+

WO2007036377A1 - Verfahren zum erfassen des umgebungsdrucks in einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum erfassen des umgebungsdrucks in einer brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2007036377A1
WO2007036377A1 PCT/EP2006/064756 EP2006064756W WO2007036377A1 WO 2007036377 A1 WO2007036377 A1 WO 2007036377A1 EP 2006064756 W EP2006064756 W EP 2006064756W WO 2007036377 A1 WO2007036377 A1 WO 2007036377A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
pressure
intake manifold
camshaft
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/064756
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen DINGL
Gerhard Eser
Gerhard Schopp
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to EP06778035A priority Critical patent/EP1797304A2/de
Priority to KR1020077012192A priority patent/KR101278905B1/ko
Priority to US11/792,045 priority patent/US7628061B2/en
Priority to JP2007543869A priority patent/JP2008522095A/ja
Publication of WO2007036377A1 publication Critical patent/WO2007036377A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D33/00—Controlling delivery of fuel or combustion-air, not otherwise provided for
    • F02D33/02—Controlling delivery of fuel or combustion-air, not otherwise provided for of combustion-air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • F02D13/0238—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/002—Controlling intake air by simultaneous control of throttle and variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/70—Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle exterior
    • F02D2200/703—Atmospheric pressure
    • F02D2200/704—Estimation of atmospheric pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/21—Control of the engine output torque during a transition between engine operation modes or states
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting the ambient pressure by a pressure sensor in the intake manifold of an internal combustion engine.
  • the knowledge of the ambient pressure is an essential factor.
  • the ambient pressure is measured directly with the aid of an ambient pressure sensor.
  • the ambient pressure estimated using prediction.
  • Hubumsclien for example, two-stage
  • the internal combustion engine does not have this remaining pressure difference.
  • the detection of the ambient pressure is carried out in pressure-operated systems of the prior art as follows.
  • the intake manifold pressure corresponds to the ambient pressure of the internal combustion engine.
  • the ambient pressure is estimated based on the measured intake manifold pressure with an almost open throttle.
  • the throttle is closed in the overrun mode of the internal combustion engine after a certain time, a certain pressure in the intake manifold. From this pressure, the ambient pressure is also estimated, while this estimate is very inaccurate due to manufacturing tolerances of the throttle. It is therefore the object of the present invention to provide a method for determining the ambient pressure by means of the pressure sensor in the intake manifold of the internal combustion engine, which is applicable in the different operating conditions or load ranges of the internal combustion engine.
  • the present invention comprises a method for detecting the ambient pressure by a pressure sensor in the intake manifold of an internal combustion engine.
  • This method comprises the following steps: determining an air filter pressure on an air filter of the internal combustion engine as a function of an air mass flowing through the air filter, opening a throttle valve of the internal combustion engine until a pressure drop across the throttle valve is negligible, adjusting the camshaft in dependence on the operating state of the internal combustion engine such, that the operating state of the internal combustion engine remains approximately constant despite the opening of the throttle valve, and detecting an intake manifold pressure by the pressure sensor in the intake manifold and determining the ambient pressure from the sum of the air filter pressure and the intake manifold pressure.
  • the method according to the invention enables a more accurate determination of the ambient pressure with the aid of the pressure sensor in the intake manifold in comparison to prior art methods.
  • This is based on the known pressure conditions in the intake manifold, ie the ambient pressure is equal to the sum of the partial pressures at the throttle, the air filter and the intake manifold.
  • the internal combustion engine is throttled so far, ie the throttle valve so far opened so that the pressure drop across the throttle valve is negligible. This procedure is carried out in the most different operating states of the internal combustion engine, ie in the part-load, full-load and overrun operation of the internal combustion engine.
  • the Entdrosseln the internal combustion engine but leads to an unwanted change in the operating state of the internal combustion engine. For example, in part-load operation, a higher torque would be generated by the internal combustion engine as a result of the throttling down. In overrun operation, in turn, the Entschrosseln leads to a reduced braking effect of
  • the opening of the throttle valve is compensated by adjusting the camshaft depending on the operating condition of the internal combustion engine.
  • the camshaft in particular the intake camshaft (s), adjusted to "early" to prevent increasing the torque of the internal combustion engine by the Entschrosseln.
  • the ambient pressure is preferably determined only in operating states of the internal combustion engine that can be realized with a small valve lift Minimize operating condition.
  • the camshaft is adjusted such that no valve overlaps occur. Another measure is to adjust the camshaft to "small valve lift" to keep a braking effect of the internal combustion engine approximately constant despite opening the throttle.
