt, daß bei einer Drehzahl unterhalb des vorgegebenen
Wertes der Luftdruck abgefragt wird und daß anderenfalls
nach einer Abfrage des Drosselklappen-Öffnungswinkels und
der Drehzahl der zu der Drehzahl gehörende vorgegebene
Drosselklappen-Öffnungswinkel aus einer Tabelle ausgelesen
und mit dem abgefragten Drosselklappen-Öffnungswinkel
verglichen wird und daß eine Wiederholung der Abfrage, des
Auslesens aus der Tabelle und des Vergleichs so lange
erfolgt, bis der abgefragte Drosselklappen-Öffnungswinkel
größer als der vorgegebene Drosselklappen-Öffnungswinkel ist
und daß danach eine Messung des Luftdrucks bzw. eine
Weiterleitung des gemessenen Luftdruckwertes erfolgt.
7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Drosselklappen-Stellungssensor (15), ein Drehzahlsensor (18)
und im Saugrohr (11) hinter der Drosselklappe (12) ein
Absolutdrucksensor vorgesehen sind, deren Ausgänge mit einem
einen Mikrocomputer (31) enthaltenden Steuergerät (30)
verbunden sind, und daß in einem dem Mikrocomputer (31)
zugeordneten Speicher (36) der vorgegebene
Drosselklappen-Öffnungswinkel als Funktion der Drehzahl und
ein Programm zur Durchführung des Verfahrens abgelegt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893914784 DE3914784B4 (de) | 1989-05-05 | 1989-05-05 | Vefahren und Anordnung zur Erfassung des Umgebungsluftdrucks bei Brennkraftmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19893914784 DE3914784B4 (de) | 1989-05-05 | 1989-05-05 | Vefahren und Anordnung zur Erfassung des Umgebungsluftdrucks bei Brennkraftmaschinen |
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DE3914784B4 DE3914784B4 (de) | 2006-05-11 |
Family
ID=6380117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893914784 Expired - Lifetime DE3914784B4 (de) | 1989-05-05 | 1989-05-05 | Vefahren und Anordnung zur Erfassung des Umgebungsluftdrucks bei Brennkraftmaschinen |
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