ITMI20001906A1

ITMI20001906A1 - Procedimento per determinare la coppia applicata da un motore endotermico

Info

Publication number: ITMI20001906A1
Application number: IT2000MI001906A
Authority: IT
Inventors: Winfried Langer
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2002-02-25
Also published as: ITMI20001906A0; DE19941171B4; FR2797951A1; IT1318781B1; FR2797951B1; GB2355804A; GB0021099D0; US6401527B1; GB2355804B; DE19941171A1

Description

STATO DELLA TECNICA

La presente invenzione riguarda un procedimento per determinare la coppia effettiva, applicata da un motore endotermico mediante valutazione dell'andamento del numero di giri dell'albero a gomiti del motore endotermico.

Per rilevare la posizione di un albero a gomiti di un motore endotermico è noto il fatto di prevedere sull'albero un disco trasduttore oppure una ruota trasduttrice con marcaggi, che vengono esplorati per mezzo di un rilevatore fisso. La ruota trasduttrice ad esempio è eseguita come una ruota dentata trasduttrice con denti fungenti da marcaggi sul contorno della ruota- trasduttrice. Il rilevatore è eseguito ad esempio come un rilevatore induttivo, in cui con una rotazione dell'albero a gomiti e della ruota dentata trasduttrice dai denti che sì muovono davanti vengono indotti impulsi di tensione. Vengono misurate le distanze temporali degli impulsi di tensione rispettivamente dei denti della ruota dentata trasduttrice, i cosiddetti tempi dei denti. Dai tempi misurati dei denti viene quindi determinato l'andamento del numero di giri dall'albero a gomiti.

In una successiva fase di valutazione dall'andamento del numero di giri viene determinato l'andamento della coppia effettiva applicata dal motore endotermico.

La coppia effettiva del motore endotermico viene trasmessa ad una unità di comando centrale del motore endotermico per ottimizzare la caratteristica di potenza, il comportamento di rumore ed il comportamento dei gas di scarico del motore endotermico. In motori endotermici convenzionali con una iniezione nel condotto di aspirazione per determinare la coppia effettiva, applicata dal motore endotermico, viene misurata la carica d'aria dei cilindri del motore endotermico. Tuttavia la coppia effettiva può essere determinata soltanto per convenzionali motori endotermici, funzionanti con Lambda = 1 (miscela aria-combustibile nel rapporto 1:1), dalla carica d'aria dei cilindri. In motori endotermici di più recente modalità costruttiva, specialmente in cosiddetti motori magri e motori a carica stratificata (motori endotermici ad iniezione diretta; motori a benzina o motori diesel) che vengono fatti funzionare fino a Lambda = 10 (miscela ariacombustibile nel rapporto 10:1), rimane costante la carica d'aria dei cilindri, e viene variata unicamente la quantità dei combustibili iniettata nei cilindri.

Pertanto per motori endotermici di più recente modalità costruttiva la coppia effettiva del motore endotermico non può essere determinata dalla carica d'aria dei cilindri. Per questo motivo la coppia effettiva viene determinata ad esempio dal numero di giri dell'albero a gomiti del motore endotermico.

La presente invenzione si pone il compito di eseguire e sviluppare ulteriormente un procedimento del genere menzionato all'inizio, in modo che esso opera semplicemente e rapidamente e richiede in particolare poca potenza di calcolo.

Come prima soluzione di questo compito l'invenzione partendo dal procedimento del genere menzionato all'inizio propone che

- dall'andamento del numero di giri in una corsa di lavoro di un cilindro del motore endotermico viene determinato il numero di giri medio,

si determina una prima superficie fra l'andamento del numero di giri nella prima metà della corsa di lavoro e del numero di giri medio,

si determina una seconda superficie fra l'andamento del numero di giri nella seconda metà della corsa di lavoro ed il numero di giri medio,

- dalla differenza della prima superfìcie e della seconda superficie oppure dal rapporto fra la prima superficie e la seconda superficie si determina una misura per la coppia effettiva, e dalla misura per la coppia effettiva si determina la coppia effettiva applicata dal motore endotermico.

Per il procedimento secondo 1'invenzione sì impiega preferibilmente un trasduttore induttivo del numero di giri. Il trasduttore del numero di giri presenta in primo luogo una ruota dentata trasduttrice, associata all'albero a gomiti del motore endotermico, e in secondo luogo un rilevatore induttivo fisso. Con la rotazione dell'albero a gomiti e della ruota dentata trasduttrice vengono indotti nel rilevatore impulsi di tensione dai denti passanti anteriormente. Si misurano le distanze temporali fra gli impulsi di tensione rispettivamente i denti della ruota dentata trasduttrice, i cosiddetti tempi dei denti. Dai tempi dei denti e dal numero complessivo dei denti della ruota dentata trasduttrice è possibile determinare l'andamento del numero di giri dell'albero a gomiti. L'andamento del numero di giri viene riportato in funzione dei denti della ruota dentata trasduttrice.