  • FIG. 2 is a flowchart of a preferred embodiment of the method for an internal combustion engine in partial load or full load operation
  • Fig. 3 is a schematic representation of the method steps for determining the ambient pressure in an internal combustion engine in partial load or full load operation and
  • FIG. 4 shows a flow chart of a preferred embodiment of the method for an internal combustion engine in coasting mode.
  • Fig. 1 shows the intake manifold model of an internal combustion engine without a supercharger.
  • the air at the ambient pressure p amb flows through the air mass meter 20 via the throttle valve 30 into the intake manifold collector 60.
  • an air mass m egr can be introduced through a valve 90 via the exhaust gas recirculation. It is also possible to supply a fuel-air mixture of mass m cps to the intake manifold collector through the tank leak diagnostic pump.
  • the intake manifold pressure p in and the intake temperature T im are detected.
  • an intake manifold pressure sensor 40 and / or an air mass sensor 20 is installed in the intake manifold of the internal combustion engine.
  • the intake pipe pressure p im is set to a value which is determined by the ambient pressure Pamb and by the pressure drop over the air filter 10 and the pressure drop p t hr on the entire suction line can be described to the intake manifold 60.
  • the ambient pressure p amb is as follows:
  • Paircleaner f ( ⁇ l kgh ) •
  • the above simplified description of the pressure relationships in the intake manifold of the internal combustion engine can be used for determining the ambient pressure of the internal combustion engine in different operating states. These operating states are subdivided into the two groups partial load and full load operation as well as overrun operation of the internal combustion engine.
  • part load or full load operation of the internal combustion engine for example, the incoming air mass in the case of a defined position of the valve train of the internal combustion engine is sufficiently accurately estimated. Based on this accurate estimate, it is not necessary to install an air mass meter in the intake manifold of the internal combustion engine.
  • the ambient pressure P a m b the method shown schematically in Figs. 2 and 3 is used. Before using the method, it must first be checked in which operating state the internal combustion engine is located. Other boundary conditions of the internal combustion engine to be tested are the engine speed and a faultlessly functioning valve train system and air supply system.
  • the valve train is moved by adjusting the camshaft in a defined position.
  • This is preferably the "early" camshaft adjustment, which adjusts the valves to a passive valve position with a small valve lift.
  • the throttle valve 30 is opened almost completely so that the pressure drop across the throttle valve 30 is negligibly small Ambient pressure p amb can be estimated precisely and simply considering the intake manifold pressure Pim b , since the air mass flow is known via the air filter 10.
  • the throttling of the internal combustion engine by opening the throttle valve is compensated by means of adjusting the camshaft so that the driver of the motor vehicle does not change the operating state of the internal combustion engine through the Entdrosselung feels.
  • the above method provides an accurate estimate of the ambient pressure p amb with a measurement the intake manifold pressure sensor ready. It is only necessary to take into account the influence of the pressure drop across the air filter 10, but this is known due to the known air mass flow rate as a function of the valve position.
  • FIG. 3 once again shows the adaptation range with the adjusting actuators of the present method to be adapted to the example of FIG. play an internal combustion engine in full load operation shown schematically.
  • a specific differential pressure to the environment of, for example, 50 hPa must be set with a small valve lift in order to ensure optimum operation of the internal combustion engine. Therefore, to determine the ambient pressure p amb, the throttle valve 30 is fully opened, which is indicated by the rising curve called the throttle plate angle.
  • the pressure drop p t hr via the throttle valve 30 is negligible in the adaptation range, that is to say in the region for determining the ambient pressure p at b 1.
  • the camshaft position is adjusted to "early.” This is represented by the camshaft angle curve, which is lower in the adaptation range than the rest of the curve Due to the adjustments made in the intake manifold area, the intake manifold pressure in the adaptation range is increased by the curve shown as intake manifold pressure The remaining difference between intake manifold pressure and ambient pressure (see dashed line) within the adaptation range represents the pressure drop across the air filter , however, is derived from the air flow through the suction pipe.
  • the method for determining the ambient pressure via the intake manifold pressure sensor 40 is also applicable to internal combustion engines in overrun operation.
  • overrun means that the internal combustion engine is completely throttled, ie the throttle valve 30 is completely closed.
  • FIG. 4 A schematic representation of the method steps is shown in FIG. 4.
  • a first step it is checked whether the boundary conditions of the present method are fulfilled. These are in the same manner as in the above description, the determination of the operating condition of the internal combustion engine, the determination of Engine speed, the presence of a faultless system in terms of valve train and air supply system, to name just a few examples. If these boundary conditions or adaptation conditions are met, the method is continued using the above-described pressure relationship in the intake manifold model.
