ITMI20011053A1 - Procedimento e dispositivo per comandare un motore endotermico - Google Patents

Description

Stato della tecnica

L'invenzione riguarda un procedimento ed un dispositivo per comandare un motore endotermico conformemente alle definizioni introduttive delle rivendicazioni indipendenti.

Un procedimento ed un dispositivo per comandare un motore endotermico sono noti ad esempio dal DE-OS 44 11 789. Nel procedimento ivi descritto l'iniezione viene ripartita secondo almeno due iniezioni parziali. Per comandare l'iniezione del combustibile serve in particolare un elemento di impostazione eseguito preferibilmente come valvola magnetica.

Con i processi di comando, temporalmente fra di loro vicini, il processo dell'apertura della valvola magnetica alla fine della preiniezione viene influenzato dal nuovo comando della valvola magnetica per l'iniezione principale. Quello prima dell'inizio dell'iniezione principale dovrà aver luogo per una determinata posizione angolare dell'albero a gomiti rispettivamente dell'albero a camme, affinchési ottenga una combustione vantaggiosa in relazione a consumo e potenza.

Per poter garantire i vantaggi della preiniezione l'intervallo di tempo fra preiniezione ed iniezione principale dovrà assumere un determinato valore. L'intervallo di tempo corrisponde a sua volta ad un angolo dipendente dal numero di giri, in relazione del quale ruota l'albero a gomiti rispettivamente all'albero a camme. In seguito ai numeri di giri momentanei variabili fra la fine di comando della preiniezione e l'inizio di mandata dell'iniezione principale la differenza angolare fra la fine del comando della preiniezione e l'inizio del comando delle iniezioni principali è soggetta a fluttuazioni portanti ad imprecisioni della preiniezione.

Vantaggi dell'invenzione

Poiché un inizio di comando della seconda iniezione parziale avviene un primo intervallo di tempo preassegnabile dopo la fine del comando della prima iniezione parziale, è possibile ottenere una relazione definita fra la fine di comando della preiniezione e l'inizio della mandata dell'iniezione principale. Come inizio della mandata si indica l'istante in cui inizia il dosaggio di combustibile nel motore endotermico. E' particolarmente vantaggioso quando l'intervallo di tempo viene preassegnato in modo tale che un inizio della mandata della seconda iniezione parziale ha luogo un secondo intervallo di tempo preassegnabile dopo la fine del comando della prima iniezione parziale. Questo secondo intervallo di tempo viene indicato in seguito anche come pausa di mandata.

Il procedimento è realizzabile in modo particolarmente semplice quando il primo intervallo di tempo è preassegnabile partendo da almeno un tempo di chiusura dell'elemento di impostazione e dal secondo intervallo di tempo. Ciò significa che il primo intervallo di tempo viene preassegnato partendo dalla desiderata pausa di mandata e dal tempo di chiusura dell'elemento di impostazione, eseguito preferibilmente come valvola magnetica e, oppure come organo di impostazione piezoelettrico. Il tempo di chiusura corrisponde all'intervallo di tempo fra l'inizio del comando e l'inizio della mandata.

Si ottiene un buon adattamento al comportamento del motore endotermico quando il secondo intervallo di tempo, ossia la pausa di mandata, è preassegnabile in dipendenza di almeno il numero di giri del motore endotermico. In modo particolarmente vantaggioso si tiene conto anche di ulteriori grandezze.

Poiché una durata di comando oppure una fine di comando della seconda iniezione parziale viene corretta partendo dall'inizio della mandata, è possibile migliorare la precisione del dosaggio del combustibile. In particolare è possibile compensare errori dovuti al fatto che viene mantenuta costante la pausa di mandata.

Si ottiene una correzione particolarmente semplice quando l'inizio della mandata viene appreso e confrontato con un inizio di mandata prescritto e la correzione ha luogo partendo dal confronto.

Disegno

L'invenzione viene illustrata in base a forme di realizzazione rappresentate in un disegno.

