Elektronischer Drehzahlregler für eine luftverdichtende Brennkraftmaschine

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen elektronischen Drehzahlregler für eine luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einem zahlreiche Betriebswerte erfassenden elektronischen Steuer­gerät, welches aus diesen Betriebswerten auch unter Be­rücksichtigung von abgespeicherten Grenzwerten einen Regel­weg bildet, wobei Rauchgrenzkurven höhenabhängig in An­passung an konstante Rauchemissionen kraftstoffmassen­korrigierend verschiebbar sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Drehzahl­regler für eine luftverdichtende Brennkraftmaschine, gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

[0002] Mit der elektronischen Dieselregelung (s. Automobil-Industrie 5/86 "Elektronische Dieselregelung", S. 653 ff.) ist eine prä­zise Vorgabe der Kraftstoffeinspritzmenge für jede vom Fahrer geforderte Fahrleistung unter Berücksichtigung von Umweltkri­terien und Kriterien für zulässige Betriebsbereiche der Brenn­kraftmaschine erreicht. Im System melden Systemsensoren den Regelstangenweg, die Einspritzpumpendrehzahl, die Stellung des Fahrpedals, die Ladeluft- und Kraftstofftemperatur sowie den Ladedruck an ein elektronisches Steuergerät. Die aus diesen Signalen gebildete Korrekturgröße dient als Maß für die Fest­legung der zulässigen Einspritzmassen, welche im Datenmodul gespeichert sind.

[0003] Je nach Drehzahl der Brennkraftmaschine und Korrekturgröbe ist entweder die Abgastemperatur, die Schwärzungszahl (Rauch) oder der Spitzendruck die begrenzende Größe. Im Vollastmengenkenn­feld (Bild 13 der genannten Druckschrift) sind die begrenzenden Flächen, wie Rauchgrenze, entsprechend gekennzeichnet. Durch die genaue Einhaltung der vorgegebenen Rauchgrenzkurven sind die Rauchemissionen gegenüber denjenigen bei üblichen Ausführungen ohne rauchbegrenzende Maßnahmen verringert. Durch die Limitierung der Rauchgrenze ergeben sich jedoch im Höhenbetrieb nicht die erwünschten Fahrleistungen.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen am elektronischen Drehzahlregler zu treffen, durch die die Lei­stungsfähigkeit der Brennkraftmaschine auch in der Höhe best­möglich ausgenutzt werden kann.

[0005] Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichnen des Patent­anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

[0006] Dadurch, daß die Rauchgrenzkurve in Abhängigkeit vom Betrieb in der Höhe angehoben wird, ohne in den Bereich der unzulässigen Rauchemission vorzudringen, ist für den jeweils vorhandenen Betriebszustand die optimale Ausnutzung der Leistungsfähigkeit der Brennkraftmaschine erreichbar. Es wird also die sich mit dem elektronischen System im Höhenbetrieb sonst üblicherweise verringernde Schwärzungszahl an zulässige Werte angepaßt. Die niedriger ausfallende Schwärzungszahl bzw. die sichtbare Schwärzung im Höhenbetrieb bezogen auf den gleichen Luftüber­schuß für die Verbrennung beruht auf der Tatsache, daß für die Sichtbarkeit der Schwärzung meßtechnisch dasselbe Abgasvolumen erfaßt und bezüglich der Partikel ausgewertet wird. Bezogen auf das ausgewertete Volumen ist deshalb die geprüfte Abgasmasse bzw. deren Partikelinhalt aufgrund der bei zunehmender Höhe geringeren Luftdichte kleiner als in Meereshöhe, für welche die Zuordnung der Kraftstoff- und Luftmasse für gleichen Rauch bei der bekannten, eingangs genannten elektronischen Regelung be­zogen ist.

[0007] In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen angegeben.