Per il procedimento secondo l'invenzione si determina la disuniformità di rotazione dell'albero a gomiti dalle superfici fra l'andamento del numero di giri ed il numero di giri medio e questa viene utilizzata per determinare la coppia effettiva applicata dal motore endotermico. Di conseguenza in maniera semplice e senza grande dispendio di calcolo è possibile determinare una misura per la coppia effettiva, che può essere quindi convertita nella coppia effettiva applicata dal motore endotermico. Dalla superficie fra l'andamento del numero di giri ed il numero di giri medio è possibile determinare con alta precisione la coppia effettiva.

Durante una rotazione doppia dell'albero a gomiti ognuno dei cilindri del motore endotermico esegue una corsa di lavoro. Pertanto si ottiene il numero dei denti della ruota trasduttrice dentata, comprendente una corsa di lavoro di un cilindro, dal quoziente fra il numero di denti doppio della ruota dentata trasduttrice e il numero dei cilindri del motore endotermico. Utilizzando una ruota dentata 60-2, che sul suo contorno presenta 60 denti, laddove due denti sono soltanto immaginari, ossia in effetti non sono realizzati e formano uno spazio interdentale, per un motore endotermico da 12 cilindri si ottiene pertanto che la corsa di lavoro di un cilindro comprende dieci denti (2 * 60 denti/ 12 cilindri = 10). ;Come grandezza caratteristica per il procedimento secondo 1'invenzione si utilizza la differenza rispettivamente il rapporto fra la prima e la seconda superficie nella prima rispettivamente nella seconda metà della corsa di lavoro. Nell'esempio summenzionato la prima metà della corsa di lavoro pertanto corrisponde a cinque denti della ruota dentata trasduttrice e la seconda metà della corsa di lavoro corrisponde ai successivi cinque denti. Partendo dal primo dente della ruota dentata trasduttrice la prima metà della corsa di lavoro pertanto comprende i denti 1 fino a 5 e la seconda metà della corsa di lavoro comprende i denti 6 fino a 10. La corsa di lavoro partendo da un numero a piacere della ruota dentata trasduttrice può comprendere dieci denti a piacere. La prima superficie e la seconda superficie nell'ambito dei cinque denti della ruota trasduttrice dentata possono comprendere un intervallo a piacere. Tuttavia è importante che per la determinazione della misura della coppia effettiva per tutte le corse di lavoro si utilizzano gli stessi intervalli per la prima e per la seconda superficie. ;Conformemente ad una forma di realizzazione preferita dalla presenta invenzione viene proposto che la prima superficie comprende l'intera superficie fra l'andamento del numero di giri nella prima metà della corsa di lavoro e il numero di giri medio. La prima superficie pertanto viene determinata nell'intero intervallo della mezza corsa di lavoro. Nell'esempio summenzionato l'intervallo, in cui viene determinata la prima superficie, comprende tutti e cinque i denti della prima metà della corsa di lavoro. ;Conformemente ad un'altra forma di realizzazione preferita della presente invenzione viene proposto che la prima superficie comprenda la superficie fra l'andamento del numero di giri nella prima metà della corsa di lavoro e il numero di giri medio all'interno di un intervallo. L'intervallo può presentare una grandezza a piacere nell'ambito della rispettiva metà della corsa di lavoro. ;Parimenti conformemente ad un'ulteriore forma di realizzazione preferita della presente invenzione viene proposto che la seconda superficie comprenda l'intera superficie fra l'andamento del numero di giri nella seconda metà della corsa di lavoro e il numero di giri medio. ;Ugualmente e conformemente ad un'altra forma di realizzazione preferita della presente invenzione viene proposto che la seconda superficie comprenda la superficie fra l'andamento del numero di giri nella seconda metà della corsa di lavoro e il numero di giri medio nell'ambito di un intervallo . ;Come ulteriore soluzione del compito alla base della presente invenzione viene proposto che ;- si determini un primo estremo del numero di giri massimo in una corsa di lavoro di un cilindro del motore endotermico, ;- si determini un secondo estremo del numero di giri minimo nella corsa di lavoro, ;- dalla differenza fra il primo estremo e il secondo estremo oppure dal rapporto fra il primo estremo e il secondo estremo si determini una misura per la coppia effettiva , e ;dalla misura per la coppia effettiva si determini la coppia effettiva applicata dal motore endotermico. ;Viene infine proposto come un'ulteriore soluzione del compito alla