ITTO980033A1

ITTO980033A1 - Gruppo d'identificazione della corsa di un motore a quattro tempi.

Info

Publication number: ITTO980033A1
Application number: IT98TO000033A
Authority: IT
Inventors: Ryutaro Yamazaki; Nobuhiko Ito; Yasuo Iwata
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 1999-07-16
Also published as: US20010010218A1; CN1084837C; JP3839119B2; IT1306821B1; JPH10227252A; CN1192504A; US6170322B1; DE19804816A1; DE19804816B4; US6340020B2

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Gruppo d'identificazione della corsa di un motore a quattro tempi"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un gruppo d'identificazione della corsa applicabile principalmente ad un motore a quattro tempi del tipo a confrollo elettronico dell'iniezione di combustibile.

In un motore a quattro tempi del tipo a controllo elettronico dell'iniezione di combustibile secondo la tecnica anteriore, le fasature di iniezione di combustibile sono determinatemediante identificazione di corse di cilindri sulla base di una relazione tra una fase di un albero a gomiti rilevata da un sensore di manovella ed una fase di un albero a camme .

Allo scopo di rilevare la fase dell'albero a camme, un sensore di camma deve essere disposto in una testata del motore, il che significa che la testata diventa più grande ed il motore diventa più costoso. La testata più grande non è desiderabile poiché il motore di una motocicletta è soggetto ad una limitazione in altezza.

La presente invenzione è stata concepita allo scopo di realizzare un gruppo di identificazione della corsa che è in grado di identificare corse di cilindri senza rilevare una fase di un albero a camme .

Secondo l'invenzione, si realizza un gruppo d'identificazione della corsa di un motore a quattro tempi. Il gruppo d'identificazione della corsa comprende mezzi rivelatori di fase per rilevare una fase di un albero a gomiti, mezzi rivelatori di pressione di aspirazione per rilevare una pressione dell'aria di aspirazione in condotti di aspirazione comunicanti con cilindri del motore, e mezzi di identificazione della corsa per identificare corse nei cilindri sulla base di una relazione tra la fase rilevata dell'albero a gomiti e la pressione di aspirazione rilevata.

Nel motore a quattro tempi, quattro corse, ossia corse di aspirazione, compressione, combustione e scarico, sono eseguite ogni due rotazioni dell'albero a gomiti (720). Perciò, una semplice rilevazione della fase dell'albero a gomiti non è sufficiente per distinguere la corsa di aspirazione dalla corsa di combustione, o la corsa di compressione dalla corsa di scarico. Nella presente invenzione, si è prestata attenzione al fatto che una pressione in un condotto di aspirazione comunicante con una luce di aspirazione di ciascun cilindro del motore varia ciclicamente durante ogni due rotazioni dell'albero a gomiti. La corsa di aspirazione è distinguibile dalla corsa di combustione e la corsa di compressione è distinguibile dalla corsa di scarico sulla base di una fase dell'albero a gomiti e della pressione di aspirazione a variazione ciclica. Questo procedimento non richiede la rilevazione di una fase dell'albero a camme, il che è efficace per semplificare la struttura del motore ed impedire che il motore diventi grande.

L'invenzione sarà descritta nel seguito con riferimento ai disegni annessi, nei quali:

La figura 1 rappresenta un diagramma schematico che mostra la configurazione del gruppo d'identificazione della corsa secondo l'invenzione,·

la figura 2 rappresenta uno schema a blocchi che mostra il collegamento tra tubicini collegati a condotti di aspirazione ed il sensore di pressione di aspirazione ;

le figure 3(A), (B), (C) e (D) rappresentano grafici che mostrano variazioni di pressione di aspirazione nei condotti di aspirazione comunicanti con i cilindri;

la figura 4 rappresenta un grafico che mostra una variazione della pressione complessiva di aspirazione ;

la figura 5 rappresenta un diagramma di flusso del programma di identificazione della corsa; e

la figura 6 rappresenta un grafico che mostra una variazione della pressione complessiva di aspirazione di condotti di aspirazione comunicanti con due cilindri.