  • the throttle valve 30 Since the internal combustion engine is in overrun operation, the throttle valve 30 must be opened so far that the pressure drop across the throttle valve 30 is negligibly small. However, the Entdrosselung the internal combustion engine may not change the braking effect of the internal combustion engine so that the driver or user of the internal combustion engine feels the running in the background measurement method for determining the ambient pressure. To compensate for the de-throttling of the internal combustion engine, therefore, the camshaft is brought into a previously defined position, for example in the end position with a small cam lift, so that when the throttle is open sufficient engine braking effect is present.
  • the valve train is moved by the adjustment of the camshaft in a passive position, so that a valve lift switch on a small stroke. Since the Entdrosselung the internal combustion engine and the adjustment of the camshaft compensate each other, the value pi m of the intake manifold pressure can be detected within the intake manifold 60 after determining stable operating conditions of the internal combustion engine.
  • the intake manifold pressure p im measured in this way is converted into the ambient pressure p amb by the above equation taking into account the pressure drop across the air filter 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen des Umgebungsdrucks (pamb) durch einen Drucksensor (40) im Saugrohr (50) einer Brennkraftmaschine. Innerhalb des Verfahrens wird die Drosselklappe (30) geöffnet, sodass der Druckabfall über die Drosselklappe (pthrottle) vernachlässigbar ist. Die Entdrosselung der Brennkraftmaschine wird durch ein entsprechendes Verstellen der Nockenwelle in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine ausgeglichen, um das Messverfahren für den Fahrer nicht spürbar zu machen.

Description

Verfahren zum Erfassen des Umgebungsdrucks in einer Brennkraftmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen des Umgebungsdrucks durch einen Drucksensor im Saugrohr einer Brennkraftmaschine .
Für den Betrieb von Brennkraftmaschinen stellt die Kenntnis des Umgebungsdrucks eine wesentliche Größe dar. Gemäß einer ersten bekannten Alternative wird der Umgebungsdruck mit Hilfe eines Umgebungsdrucksensors direkt gemessen. Gemäß einer weiteren Alternative wird in druckgeführten Systemen, d. h. im Saugrohr der Brennkraftmaschine befindet sich ein Drucksensor, der Umgebungsdruck mit Hilfe von Prädiktionsverfahren geschätzt. Für Brennkraftmaschinen mit Hubumschaltung (beispielsweise zweistufig) wird des Weiteren versucht, selbst bei „entdrosseltem" Betrieb der Brennkraftmaschine noch eine bestimmte Druckdifferenz zur Umgebung aufrecht zu erhalten. Diese Druckdifferenz dient der Tankentlüftung oder zur Befüllung des Bremskraftverstärkers. Die bisherigen Prädiktionsverfahren berücksichtigen jedoch beispielsweise im Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine diese verbleibende Druckdifferenz nicht.
Das Erfassen des Umgebungsdrucks wird in druckgeführten Systemen des Standes der Technik folgendermaßen durchgeführt. Vor dem Start der Brennkraftmaschine entspricht der Saugrohrdruck dem Umgebungsdruck der Brennkraftmaschine. Im volllastnahen Bereich wird der Umgebungsdruck basierend auf dem gemessenen Saugrohrdruck bei einer nahezu offenen Drosselklappe geschätzt. Bei geschlossener Drosselklappe im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine stellt sich nach einer gewissen Zeit ein bestimmter Druck im Saugrohr ein. Aus diesem Druck wird ebenfalls der Umgebungsdruck geschätzt, während diese Schätzung jedoch aufgrund von Fertigungstoleranzen der Drosselklappe sehr ungenau ist. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung des Umgebungsdrucks mit Hilfe des Drucksensors im Saugrohr der Brennkraftmaschine bereitzustellen, das in den unterschiedlichen Betriebszuständen oder Lastbereichen der Brennkraftmaschine anwendbar ist.
Die obige Aufgabe wird durch die im unabhängigen Patentanspruch 1 definierte Erfindung gelöst. Bevorzugte Ausführungs- formen und Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den anhängigen Ansprüchen hervor.
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erfassen des Umgebungsdrucks durch einen Drucksensor im Saugrohr einer Brennkraftmaschine. Dieses Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Bestimmen eines Luftfilterdrucks an einem Luftfilter der Brennkraftmaschine als Funktion einer durch den Luftfilter einströmenden Luftmasse, Öffnen einer Drosselklappe der Brennkraftmaschine bis ein Druckabfall über die Drosselklappe vernachlässigbar ist, Verstellen der Nockenwelle in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine derart, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine trotz des Öff- nens der Drosselklappe annähernd konstant bleibt, und Erfassen eines Saugrohrdrucks durch den Drucksensor im Saugrohr und Bestimmen des Umgebungsdrucks aus der Summe des Luftfilterdrucks und des Saugrohrdrucks .