base della presente invenzione, il fatto che ;- dall'andamento del numero di giri in una corsa di lavoro di un cilindro del motore endotermico venga determinato il numero di giri medio, ;- venga determinato un primo estremo del numero di giri massimo nella corsa di lavoro, ;- venga determinato un secondo estremo del numero di giri minimo nella corsa di lavoro, ;- dalla differenza di uno degli estremi e del numero di giri medio oppure dalla differenza di uno degli estremi e il numero di giri medio, venga determinata una misura per la coppia effettiva, e ;dalla misura della coppia effettiva venga determinata la coppia effettiva applicata dal motore endotermico. ;Conformemente a queste due soluzioni del compito per la determinazione della coppia effettiva di un motore endotermico non si utilizzano superfici dell'andamento del numero di giri ma estremi dell'andamento del numero di giri in una corsa di lavoro. Gli estremi dell'andamento del numero di giri in maniera semplice consentono una rapida e precisa determinazione della coppia effettiva. ;Conformemente ad un'ulteriore forma di realizzazione preferita della presente invenzione viene proposto che prima della valutazione del numero di giri venga corretto l'andamento del numero di giri relativamente a note grandezze influenzatrici, specialmente relativamente alle masse oscillanti. ;Conformemente ad un ulteriore vantaggioso sviluppo della presente invenzione viene proposto che la coppia effettiva, applicata dal motore endotermico, venga determinata dal prodotto della misura per la coppia effettiva e una caratteristica dipendente dal numero di giri, sommato con un valore Offset dipendente dal numero di giri. La coppia effettiva risulta pertanto dall'equazione: ;;; ;; in cui M_ist è la coppia effettiva, A è la misura per la coppia effettiva e k_p(n) è una caratteristica dipendente dal numero di giri. ;Vantaggiosamente la caratteristica dipendente dal numero dì giri viene determinata prima della determinazione propriamente detta della coppia effettiva, applicata dal motore endotermico, dal quoziente di una determinata coppia effettiva, effettivamente fornita dal motore endotermico, e della misura determinata per la coppia effettiva per differenti numeri di giri con un motore endotermico presentante tolleranze il più possibile modeste. Mediante soluzione di un sistema di equazioni lineari attraverso due punti di misurazione per ogni numero di giri si ottiene pertanto la caratteristica dipendente dal numero di giri dall'equazione ;;; ;; in cui k_p(n) è la caratteristica dipendente dal numero di giri, M è la coppia effettiva fornita effettivamente dal motore endotermico ed A è la misura determinata per la coppia effettiva applicata dal motore endotermico. Pertanto un motore endotermico effettivamente oppure come simulazione viene fatto funzionare per differenti numeri di giri. La coppia effettiva fornita realmente dal motore endotermico viene misurata e divisa per la misura determinata per la coppia effettiva. Come risultato di questa divisione si ottiene la caratteristica che dipende dal numero di giri, per il quale viene momentaneamente fatto funzionare il motore endotermico. La caratteristica dipendente dal numero di giri, prima dell'attuazione del procedimento per la determinazione della coppia effettiva, applicata dal motore endotermico, viene attuata e memorizzata in maniera adeguata. Durante la determinazione della coppia effettiva quindi è possibile accedere alla caratteristica memorizzata. La determinazione della caratteristica dipendente dal numero di giri dovrà aver luogo per ogni tipo di motore endotermico. La caratteristica determinata quindi può essere impiegata per tutti i motori endotermici di questa serie tipologica . ;E' pensabile il fatto di ricavare la caratteristica dipendente dal numero di giri ed il valore Offset dipendente dal numero di giri mediante simulazione. Preferibilmente tuttavia la caratteristica dipendente dal numero di giri e, oppure il valore Offset dipendente dal numero di giri vengono determinati empiricamente su un banco di prova del motore. Su un banco di prova del motore è possibile produrre in primo luogo risultati di misurazione realistici e vicini alle condizioni pratiche, in cui sono presi in considerazione anche quei fattori che non affluiscono usualmente in una simulazione. D'altro canto su un banco di prova del motore è possibile ridurre i fattori di disturbo agenti su un motore endotermico, specialmente tolleranze, rispettivamente compensarne l'effetto sui risultati di misurazione. ;Conformemente ad un altro ulteriore