In particolare:

La figura 1 mostra uno schema a blocchi del dispositivo per comandare un motore endotermico,

la figura 2 mostra diversi segnali riportati in funzione del tempo, e

la figura 3 mostra uno schema a blocchi del procedimento secondo l'invenzione.

Nella figura 1 come schema a blocchi è rappresentato il dispositivo per comandare un motore endotermico. In seguito il procedimento secondo l'invenzione viene descritto nell'esempio di una pompa di iniezione di distribuzione comandata da valvola magnetica. Il procedimento secondo l'invenzione non è in tal caso limitato a questa applicazione ma è impiegabile anche per altri dispositivi dosatori del combustibile comandati da valvola magnetica. Inoltre al posto di una valvola magnetica si possono impiegare anche altri elementi di impostazione, come in particolare attori piezoelettrici .

Un elemento di impostazione è indicato con 100. Questo in primo luogo è in contatto con una tensione di alimentazione Ubat e in secondo luogo con un mezzo di commutazione 110. Il mezzo di commutazione 110 inoltre tramite un elemento amperometrico 120 è collegato con una connessione di massa. L'ordine di successione dell'elemento di impostazione 100, dell'elemento di commutazione 110 e dell'elemento amperometrico 120 è qui scelto solo esemplificativamente. E' possibile prevedere anche altri ordini di successione di questo circuito-serie. Inoltre è possibile impiegare ulteriori elementi di commutazione per comandare l'elemento di impostazione 100. Nella rappresentazione in figura 1 si tratta soltanto di una rappresentazione esemplificativa .

L'elemento di commutazione 110 viene sollecitato da uno stadio finale 130 con segnale di comando A. L'elemento amperometrico 120 eseguito preferibilmente come resistenza fornisce un segnale allo stadio finale caratterizzante la corrente I circolante attraverso l'elemento di impostazione. Lo stadio finale 130 sollecita con segnali una unità di comando 140 e viene sollecitato con segnali di comando dall'unità di comando 140.

L'unità di comando 140 contiene sostanzialmente un comando di inserimento/disinserimento 141, un comando di iniezione 142 ed un'unità di determinazione 143 del tempo di commutazione. L'unità di comando 140 riceve addotti da sensori 150 diversi segnali, che caratterizzano lo stato di esercizio del motore endotermico e, oppure condizioni ambiente. A riguardo una grandezza essenziale è il numero di giri N del motore endotermico.

I segnali di sensore arrivano al comando 142 dell'iniezione, che partendo da questi e da ulteriori dati definisce differenti grandezze, che caratterizzano ad esempio il valore prescritto per l'inizio della mandata FBS, il valore prescritto per la fine del comando dell'iniezione principale AES, la fine del comando per la preiniezione VEAE, la pausa di mandata FP e la durata di mandata dell'iniezione principale FD, in corrispondenza del comando di inserimento/disinserimento 141.

Partendo da queste grandezze e da ulteriori grandezze, come ad esempio il tempo di commutazione SZ, che viene fornito dall'unità di determinazione 143 del tempo di commutazione, il comando di disinserimento 141 definisce segnali per sollecitare lo stadio finale 130. Questi sono fra l'altro un segnale AB caratterizzante l'inizio del comando dell'iniezione principale ed un segnale AE, caratterizzante la fine dell'iniezione principale. A riguardo il comando di inserimento/disinserimento fornisce segnali caratterizzanti l'inizio del comando e la fine del comando della preiniezione.

Il comando di inserimento/disinserimento 141 è rappresentato dettagliatamente dalla figura 3. Il calcolo delle diverse grandezze nel comando di iniezione 142 può avvenire in vari modi e non viene descritto qui dettagliatamente in seguito.