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine genauere Be- Stimmung des Umgebungsdrucks mit Hilfe des Drucksensors im Saugrohr im Vergleich zu Verfahren des Standes der Technik. Dies basiert auf den bekannten Druckverhältnissen im Saugrohr, d. h. der Umgebungsdruck ist gleich der Summe der Teildrücke an der Drosselklappe, dem Luftfilter und im Saugrohrsammler. Um den Umgebungsdruck aus den Messwerten des Drucksensors im Saugrohrsammler bestimmen zu können, wird die Brennkraftmaschine so weit entdrosselt, d. h. die Drosselklappe so weit geöffnet, dass der Druckabfall an der Drosselklappe vernachlässigbar klein wird. Dieses Vorgehen wird in den unterschiedlichsten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine durchgeführt, d. h. im Teillast-, Volllast- und Schubbetrieb der Brennkraftmaschine. Das Entdrosseln der Brennkraftmaschine führt aber zu einer ungewollten Änderung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine. So würde beispielsweise im Teillastbetrieb durch das Entdrosseln ein höheres Drehmoment durch die Brennkraftmaschine erzeugt werden. Im Schubbetrieb wiederum führt das Entdrosseln zu einer verringerten Bremswirkung der
Brennkraftmaschine. Um diese ungewollten Veränderungen des Betriebszustands der Brennkraftmaschine zu verhindern oder zumindest so weit zu minimieren, dass sie für den Fahrer nicht spürbar sind, wird das Öffnen der Drosselklappe durch ein Ver- stellen der Nockenwelle in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine ausgeglichen.
Zu diesem Zweck wird beispielsweise im Teil- oder Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine die Nockenwelle, insbesondere die Einlassnockenwelle (n) , nach „Früh" verstellt, um ein Erhöhen des Drehmoments der Brennkraftmaschine durch das Entdrosseln zu verhindern. Um die Veränderung des Betriebszustands durch das Entdrosseln der Brennkraftmaschine noch besser verhindern zu können, wird der Umgebungsdruck bevorzugt nur in Betriebs- zuständen der Brennkraftmaschine bestimmt, die mit einem kleinen Ventilhub realisierbar sind. Ergänzend dazu wird die Nockenwelle zu einem „kleinen Ventilhub" verstellt, um den Ein- fluss der Entdrosselung auf den Betriebszustand zu minimieren.
Im Schubbetrieb wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Nockenwelle derart verstellt, dass keine Ventilüberschneidungen auftreten. Eine weitere Maßnahme besteht darin, die Nockenwelle zu „kleinem Ventilhub" zu verstellen, um eine Bremswirkung der Brennkraftmaschine trotz Öffnens der Drosselklappe annähernd konstant zu halten. Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Saugrohrmodell einer Brennkraftmaschine ohne Aufladung,
Fig. 2 ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens für eine Brennkraftmaschine im Teil- last- oder Volllastbetrieb,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte zur Bestimmung des Umgebungsdrucks bei einer Brennkraftmaschine im Teillast- oder Volllastbetrieb und
Fig. 4 ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens für eine Brennkraftmaschine im Schubbetrieb.
Fig. 1 zeigt das Saugrohrmodell einer Brennkraftmaschine ohne Lader. Die Luft mit dem Umgebungsdruck pamb strömt beim Ansaugen über den Luftfilter 10 durch den Luftmassenmesser 20 über die Drosselklappe 30 in den Saugrohrsammler 60. Zusätzlich kann durch ein Ventil 90 über die Abgasrückführung eine Luft- masse megr eingeleitet werden. Es ist ebenfalls möglich, durch die Tankleckdiagnosepumpe ein Kraftstoffluftgemisch mit der Masse mcps dem Saugrohrsammler zuzuführen.
Im Saugrohr wird beispielsweise mit einem kombinierten Druck- Temperatursensor der Saugrohrdruck pim und die Ansaugtemperatur Tim erfasst. Im Normalfall ist im Saugrohr der Brennkraftmaschine entweder ein Saugrohrdrucksensor 40 und/oder ein Luftmassensensor 20 verbaut.