sviluppo della presente invenzione anche le tolleranze del motore endotermico affluiscono nella determinazione della coppia effettiva applicata dal motore endotermico. Viene proposto che la coppia effettiva, applicata dal motore endotermico, venga determinata dalla somma della misura per la coppia effettiva e di un valore di compensazione dipendente dalle tolleranze, divisa per il numero di giri, moltiplicato per la caratteristica dipendente dal numero di giri e infine sommando il valore Offset dipendente dal numero di giri. La copia effettiva risulta pertanto dalla equazione : ;;; ;; in cui M_ist è la coppia effettiva, A è la misura per la coppia effettiva, ;k_p(n) è la caratteristica dipendente dal numero di giri, Y_T è il valore di compensazione dipendente dalle tolleranze e n è il nuemro di giri dell7,albero a gomiti. ;Il valore di compensazione dipendente dalle tolleranze viene determinato vantaggiosamente dalla differenza, filtrata passo-basso, di coppia effettiva e coppia prescritta moltiplicato per il numero di giri e diviso per la caratteristica dipendente dal numero di giri. Il valore di compensazione dipendente dalle tolleranze risulta pertanto dall'equazione: ;;; ; in cui M_ist è la coppia effettiva, M_soll è la coppia prescritta, n è il numero di giri dell'albero a gomiti e k_p(n) è la caratteristica dipendente dal numero di giri. Per la coppia effettiva questa può essere ricavata o dall'equazione (1) oppure dall'equazione (3) oppure si può impiegare una coppia effettiva corretta conformemente all'equazione (5). Il valore di compensazione dipendente dalle tolleranze dovrà essere determinato per ogni singolo motore endotermico. Ciò può avvenire o una volta dopo la produzione del motore endotermico (predisposizione del comando del motore endotermico) oppure prima di mettere ogni volta in funzione il motore endotermico (calibratura del comando del motore endotermico) oppure in occasione di una ispezione del motore endotermico in un punto di esercizio definito. ;Conformemente ad una forma di realizzazione preferita della presente invenzione viene proposto che il valore di compensazione dipendente dalle tolleranze venga determinato durante il funzionamento del motore endotermico. Di conseguenza il comando del motore endotermico può essere adattato continuamente anche ad un segnale di entrata variabile lentamente, ossia alla misura per la coppia effettiva e il segnale di uscita, ossia la coppia effettiva M_ist, applicata dal motore endotermico, può essere corrispondentemente corretto. ;Il valore di compensazione dipendente dalle tolleranze in determinati intervalli di esercizio viene adattato con una grande costante di tempo. Δ tale scopo il valore di compensazione viene filtrato passo-basso. In seguito alla grande costante di tempo veloci variazioni del segnale di entrata non affluiscono o affluiscono soltanto in misura assai modesta nel calcolo del valore di compensazione. Specialmente le lente variazioni del segnale di entrata affluiscono nel calcolo del valore di compensazione. Tali lente variazioni del segnale di entrata hanno la loro causa ad esempio in tolleranze del motore endotermico, in fenomeni di invecchiamento (minore compressione, minore attrito) oppure in deformazioni termiche del motore endotermico. ;Vantaggiosamente il valore di compensazione dipendente da tolleranze viene determinato per un alto numero di giri. Per alti numeri di giri, che sono situati nella gamma superiore del numero di giri del motore endotermico è possibile correggere particolarmente bene le tolleranze dei denti (ad esempio dimensioni dei denti, pendenze dei fianchi dei denti) della ruota dentata trasduttrice fissata sull'albero a gomiti. Poiché sono assai modesti i tempi della variazione del segnale di entrata in seguito a tolleranze dei denti per alti numeri di giri, a causa della filtrazione passo-basso essi non hanno influenza rispettivamente hanno soltanto un'influenza assai modesta sul valore di compensazione dipendente dalle tolleranze. ;La caratteristica dipendente del numero di giri è stata determinata per una determinata carica di gas in un cilindro. Per determinare la coppia effettiva per motori magri la caratteristica dipendente dal numero dì giri viene corretta preferibilmente sulla carica di gas — 0. A tale scopo conformemente ad un'ulteriore forma di realizzazione preferita della presente invenzione viene proposto che la caratteristica dipendente dal numero di giri ed il valore Offset dipendente dal numero di giri vengano determinati con strozzatura costante del motore endotermico e che la coppia effettiva