In figura 2 è riportato in funzione del tempo t il segnale di comando A per sollecitare l'elemento di commutazione 110 e la corrente I circolante attraverso l'elemento di importazione 110. Nella figura 2 è rappresentato un processo di iniezione, in cui l'iniezione è ripartita secondo almeno due iniezioni parziali. La prima iniezione parziale viene indicata come preiniezione VE e la seconda iniezione parziale viene indicata come iniezione principale HE. In maniera usuale la preiniezione serve a ridurre le emissioni di rumori. Questo problema della preiniezione può essere risolto soltanto quando entrambe le iniezioni parziali stanno fra di loro in una determinata relazione temporale.

Il procedimento secondo l'invenzione non è limitato all'impiego per una ripartizione in una preiniezione ed in una iniezione principale. Il procedimento può essere impiegato per tutti i sistemi di iniezione per i quali sono previste almeno due iniezioni parziali. Così è possibile prevedere anche più di due iniezioni parziali.

Nell'istante tll il segnale A assume un elevatissimo livello, ossia viene liberato il flusso di corrente attraverso l'elemento di impostazione 100. Ciò significa che la corrente I aumenta assai rapidamente ad un valore assai alto.

Nell'istante t21 viene ritirato il segnale di comando A e la corrente viene regolata su un livello medio. Nell'istante t31 il segnale di comando viene ulteriormente ritirato e la corrente scende ad una corrente di tenuta. Nell'istante t41 il segnale di comando viene riportato su 0 e la corrente scende ad 0 fino all'istante t51.

Nell'istante t51 termina l'iniezione. Il processo di iniezione fra gli istanti tll e t51 viene indicata come preiniezione. In un'esecuzione semplificata il livello di corrente fra gli istanti t21 e t41 e quindi anche il segnale di comando A può assumere un valore costante e non scendere ad un valore basso.

Nell'istante tl2 inizia l'iniezione principale HE, ossia il segnale di comando aumenta di nuovo portandosi sull'alto valore e la corrente aumenta al suo alto valore. Nell'istante t22 viene ritirato il segnale di comando e la corrente scende alla corrente di tenuta. Nell'istante t42 viene ritirato il segnale di comando e la corrente scende fino all'istante t52 portandosi su 0.

L'istante in cui l'elemento di impostazione assume la sua nuova posizione, ossia in questo esempio di realizzazione rappresentato inizia l'iniezione, viene indicato con BIP e con una freccia verticale. In questo istante inizia l'iniezione. Questa iniezione viene indicata anche come inizio della mandata.

Con una freccia doppia sono indicati l'istante della preiniezione VE e dell'iniezione principale HE. Inoltre è disegnata la pausa di mandata FP fra l'istante t41, che corrisponde alla fine di comando della preiniezione e l'istante in cui inizia l'iniezione principale.

Nella figura 3 è rappresentato più dettagliatamente il comando di inserimento/disinserimento 141. Questo comando di inserimento/disinserimento 141 comprende sostanzialmente un calcolo 200 di comando e di inizio della mandata, un osservatore 220 dell'inizio della mandata nonché una correzione 230 della durata di comando. Il calcolo 200 del comando e della durata della mandata partendo dal tempo di commutazione SZ, che viene fornito dalla unità di determinazione del tempo di commutazione 143 e partendo dalla fine di comando della preiniezione VEAE, che viene fornita dal comando di iniezione 142, definisce un segnale AB stabilente l'inizio del comando dell'iniezione principale, un inizio interpolato FBI della mandata nonché un inizio estrapolato FBE della mandata.

L'inizio estrapolato e l'inizio interpolato della mandata vengono addotti all'osservatore 220 dell'inizio della mandata. L'inizio del comando AB viene addotto allo stadio finale 130. Inoltre il calcolo 200 del comando e dell'inizio della mandata tratta un segnale FP relativamente alla pausa di mandata, che viene fornita dal comando di iniezione 142 e un segnale N del numero di giri del sensore 150 del numero di giri.