Für den Fall einer geöffneten Drosselklappe 30 stellt sich als Saugrohrdruck pim ein Wert ein, der durch den Umgebungsdruck Pamb sowie durch den Druckabfall Paircieaner über den Luftfilter 10 und den Druckabfall pthr auf der gesamten Saugstrecke bis zum Saugrohrsammler 60 beschrieben werden kann. Nach Umstellung dieses Zusammenhangs ergibt sich der Umgebungsdruck pamb wie folgt:
Pamb = Pim + Paircleaner + Pthr •
Ist die Drosselklappe 30 der Brennkraftmaschine vollständig oder annähernd vollständig geöffnet, kann der Druckabfall pthr über die Drosselklappe 30 vernachlässigt werden. Der Druckabfall über den Luftfilter 10 ist als Funktion der einströmenden Luftmasse mkgh beschreibbar. Es ergibt sich daher der folgende funktionelle Zusammenhang für den Luftfilterdruck Paircleaner:
Paircleaner = f(ήlkgh) •
Aus den oben dargestellten Zusammenhängen der im Saugrohr bestimmbaren Drücke folgt, dass sich der Luftfilterdruck aus dem Massendurchsatz durch das Saugrohr ergibt und der Luftdruck pim im Saugrohrsammler mit Hilfe des Drucksensors 40 bestimmbar ist. Die Summe dieser beiden Drücke Paircleaner und pim liefert den Umgebungsdruck, sofern der Druckabfall an der Drosselklappe 30 vernachlässigbar ist.
Die obige vereinfachte Beschreibung für die Druckzusammenhänge im Saugrohr der Brennkraftmaschine kann für die Bestimmung des Umgebungsdrucks der Brennkraftmaschine in unterschiedlichen Betriebszuständen verwendet werden. Diese Betriebszustände werden in die zwei Gruppen Teillast- und Volllastbetrieb sowie Schubbetrieb der Brennkraftmaschine unterteilt. Im Teillastoder Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine ist beispielsweise die einströmende Luftmasse im Falle einer definierten Stellung des Ventiltriebs der Brennkraftmaschine ausreichend genau abschätzbar. Basierend auf dieser genauen Schätzung ist es nicht erforderlich, einen Luftmassenmesser im Saugrohr der Brennkraftmaschine zu installieren. Um nun für eine Brennkraftmaschine im Teillast- oder Volllastbetrieb den Umgebungsdruck Pamb zu ermitteln, wird das schematisch in den Fig. 2 und 3 dargestellte Verfahren angewandt. Vor Anwendung des Verfahrens muss zunächst überprüft werden, in welchem Betriebszustand sich die Brennkraftmaschine befindet. Weitere zu prüfende Randbedingungen der Brennkraftmaschine sind die Motordrehzahl und ein fehlerfrei funktionierendes Ventiltriebsystem und LuftzufuhrSystem.
Falls diese Randbedingungen bzw. Adaptionsbedingungen erfüllt sind, wird im nächsten Verfahrensschritt der Ventiltrieb über ein Verstellen der Nockenwelle in eine definierte Stellung gefahren. Dies ist bevorzugt die „Früh"-Nockenwellenverstellung, die die Ventile in eine Passivposition mit kleinem Ventilhub verstellt. Als nächster Schritt wird die Drosselklappe 30 an- nähernd vollständig geöffnet, sodass der Druckabfall über die Drosselklappe 30 vernachlässigbar klein ist. Auf diese Weise ist der Umgebungsdruck pamb unter Betrachtung des Saugrohrdrucks Pimb genau und einfach abschätzbar, da der Luftmassenstrom über den Luftfilter 10 bekannt ist. Das Entdrosseln der Brennkraft- maschine durch Öffnen der Drosselklappe wird mit Hilfe des Versteilens der Nockenwelle ausgeglichen, sodass der Fahrer des Kraftfahrzeugs keine Änderung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine durch die Entdrosselung spürt.
Sobald mit Hilfe des Drucksensors 40 der Saugrohrdruck erfasst worden ist, ermittelt eine weitere Auswertung den Umgebungsdruck pamb aus der Summe des Saugrohrdrucks pimb und dem Luftfilterdruck Paircieaner- Auf diese Weise stellt das obige Verfahren eine genaue Schätzung des Umgebungsdrucks pamb mit einer Messung durch den Saugrohrdrucksensor bereit. Es muss lediglich der Einfluss des Druckabfalls über den Luftfilter 10 berücksichtigt werden, der jedoch aufgrund des bekannten Luftmassendurchsatzes in Abhängigkeit von der Ventilstellung bekannt ist.