[0008] Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert:

[0009] Beim elektronischen Drehzahlregler für luftverdichtende selbstzündende Brennkraftmaschinen wird die eingespritzte Kraftstoffmasse in Abhängigkeit von der jeweiligen Luftmasse drehzahlspezifisch vorgegeben. Der Einsatz der Elektronik für die Regelung derartiger Brennkraftmaschinen sowie die Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme, die Rauchgrenzkurve höhenab­hängig in Anpassung an eine konstante Rauchemission kraftstoffmassenkorrigierend zu verändern, und zwar durch den Anbau einer barometrischen Höhendose, wirkt sich hinsichtlich des Kraftstoffverbrauches und der Leistung optimal aus. Die Höhendose ist Signalgeber, dessen Signale vom elektronischen Steuergerät erfaßt und für die Verschiebung der Rauchgrenzkurve aufbereitet werden.

[0010] Da die sichtbare Schwarzung (sichtbarer Rußpartikelinhalt) in Meereshöhe z.B. die Rauchziffer von 3,0 hat, diese sichtbare Schwärzung jedoch aufgrund der mit zunehmender Höhe geringeren Luftdichte bei gleichem Abgasvolumen abnimmt und bei ca. 2000 m über der Meereshöhe eine Schwärzungszahl von ca. 2,5 aufweist, kann die Rauchgrenze höhenabhängig immer so verschoben werden, daß sich eine und dieselbe Schwärzungszahl von ca. 3,0 ergibt, d.h., daß z.B. in dem gezeigten Diagramm die Rauchgrenzkurve in Abhängigkeit von Kraftstoff- und Luftmasse von einer zulässigen Schwärzungszahl = SZ auf eine zulässige Schwärzungszahl =SZ_zul. bei einer bestimmten Höhenzunahme angehoben wird.

[0011] Für die Ermittlung der in der Brennkraftmaschine befindlichen Luftmasse kann der ohnehin vorhandene Absolutdruckmesser ver­wendet werden, um den Barometerstand für die Verschiebung der Rauchgrenzkurve zu bestimmen. Hierzu kann die Speicherung des Druckverlaufes über einen längeren Zeitraum, z.B. 10 bis 15 Minuten, vorgesehen sein, in dem immer wieder durch die im Fahrbetrieb nicht vermeidbare Gaswegnahme infolge von Gang­wechseln oder anderen Gegebenheiten der absolute Umgebungsdruck erfaßt wird. Durch eine Minimalwertauslesung kann der im Zeit­raum von ca. 15 Minuten jeweils kleinste vorhandene gewesene Druck als Maß für die Verschiebung der Rauchgrenzkurve verwen­det werden.

Ansprüche

1. Elektronischer Drehzahlregler für eine luftverdichtende Brennkraftmaschine, mit Sensoren für die Erfassung der Be­triebswerte wie Ladelufttemperatur, Ladeluftdruck, Drehzahl, Fahrgeschwindigkeit, mit einem Absolutdruckmesser sowie mit einem die Betriebswerte erfassenden elektronischen Steuergerät, welches aus den Betriebswerten und unter Berücksichtigung von abgespeicherten Grenzwerten, wie Rauchgrenzkurven, einen Re­gelweg bildet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rauchgrenzkurven bei sinkendem Atmosphärendruck in An­passung an eine konstante Rauchemission kraftstoffmassenkorrigierend zu höheren Werten verschoben wer­den.

2. Drehzahlregler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Signalgeber für die Korrektur der Rauchgrenzkurven eine barometrische Höhendose vorgesehen ist.

3. Drehzahlregler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der für die Bestimmung der Luftmasse vorhandene Absolut­druckmesser mit zur Ermittlung des Druckverlaufes herangezogen, dieser über einen definierten Zeitraum gespeichert wird, und durch Minimalwertauswahl über diesen Zeitraum der jeweils kleinste Druck als Maß für die Verschiebung der Rauchgrenzkur­ven verwendet wird.

Zeichnung