determinata venga corretta in ragione della differenza rispetto all'attuale strozzatura moltiplicato per un fattore di proporzionalità. L'equazione per determinare la coppia effettiva corretta con caratteristica dipendente dal numero di giri, corretta sulla carica del gas = 0, risulta: ;;; ; in cui M_ist' è la coppia effettiva corretta, A è la misura per la coppia effettiva, n è il numero di giri dell'albero a gomiti, k_p(n) è la caratteristica dipendente dal numero di giri, y_p è un fattore di proporzionalità e p è la carica di gas nel cilindro. Il fattore di proporzionalità viene determinato in un punto di esercizio con numero di giri definito e coppia e da almeno due differenti cariche di gas nel cilindro per motori magri. La carica di gas nel cilindro viene misurata ad esempio mediante un sensore di pressione nel condotto di aspirazione. ;Un esempio di realizzazione preferito della presente invenzione viene illustrato più dettagliatamente in seguito in base al disegno. ;In particolare: ;la figura 1 mostra uno schema di svolgimento di un procedimento secondo l'invenzione conformemente ad una forma di realizzazione preferita, ;la figura 2 mostra l'andamento del numero di giri in una corsa di lavoro di un cilindro del motore endotermico ;la figura 3 mostra un andamento del numero di giri in una corsa di lavoro di un cilindro del motore endotermico, e ;la figura 4 mostra un andamento del numero di giri in una corsa di lavoro di un cilindro del motore endotermico. ;Il procedimento rappresentato nello schema di svolgimento rappresentato in figura 1 serve a determinare la coppia effettiva M_ist, applicata da un motore endotermico, mediante valutazione dell'andamento del numero di giri n dell'albero a gomiti del motore endotermico. ;Per rilevare il numero di giri n dell'albero a gomiti del motore endotermico è prevista sull'albero a gomiti una ruota trasduttrice con marcaggi. Nell'esempio di realizzazione in questione la ruota trasduttrice è eseguita come una ruota dentata trasduttrice e i marcaggi sono eseguiti come denti sul contorno della ruota dentata trasduttrice. I denti vengono esplorati da un rilevatore induttivo fisso. Tuttavia è anche pensabile esplorare i denti anche in altro modo. Nel rilevatore nel caso di una rotazione dell'albero a gomiti e della ruota dentata trasduttrice vengono indotti impulsi di tensione dai denti passanti anteriormente. ;Vengono misurate le distanze temporali degli impulsi di tensione rispettivamente dei denti e della ruota dentata trasduttrice, i cosiddetti tempi dei denti tz (vedere blocco 1 in figura 1). Mediante il valore inverso del prodotto del numero complessivo dei denti Z della ruota dentata trasduttrice e dei tempi dei denti misurati tz viene determinato l'andamento del numero di giri n dell'albero a gomiti nel blocco 2. Nel blocco 2 pertanto consecutivamente per tutti i tempi dei denti tz dall'equazione ; (6) viene determinato l'andamento del numero di giri n. ;Dall'andamento del numero di giri n nel blocco 3 viene quindi determinata una misura A per la coppia effettiva M_ist applicata dal motore endotermico. Invece di determinare dapprima il numero di giri n dai tempi dei denti tz, la misura A può essere determinata anche direttamente dall'andamento dei tempi dei denti tz. Per le seguenti descrizioni tuttavia si parte dal fatto che la misura A viene determinata dal numero di giri n. ;Secondo l'invenzione sono previsti diversi procedimenti, per determinare la misura A dal numero di giri n. In un primo momento l'andamento del numero di giri n viene riportato in funzione dei denti z della ruota dentata trasduttrice (linea continua in figura 2, figura 3 e figura 4). Dall'andamento del numero di giri n in una corsa di lavoro di un cilindro del motore endotermico viene determinato il numero di giri di medio n_ (linea tratteggiata in figura 2, figura 3 e figura 4). Durante una rotazione doppia dell'albero a gomiti ognuno dei cilindri del motore endotermico esercita una corsa di lavoro. Da ciò si ottiene il numero dei denti z_hub della ruota dentata trasduttrice, che corrispondono a una corsa di lavoro di un cilindro, dall'equazione ; (7) ;in cui Z rappresenta il numero complessivo dei denti della ruota trasduttrice. ;Impiegando una ruota dentata 60-2, che sul proprio contorno presenta 60 denti, laddove due denti sono solo immaginari, ossia non sono effettivamente realizzati e formano uno spazio interdentale, per un motore endotermico a 12 cilindri si ottiene pertanto che la corsa di lavoro di un cilindro comprende dieci denti z_hub (2 * 60 denti / 12 cilindri = 10).