In Fig. 3 ist noch einmal der Adaptionsbereich mit den anzupassenden Stellgliedern des vorliegenden Verfahrens am Bei- spiel einer Brennkraftmaschine im Volllastbetrieb schematisch dargestellt. Im Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine muss nämlich bei kleinem Ventilhub ein bestimmter Differenzdruck zur Umgebung von beispielsweise 50 hPa eingestellt werden, um einen optimalen Betrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten. Daher wird zur Bestimmung des Umgebungsdrucks pamb die Drosselklappe 30 vollständig geöffnet, was durch die ansteigende Kurve mit der Bezeichnung Drosselklappenwinkel angedeutet ist. Dadurch ist im Adaptionsbereich, also im Bereich zur Bestimmung des Umgebungsdrucks pamb^ der Druckabfall pthr über die Drosselklappe 30 vernachlässigbar. Um das Drehmoment an der Kupplung der Brennkraftmaschine aufgrund der Entdrosselung konstant zu halten, wird die Nockenwellenposition nach „Früh" verstellt. Dies ist durch die Kurve mit der Bezeichnung Ein- lassnockenwellenwinkel dargestellt, die im Adaptionsbereich einen tiefer liegenden Abschnitt zeigt als der Rest der Kurve. Durch die vorgenommenen Verstellungen im Saugrohrbereich erfährt der Saugrohrdruck im Adaptionsbereich eine Steigerung, die schematisch durch die Kurve mit der Bezeichnung Saugrohr- druck dargestellt ist. Die verbleibende Differenz zwischen Saugrohrdruck und Umgebungsdruck (siehe gestrichelte Linie) innerhalb des Adaptionsbereichs repräsentiert den Druckabfall über den Luftfilter, der jedoch aus dem Luftdurchsatz durch das Saugrohr ableitbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren zur Bestimmung des Umgebungsdrucks über den Saugrohrdrucksensor 40 auch auf Brennkraftmaschinen im Schubbetrieb anwendbar. Schubbetrieb bedeutet in diesem Zusam- menhang, dass die Brennkraftmaschine vollständig gedrosselt, also die Drosselklappe 30 vollständig geschlossen ist. Eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte zeigt Fig. 4.
In einem ersten Schritt wird überprüft, ob die Randbedingungen des vorliegenden Verfahrens erfüllt sind. Diese sind in gleicher Weise wie in der obigen Beschreibung die Feststellung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine, die Ermittlung der Motordrehzahl, das Vorliegen eines fehlerfreien Systems im Hinblick auf Ventiltrieb und Luftzufuhrsystem, um nur einige Beispiele zu nennen. Falls diese Randbedingen bzw. Adaptionsbedingungen erfüllt sind, wird unter Anwendung des oben darge- stellten Druckzusammenhangs im Saugrohrmodell das Verfahren weitergeführt .
Da sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb befindet, muss die Drosselklappe 30 soweit geöffnet werden, dass der Druckab- fall über die Drosselklappe 30 vernachlässigbar klein ist. Die Entdrosselung der Brennkraftmaschine darf jedoch die Bremswirkung der Brennkraftmaschine nicht derart verändern, dass der Fahrer bzw. Nutzer der Brennkraftmaschine das im Hintergrund laufende Messverfahren zur Bestimmung des Umgebungsdrucks spürt. Zum Ausgleich der Entdrosselung der Brennkraftmaschine wird daher die Nockenwelle in eine vorher definierte Stellung gebracht, beispielsweise in die Endlage bei kleinem Nockenhub, sodass bei geöffneter Drosselklappe ausreichend Motorbremswirkung vorhanden ist.
Der Ventiltrieb wird durch das Verstellen der Nockenwelle in eine Passivposition gefahren, sodass eine Ventilhubumschaltung auf kleinen Hub erfolgt. Da sich nun die Entdrosselung der Brennkraftmaschine und die Verstellung der Nockenwelle gegen- seitig ausgleichen, kann nach Feststellen stabiler Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine der Wert pim des Saugrohrdrucks innerhalb des Saugrohrsammlers 60 erfasst werden. Der auf diese Weise gemessene Saugrohrdruck pim wird nach obiger Gleichung unter Berücksichtigung des Druckabfalls über den Luftfilter 10 in den Umgebungsdruck pamb überführt.
Mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens ist eine genaue Schätzung des Umgebungsdrucks pamb aufgrund der Möglichkeit einer Messung durch den Saugrohrdrucksensor 40 möglich. In die- sem Zusammenhang muss lediglich der Einfluss des Druckabfalls über den Luftfilter 10 berücksichtigt werden. Zudem zeichnet sich das obige Verfahren durch eine schnelle Erfassung des Drucks aus, da ein zeitaufwändiges Schätzverfahren über die Inkrementierung des Umgebungsdrucks entfällt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erfassen des Umgebungsdrucks (pamb) durch einen Drucksensor im Saugrohr einer Brennkraftmaschine, das die folgenden Schritte aufweist:
a. Bestimmen eines Luftfilterdrucks (Paircieaner) an einem Luftfilter der Brennkraftmaschine als Funktion (f(πιkh)) einer durch den Luftfilter einströmenden Luft- masse (mkgh) ,
b. Öffnen einer Drosselklappe der Brennkraftmaschine bis ein Druckabfall (pthrottie) über die Drosselklappe vernachlässigbar ist,
c. Verstellen der Nockenwelle in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine derart, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine trotz des Öffnens der Drosselklappe annähernd konstant bleibt, und
d. Erfassen eines Saugrohrdrucks (pim) durch den Drucksensor im Saugrohr und Bestimmen des Umgebungsdrucks aus der Summe des Luftfilterdrucks (Paircieaner) und des Saugrohrdrucks (pim) .