La fine del comando VEAE della preiniezione arriva con segno algebrico positivo ad un punto di correlazione 204 e ad un'unità di conversione 201 angolo-tempo. La pausa FP della mandata tramite un punto di correlazione 205 con segno algebrico positivo arriva alla seconda entrata del punto di correlazione 204. Sulla seconda entrata del punto di correlazione 205 è applicato il numero di giri N. Nel punto di correlazione 205 le due grandezze preferibilmente vengono correlate moltiplicativamente.

Inoltre la pausa della mandata FP con segno algebrico positivo è applicata all'entrata di un punto di correlazione 202, sulla cui seconda entrata è applicato il segnale di uscita dell'unità di calcolo 201 angolo/tempo con segno algebrico positivo. Con il segnale di uscita del punto di correlazione 202 in primo luogo viene sollecitata una unità di conversione 206 tempo-angolo in secondo luogo con segno algebrico positivo viene sollecitato il punto di correlazione 203.

All'uscita dell'unità di conversione tempo/angolo 206 è applicato l'inizio interpolato FBI della mandata. All'uscita del punto di correlazione 204 è applicato l'inizio estrapolato FBE della mandata.

Sulla seconda entrata del punto di correlazione 203 con segno algebrico negativo è applicato il tempo di commutazione SZ. All'uscita del punto di correlazione 203 è applicato l'inizio AB del comando.

L'inizio estrapolato FBE della mandata arriva con segno algebrico positivo ad un punto di correlazione 226, il cui segnale di uscita arriva ad un punto di correlazione 222 con segno algebrico negativo. Sulla seconda entrata del punto di correlazione 222 con segno algebrico positivo è applicato l'inizio interpolato FBI della mandata. Con il segnale di uscita del punto di correlazione 220 viene sollecitato un regolatore 224. Il regolatore 224 fornisce con segno algebrico positivo un segnale al punto di correlazione 226. Sull'uscita del punto di correlazione 226 è applicato un inizio previsto FBER della mandata, che viene inoltrato alla correzione di comando 230.

Il regolatore 224 ed i punti di correlazione 222 e 226 formano l'osservatore dell'inizio della mandata.

In seguito vengono descritti gli elementi della correzione della durata di comando. L'inizio previsto FBER della mandata arriva con segno algebrico positivo ad un punto di correlazione 237 ed a un punto di correlazione 236. Sulla seconda entrata del punto di correlazione 236 è applicata la durata di mandata FD fornita parimenti dal comando di iniezione 142. Il segnale di uscita del punto di correlazione 236 arriva con segno algebrico positivo ad un punto di correlazione 235. All'uscita del punto di correlazione 235 applicata alla fine del comando AE.

Sulla seconda entrata del punto di correlazione 237 con segno algebrico negativo è applicato il valore prescritto FBS dell'inizio della mandata. Questi inoltre tramite un campo di caratteristiche 231 arriva ad un punto di correlazione 233. Il valore prescritto della fine del comando tramite un campo di caratteristiche 322 arriva parimenti al punto di correlazione 233. Un segnale di uscita del punto di correlazione 233 arriva alla seconda entrata di un punto di correlazione 234, sulla cui prima entrata è applicato il segnale di uscita del punto di correlazione 237. Con il segnale di uscita del punto di correlazione 234 con segno algebrico positivo viene sollecitata la seconda entrata del punto di correlazione 235.

Per ottenere una relazione temporalmente definita fra la fine di comando VEAE della preiniezione e l'inizio di comando AB dell'iniezione principale, viene preassegnata una pausa di mandata FP dipendente almeno dal numero di giri N. La pausa di mandata corrisponde all'intervallo di tempo fra la fine del comando VEAE della preiniezione e l'inizio della mandata FB dell'iniezione principale.