Nell'ambito della corsa di lavoro il numero di giri n ha un andamento approssimativamente sinusoidale, con una parte dell'andamento al di sopra del numero di giri medio n_ e con una parte dell'andamento al di sotto del numero di giri medio n_. L'andamento sinusoidale del numero di giri risulta dal fatto che durante le fasi di compressione dei cilindri del motore endotermico una forza riduttrice del numero di giri e durante le fasi di espansione una forza incrementante il numero di giri tramite i pistoni di cilindro agisce sull'albero a gomiti.

Conformemente ad un primo procedimento per determinare la misura A per la coppia effettiva M_ist (vedere figure 2 e 3) fra l'andamento del numero di giri n nella prima metà della corsa di lavoro e il numero di giri medio n_ viene determinata una prima superficie FI. Parimenti fra l'andamento del numero di giri n nella seconda metà della corsa di lavoro e il numero di giri medio n_ viene determinata una seconda superficie F2. Nell'esempio di realizzazione in questione la prima metà della corsa di lavoro corrisponde ai denti 1 fino a 5 e la seconda metà della corsa di lavoro corrisponde ai denti 6 fino a 10.

La prima superficie FI e la seconda superficie F2 possono essere delimitate nell'ambito della rispettiva metà della corsa di lavoro mediante un intervallo a piacere. Nella figura 2 la superficie FI e la superficie F2 comprendono l'intera superficie fra l'andamento del numero di giri n nella prima rispettivamente seconda metà della corsa di lavoro e numero di giri medio n_. Nella figura 3 invece la superficie FI e la superficie F2 comprendono una superficie fra l'andamento dei giri n nella prima rispettivamente nella seconda metà della corsa di lavoro e il numero dei giri medio n_ in un intervallo Il rispettivamente in un intervallo 12. Gli intervalli Il e 12 possono presentare una grandezza a piacere nell'ambito della rispettiva metà della corsa di lavoro. E' tuttavia importante che per la determinazione della misura A della coppia effettiva M_ist per tutte le corse di lavoro si utilizzino intervalli II ed 12 di uguale grandezza.

Dalla differenza fra la prima superficie FI e la seconda superficie F2 rispettivamente dal rapporto fra la prima superficie FI e la seconda superficie F2 viene quindi determinata la misura A per la coppia effettiva M_ist. La differenza oppure il rapporto fra le due superfìci FI, F2 è una grandezza caratteristica per la misura A per la coppia effettiva M_ist applicata dal motore endotermico.

Conformemente ad un altro procedimento per determinare la misura A per la coppia effettiva M_ist (vedere figura 4) si determina un primo estremo El del numero di giri massimo n ed un secondo estremo E2 del numero di giri minimo n nella corsa di lavoro di un cilindro del motore endotermico. In tal caso dalla differenza del primo estremo E1 e del secondo estremo E2 oppure dal rapporto fra il primo estremo E1 e il secondo estremo E2 è possibile determinare la misura A per la coppia effettiva M_ist .

Conformemente ad un ulteriore procedimento per determinare la misura A per la coppia effettiva M_ist (vedere figura 4) dalla differenza di uno degli estremi El, E2 e del numero di giri medio n_ oppure dal rapporto fra uno degli estremi El, E2 e il numero di giri medio n_, viene determinata una misura A per la coppia effettiva M_ist.

Nei successivi blocchi 4 fino a 7 quindi dalla misura A per la coppia effettiva M_ist viene determinata la coppia effettiva M_ist applicata dal motore endotermico. Nel blocco 4 in un primo momento si determina la coppia misurata M_mess dal prodotto della misura A e da una caratteristica k_p(n) dipendente dal numero di giri, conformemente all'equazione

(8)

La caratteristica k_p(n) dipendente dal numero di giri viene determinata empiricamente prima della determinazione della coppia effettiva M_ist dall·'equazione

(9} con un motore endotermico, presentante tolleranze il più possibile modeste, e viene memorizzata. Il motore endotermico viene fatto funzionare di preferenza su un banco di prova per motore per una determinata coppia effettiva M, applicata dal motore endotermico, e per diversi numeri di giri n. Durante la determinazione della coppia effettiva M_ist è possibile accedere alla caratteristica memorizzata k_p(n). La determinazione della caratteristica k_p(n) dipendente dal numero di giri dovrà avvenire per ogni tipo di motore endotermico. La caratteristica determinata k_p(n) può essere impiegata quindi per tutti i motori endotermici di questa serie tipologica. La caratteristica k_p(n) dipendente dal numero di giri è stata determinata per una determinata carica di gas in un cilindro. Per determinare la coppia effettiva M_ist per motori magri viene corretta la caratteristica k_p(n) dipendente dal numero di giri sulla carica di gas = 0. L'equazione per determinare la coppia effettiva corretta M ist' con caratteristica k_p(n) dipendente dal numero di giri e corretta sulla carica di gas = 0, risulta:

in cui M_ist' rappresenta la coppia effettiva corretta, A rappresenta la misura per la coppia effettiva, n rappresenta il numero di giri dell'albero a gomiti,

k_p(n) rappresenta la caratteristica dipendente dal numero di giri, y_p rappresenta un fattore di proporzionalità e p è la carica di gas nel cilindro. La carica di gas p nel cilindro viene misurata ad esempio mediante un sensore di pressione nel condotto di aspirazione.