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 mit dem weiteren Schritt:
Verstellen der Nockenwelle der Brennkraftmaschine, insbesondere einer Einlassnockenwelle, nach „Früh", wenn sich die Brennkraftmaschine im Teil- oder Volllastbetrieb befindet, um ein Erhöhen eines Drehmoments der Brennkraftmaschine durch das Öffnen der Drosselklappe zu verhindern.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 mit den weiteren Schritten: Auswählen eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine im Teil- oder Volllastbetrieb, der mit einem kleinen Ventilhub realisierbar ist, und
Verstellen der Nockenwelle zu „kleiner Ventilhub", um den Betriebszustand der Brennkraftmaschine annähernd konstant zu halten.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 mit dem weiteren Schritt:
Verstellen der Nockenwelle im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine derart, dass keine Ventilüberschneidungen auftreten, um eine Bremswirkung der Brennkraftmaschine trotz Öffnens der Drosselklappe annähernd konstant zu halten.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 4 mit dem weiteren Schritt:
Verstellen der Nockenwelle zu „kleiner Ventilhub", wenn sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb befindet, um eine Bremswirkung der Brennkraftmaschine trotz Öffnens der Drosselklappe annähernd konstant zu halten.
PCT/EP2006/064756 2005-09-26 2006-07-27 Verfahren zum erfassen des umgebungsdrucks in einer brennkraftmaschine WO2007036377A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06778035A EP1797304A2 (de) 2005-09-26 2006-07-27 Verfahren zum erfassen des umgebungsdrucks in einer brennkraftmaschiene
KR1020077012192A KR101278905B1 (ko) 2005-09-26 2006-07-27 내연 기관 내의 주위기압 검출 방법
US11/792,045 US7628061B2 (en) 2005-09-26 2006-07-27 Method for detecting the ambient pressure in an internal combustion engine
JP2007543869A JP2008522095A (ja) 2005-09-26 2006-07-27 内燃機関における周囲圧力を検出するための方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005045857A DE102005045857B3 (de) 2005-09-26 2005-09-26 Verfahren zum Bestimmen des Umgebungsdrucks in einer Brennkraftmaschine
DE102005045857.2 2005-09-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007036377A1 true WO2007036377A1 (de) 2007-04-05

Family

ID=37012041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/064756 WO2007036377A1 (de) 2005-09-26 2006-07-27 Verfahren zum erfassen des umgebungsdrucks in einer brennkraftmaschine

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7628061B2 (de)
EP (1) EP1797304A2 (de)
JP (1) JP2008522095A (de)
KR (1) KR101278905B1 (de)
DE (1) DE102005045857B3 (de)
WO (1) WO2007036377A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006033460B3 (de) * 2006-07-19 2007-10-31 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Umgebungsdrucks mit Hilfe eines Ladedrucksensors bei einem Turbomotor
US7647823B2 (en) * 2008-05-12 2010-01-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Sensor for an engine manifold with shielded sensing component
DE102008025549B4 (de) * 2008-05-28 2010-07-01 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102010015646A1 (de) * 2010-04-20 2011-07-21 Continental Automotive GmbH, 30165 Verfahren und Steuervorrichtung zum Ermitteln des Umgebungsdrucks eines Kraftfahrzeugs
JP2013189964A (ja) * 2012-03-15 2013-09-26 Hitachi Automotive Systems Ltd エンジンの制御装置
CN103149032B (zh) * 2013-01-31 2015-06-10 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司 一种发动机排气压强和流量动态检测方法
FR3089257B1 (fr) * 2018-12-04 2022-01-07 Continental Automotive France Procédé de commande d’un moteur à combustion interne à apprentissage de la pression atmosphérique

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19964193A1 (de) * 1999-08-17 2001-04-12 Siemens Ag Luftmassenmesser zum Bestimmen des Umgebungsdruckes bei einer Brennkraftmaschine
DE10039953C1 (de) * 2000-08-16 2002-04-11 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
US6430515B1 (en) * 1999-09-20 2002-08-06 Daimlerchrysler Corporation Method of determining barometric pressure for use in an internal combustion engine
US6502545B1 (en) * 1999-11-10 2003-01-07 Daimlerchrysler Ag Method and apparatus for adjusting an internal combustion engine with variable valve timing

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3914784B4 (de) * 1989-05-05 2006-05-11 Siemens Ag Vefahren und Anordnung zur Erfassung des Umgebungsluftdrucks bei Brennkraftmaschinen
JP3449813B2 (ja) * 1995-01-06 2003-09-22 株式会社日立ユニシアオートモティブ 内燃機関における大気圧推定装置
EP1015748B1 (de) * 1997-09-17 2002-04-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer gasfüllung eines verbrennungsmotors