Per ottenere ciò la fine del comando VEAE della preiniezione mediante la conversione angolo/tempo viene convertita in un istante. Nel punto di correlazione 202 in questo istante viene aggiunta la pausa di mandata FP come grandezza temporale. Successivamente questo istante dalla unità di conversione tempo/angolo 206 viene di nuovo convertito in una grandezza angolare. Questa grandezza angolare viene indicata anche come inizio interpolato FBI della mandata. L'inizio della mandata ha quindi luogo un intervallo di tempo preassegnabile dopo la fine di comando della preiniezione.

Nel punto di correlazione 203 dall'istante dell'inizio della mandata FBI viene sottratto il tempo di commutazione SZ e viene così calcolato l'inizio del comando AB. Con questo procedimento è garantita la precisione della quantità di preiniezione. Ossia la distanza fra l'inizio dell'iniezione principale e la fine della preiniezione è stabilita indipendentemente dal numero di giri su un determinato valore. Ciò significa che la distanza fra l'inizio del comando dell'iniezione principale e la fine del comando della preiniezione è preassegnabile partendo dall'intervallo di tempo preassegnabile, ossia dalla pausa di mandata e dal tempo di chiusura dell'elemento di impostazione.

L'errore dell'inizio della mandata che si imposta viene appreso tramite un osservatore 220 dell'inizio della mandata e di esso viene tenuto conto successivamente dalla correzione 230 della durata di comando per la determinazione della fine di comando AE.

La differenza dell'inizio della mandata fra l'inizio della mandata prescritto FBS e l'inizio della mandata previsto FBER viene agganciato alla fine del comando, ossia la durata del comando viene aumentata in ragione di questo importo. L'osservatore 220 dell'inizio della mandata confronta l'inizio previsto FBER della mandata con l'inizio interpolato FBI della mandata e partendo da questo confronto mediante il regolatore 224 determina un valore di correzione per correggere l'inizio estrapolato FBE della mandata. L'inizio estrapolato FBE della mandata, corretto in ragione di questo valore di correzione, serve come inizio previsto FBER della mandata. Mediante addizione di inizio previsto FBER della mandata e durata FD della mandata si ottiene la fine del comando AE.

Poiché la quantità trasportata nell'unità di tempo in seguito alla differente pendenza delle camme è differente alla fine del comando e all'inizio della mandata, nei blocchi 231 e 232 ha luogo una corrispondente correzione di questa influenza. Ciò significa che nei campi di caratteristiche 231 e 232 sono memorizzati i valori di correzione in ragione dei quali viene corretta la durata di comando per correggere l'effetto precedente.

Claims (7)

1. Rivendicazioni 1. Procedimento per comandare un motore endotermico con un elemento di impostazione per comandare l'iniezione del combustibile, laddove l'iniezione del combustibile è ripartita secondo almeno una prima iniezione parziale ed una seconda iniezione parziale, caratterizzato dal fatto che un inizio del comando della seconda iniezione parziale avviene un primo intervallo di tempo preassegnabile dopo una fine del comando della prima iniezione parziale.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'intervallo di tempo viene preassegnato in modo tale che un inizio della mandata della seconda iniezione parziale avviene un secondo intervallo di tempo preassegnabile dopo la fine del comando della prima iniezione parziale.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che il primo intervallo di tempo è preassegnabile partendo da almeno un tempo di chiusura dell'elemento di impostazione e dal secondo intervallo di tempo.
4. 4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il secondo intervallo di tempo è preassegnabile in dipendenza di almeno il numero di giri.
5. 5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che una durata di comando oppure una fine di comando della seconda iniezione parziale viene corretta partendo dall'inizio della mandata.
6. 6. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'inizio della mandata viene appreso e confrontato con un inizio di mandata prescritto e la correzione avviene a partire dal confronto.
7. 7. Dispositivo per comandare un motore endotermico con un elemento di impostazione per comandare l'iniezione del combustibile, laddove l'iniezione del combustibile è ripartita secondo almeno una prima iniezione parziale e una seconda iniezione parziale, caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi provocanti un inizio del comando della seconda iniezione parziale un primo intervallo di tempo preassegnabile prima di una fine del comando della prima iniezione parziale.