Il fattore di proporzionalità y_p viene determinato in un punto di esercizio con numero di giri definito n e coppia M e da almeno due differenti cariche di gas pi, p2 nel cilindro per motori magri.

La caratteristica k_p(n) dipendente dal numero di giri e l'Offset dipendente dal numero di giri Offset (n) vengono corretti, in quanto A = k_p(n) Offset (n) viene sostituito da

Nell'esempio di realizzazione in questione la coppia misurata M_mess rappresenta un valore intermedio sul percorso per determinare la coppia effettiva M_ist effettivamente applicata dal motore endotermico. La coppia misurata M_mess tuttavia è già così precisa da poter essere emessa come coppia effettiva M_ist applicata dal motore endotermico (M_ist = M_mess) . Nell'esempio di realizzazione in questione la coppia misurata M_mess viene prima sottoposta ad una correzione degli scostamenti in seguito a tolleranze del motore endotermico o similari, prima di essere emessa come coppia effettiva M_ist. Questa correzione non è necessaria se le caratteristiche sono state applicate al presente motore endotermico .

Per correggere gli scostamenti in seguito a tolleranze del motore endotermico la coppia effettiva M_ist, applicata dal motore endotermico, nel blocco 5 viene determinata in base all'equazione

(12) in cui Y_T è un valore di compensazione dipendente dalle tolleranze.

Il valore di compensazione Y_T dipendente dalle tolleranze viene determinato nel blocco 6 dall'equazione

(13) e nel blocco 7 da una filtrazione passo-basso del valore intermedio Y

(14)

in cui M_soll è la coppia prescritta del motore endotermico. Il valore di compensazione Y_T dipendente dalle tolleranze dovrà essere determinato per ogni singolo motore endotermico. Ciò avviene preferibilmente durante il funzionamento del motore endotermico. In tal modo è possibile compensare in particolare fattori di disturbo portanti a variazioni assai lente del segnale di entrata, ossia della misura A per la coppia effettiva M_ist.

Il valore di compensazione Y_T dipendente dalle tolleranze in determinati intervalli di esercizio del motore endotermico viene adattato con una grande costante di tempo. A tale scopo il valore intermedio Y viene filtrato passo-basso. In seguito alla filtrazione passo-basso veloci variazioni del segnale di entrata, ossia della misura A per la coppia effettiva M_ist non affluiscono oppure affluiscono solo in misura assai modesta nel calcolo del valore di compensazione Y_T.