JP3535737B2 (ja) * 1998-04-30 2004-06-07 株式会社日立ユニシアオートモティブ 内燃機関の大気圧検出装置
JP3788290B2 (ja) * 2001-08-22 2006-06-21 国産電機株式会社 内燃機関制御用大気圧検出方法及び装置
TW559640B (en) * 2001-10-31 2003-11-01 Yamaha Motor Co Ltd Device and method for detection of atmospheric pressure of engine
US6698203B2 (en) * 2002-03-19 2004-03-02 Cummins, Inc. System for estimating absolute boost pressure in a turbocharged internal combustion engine
DE10230834A1 (de) * 2002-07-09 2004-01-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
FR2853012B1 (fr) * 2003-03-26 2006-06-16 Siemens Vdo Automotive Mesure de la pression ambiante dans un moteur turbocompresse
US6850833B1 (en) * 2003-11-03 2005-02-01 Cummins, Inc. System for diagnosing delta pressure sensor operation
DE102004038338B3 (de) * 2004-08-06 2006-04-06 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19964193A1 (de) * 1999-08-17 2001-04-12 Siemens Ag Luftmassenmesser zum Bestimmen des Umgebungsdruckes bei einer Brennkraftmaschine
US6430515B1 (en) * 1999-09-20 2002-08-06 Daimlerchrysler Corporation Method of determining barometric pressure for use in an internal combustion engine
US6502545B1 (en) * 1999-11-10 2003-01-07 Daimlerchrysler Ag Method and apparatus for adjusting an internal combustion engine with variable valve timing
DE10039953C1 (de) * 2000-08-16 2002-04-11 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005045857B3 (de) 2006-11-23
US20080202224A1 (en) 2008-08-28
US7628061B2 (en) 2009-12-08
KR101278905B1 (ko) 2013-06-26
KR20080060194A (ko) 2008-07-01
EP1797304A2 (de) 2007-06-20
JP2008522095A (ja) 2008-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10362028B4 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Frischgasmenge
DE10300592B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007035314B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007009689B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
WO2007036377A1 (de) Verfahren zum erfassen des umgebungsdrucks in einer brennkraftmaschine
DE10043693A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und entsprechende Vorrichtung
DE102004041708B4 (de) Verfahren zur modellbasierten Bestimmung der während einer Ansaugphase in die Zylinderbrennkammer einer Brennkraftmaschine einströmenden Frischluftmasse
DE102016219781A1 (de) Verfahren und Steuergerät zum Abgleich und zur Diagnose eines Abgasrückführmassenstrommessers
EP1264227A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ermitteln eines massenstromes über ein steuerventil und zum ermitteln eines modellierten saugrohrdrucks
DE102004052429A1 (de) Einspritzsteuergerät für eine Kraftmaschine
DE102005022691A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE4216044C2 (de) Abgasrückführungs-Diagnosesystem an einem Verbrennungsmotor
EP2447516B1 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Drucks am Ausgang einer Abgasanlage
DE102004038733A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102009055120B4 (de) Verfahren zum Überprüfen einer Funktion eines Aktuators bzw. eines Sensors, Verfahren zum Kalibrieren eines Aktuators bzw. eines Sensors sowie entsprechende Vorrichtung
WO2011117108A1 (de) Verfahren zum prüfen der funktionalität eines abgasrückführventils einer brennkraftmaschine
DE102007035312A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiebn einer Brennkraftmaschine
EP1609970B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007021469A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE10335399B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit mit einem Verbrennungsmotor
EP0719383B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum berechnen des durch ein ventil an einem verbrennungsmotor strömenden gasvolumens
DE10116932A1 (de) Verfahren zum Bestimmen des Luftmassenstroms vom Saugrohr in den Zylinder einer Brennkraftmaschine
DE69604853T2 (de) Verfahren zur Selbstkorrektor von physikalischen Parametern für ein dynamisches System, wie zum Beispiel eine Brennkraftmaschine
DE102005012946A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102017219175A1 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Zylinderfüllung einer Brennkraftmaschine mit einer variablen Ventilhubeinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006778035

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020077012192

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007543869

Country of ref document: JP

Ref document number: 11792045

Country of ref document: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006778035

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务，不要输入任何密码和下载