Il valore di compensazione Y_T dipendente dalle tolleranze viene determinato preferibilmente per un alto numero di giri n. Per alti numeri di giri n è possibile correggere particolarmente bene le tolleranze dei denti (ad esempio dimensioni, pendenze dei fianchi) della ruota dentata trasduttrice fissata sull'albero a gomiti. Poiché i tempi della variazione del segnale di entrata sono assai modesti in seguito alle tolleranze dei denti per alti numeri di giri n, in seguito alla filtrazione passo-basso essi non hanno nessuna influenza rispettivamente soltanto una modestissima influenza sul valore di compensazione Y T dipendente dalle tolleranze.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per determinare la coppia effettiva (M_ist) applicata da un motore endotermico, mediante valutazione dell'andamento del numero di giri (n) dell'albero a gomito e del motore endotermico, caratterizzato dal fatto che - dall'andamento del numero di giri (n) in una corsa di lavoro di un cilindro del motore endotermico viene determinato il numero di giri medio (n_) - viene determinata una prima superficie (FI) fra l'andamento del numero di giri (n) nella prima metà della corsa di lavoro e il numero di giri medio (n_) - viene determinata una seconda superficie (F2) fra l'andamento del numero di giri (n) nella seconda metà della corsa di lavoro e il numero di giri medio (n_) - dalla differenza fra la prima superficie (FI) e la seconda superficie (F2) oppure dal rapporto fra la prima superficie (FI) e la seconda superficie (F2) viene determinata una misura (A) per la coppia effettiva M_ist, e dalla misura (A) per la coppia effettiva (M_ist) viene determinata la coppia effettiva (M_ìst) applicata dal motore endotermico.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la prima superficie (FI) comprende l'intera superficie fra l'andamento del numero di giri (n) nella prima metà della corsa di lavoro e il numero di giri medio (n_).
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la prima superficie (FI) comprende la superficie fra l'andamento del numero di giri n nella prima metà della corsa di lavoro e il numero di giri medio (n_) in un intervallo (II, 12).
4 . Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzato dal fatto che la seconda superficie (F2) comprende l'intera superficie fra l'andamento del numero di giri (n) nella seconda metà della corsa di lavoro e il numero di giri medio (n_).
5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino 3, caratterizzato dal fatto che la seconda superficie (F2) comprende la superficie fra l'andamento del numero di giri (n) nella seconda metà della corsa di lavoro e il numero di giri medio (n_) in un intervallo (II, 12).
6. Procedimento per determinare la coppia effettiva (M_ist), applicata da un motore endotermico, mediante valutazione dell'andamento del numero di giri (n) dell'albero a gomiti del motore endotermico, caratterizzato dal fatto che - viene determinato un primo estremo (El) del numero di giri massimo (n) in una corsa di lavoro di un cilindro del motore endotermico, - viene determinato un secondo estremo (E2) del numero di giri minimo (n) nella corsa di lavoro, - dalla differenza del primo estremo (El) e del secondo estremo (E2) oppure dal rapporto fra il primo estremo (El) ed il secondo estremo (E2) viene determinata una misura (A) per la coppia effettiva (M_ist), e dalla misura (A) per la coppia effettiva (M_ist) viene determinata la coppia effettiva (M_ist) applicata dal motore endotermico.
7. Procedimento per determinare la coppia effettiva (M_ist), applicata da un motore endotermico, mediante valutazione dell'andamento del numero di giri (n) dell'albero a gomiti del motore endotermico, caratterizzato dal fatto che - dall'andamento del numero di giri (n) in una corsa di lavoro di un cilindro del motore endotermico viene determinato il numero di giri medio (n_) - viene determinato un primo estremo (El) del numero di giri massimo (n) nella corsa di lavoro - viene determinato un secondo estremo (E2) del numero di giri minimo (n) nella corsa di lavoro - dalla differenza di uno degli estremi (El, E2) e del numero di giri medio (n_) oppure dal rapporto fra uno degli estremi (El, E2) e il numero dei giri medio (n_) viene determinata una misura (A) per la coppia effettiva (M_ist), e dalla misura (A) per la coppia effettiva (M_ist) viene determinata la coppia effettiva (M_ist) applicata dal motore endotermico.
8. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 7, caratterizzato dal fatto che prima della valutazione del numero di giri viene corretto l'andamento del numero di giri (n) relativamente a note grandezze influenzatrici, specialmente relativamente alle masse oscillanti.
9. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 8, caratterizzato dal fatto che la coppia effettiva (M_ist) applicata dal motore endotermico viene determinata dal prodotto della misura (A) per la coppia effettiva (M_ist) e di una caratteristica (k_p(n)) dipendente dal numero di giri, aggiungendo un valore Offset (Offset (n)) dipendente dal numero di giri (equazione 1).
10. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 9, caratterizzato dal fatto che la caratteristica (k_p(n)) dipendente dal numero di giri viene determinata (equazione 2) prima dell'esecuzione del procedimento dall'equazione

con un motore endotermico, presentante tolleranze il più possibile modeste, per una determinata coppia effettiva (M), applicata dal motore endotermico, e per differenti numeri di giri (n).
11. Procedimento secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che la caratteristica (k_p (n) ) dipendente dal numero di giri e, oppure il valore Offset (Offset(n)) dipendente dal numero di giri vengono determinati empiricamente su un banco di prova per motori.
12. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 9 fino a 11, caratterizzato dal fatto che la coppia effettiva (M_ist) applicata dal motore endotermico viene determinata (equazione 3) dalla somma della misura (A) per la coppia effettiva M_ist e di un valore di compensazione (Y_T) dipendente dalle tolleranze, diviso per il numero di giri (n) moltiplicato per la caratteristica (k_p(n)) dipendente dal numero di giri e infine sommando il valore Offset {Offset (n)) dipendente dal numero di giri.
13. Procedimento secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che il valore di compensazione (Y_T) dipendente dalle tolleranze viene determinato (equazione 4) dalla differenza filtrata passo-basso di coppia effettiva (M_ist) e coppia prescritta (M_soll) moltiplicata per il numero di giri (n) e divisa per la caratteristica (k_p(n)) dipendente dal numero di giri.
14. Procedimento secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che il valore di compensazione (Y_T) dipendente dalle tolleranze viene determinato per un alto numero di giri (n).
15. Procedimento secondo la rivendicazione 12 oppure 13, caratterizzato dal fatto che il valore di compensazione (Y_T) dipendente dalle tolleranze viene determinato durante l'esercizio del motore endotermico.
16. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 15, caratterizzato dal fatto che la caratteristica (k_p(n)) dipendente dal numero di giri ed il valore Offset (Offset(n)) dipendente dal numero di giri vengono determinati con strozzatura costante del motore endotermico e il valore effettivo determinato (M_ist) viene corretto (equazione 5) in ragione della differenza dall'attuale strozzatura moltiplicata per un fattore di proporzionalità.