Con riferimento alla figura 1, il numero di riferimento 1 indica un motore a quattro tempi del tipo a controllo elettronico dell'iniezione di combustibile. Il motore 1 comprende un rotore lb di un generatore di impulsi di manovella accoppiato ad un albero a gomiti la, ed un generatore di impulsi di manovella le che è disposto in posizione adiacente al rotore lb del generatore di impulsi di manovella. Il generatore di impulsi di manovella 1c genera un segnale impulsivo di rotazione della manovella in cooperazione con il rotore lb del generatore di impulsi di manovella.Come illustrato nella figura 2, condotti di aspirazione dal primo al quarto lla-lld comunicano con luci di aspirazione di cilindri da 10a a 10d, e con una estremità di ciascuno di tubicini da 12a a 12d, rispettivamente. Un primo sensore di pressione di aspirazione 13a è collegato all'altra estremità del primo tubicino I2a allo scopo di rilevare una pressione di aspirazione PI nel primo condotto di aspirazione Ila. Le altre estremità dei tubicini dal secondo al quarto I2b-12d sono fatte convergere e sono collegate ad un secondo sensore di pressione di aspirazione I3b allo scopo di rilevare una pressione complessiva Ps (ossia P2 P3 P4) nei condotti di aspirazione dal secondo al quarto.

I cilindri da 10a a lOd sono sostanzialmente identici nella loro struttura e configurazione. Il funzionamento dei cilindri sarà descritto con riferimento al primo cilindro IOa illustrato nella figura 1.

I condotti di aspirazione lla-lld comunicano con iniettori di combustibile 14a-14d, che sono collegati con, e sono controllati da un gruppo di controllo elettronico dell'iniezione di combustibile (denominato nel seguito "ECU").

L'ECU comprende non soltanto il generatore di impulsi di manovella 1c, ed il primo ed il secondo sensore di pressione di aspirazione 13a e 13b, ma anche vari altri sensori. Questi sensori sono: un sensore di apertura della valvola del gas 16 collegato ad un albero per aprire una valvola del gas 15 che si trova a monte di una posizione di convergenza dei condotti di aspirazione iia-lld;un sensore di temperatura di aspirazione 18 {per rilevare una temperatura dell'aria di aspirazione) che è disposto in un filtro dell'aria ancora più a monte della posizione di convergenza precedente; un sensore di temperatura dell'acqua 20 disposto in un percorso di acqua di raffreddamento 19 per raffreddare i cilindri IOa-lOd; ed un sensore di pressione atmosferica 21 disposto in una posizione predeterminata sulla motocicletta. L'ECU calcola quantità base di combustibile da iniettare attraverso gli iniettori 14a-l4d sulla base della pressione di aspirazione Ps rilevata dal secondo sensore di pressione di aspirazione 13b, e corregge le quantità calcolate sulla base di segnali provenienti dal sensore di apertura della valvola del gas 16, dal sensore di temperatura di aspirazione 18, dal sensore di temperatura dell'acqua 20, e dal sensore di pressione atmosferica 21, determinando così le quantità di iniezione di combustibile che sono adatte per le condizioni operative del motore.

Inoltre, l'ECU ha accesso ad un regolatore di miscela di minimo 22, e controlla le quantità di iniezione di combustibile attraverso gli iniettori I4a-14d durante il funzionamento al minimo, in risposta ad un segnale di tensione in corrispondenza di resistori variabili 22a-22d che sono disposti nel regolatore di miscela di minimo 22 e corrispondono rispettivamente a ciascuno dei cilindri 10a-10d. Inoltre, l'ECU attiva un termometro dell'acqua 23 in risposta al segnale dal sensore di temperatura dell'acqua 20, controlla un indicatore 24, e genera un segnale di attivazione del contagiri sulla base di una velocità del motore calcolata in funzione del segnale impulsivo di manovella allo scopo di attivare un contagiri 25.

"BAT" indica una batteria di alimentazione, e "SW" indica un gruppo di commutazione della batteria di alimentazione per attivare e disattivare l'ECU, una pompa di combustibile FP, un sensore della valvola di aspirazione 26, ed un sensore di velocità 27. Un tachimetro 29 di un quadro portastrumenti 28 è attivato in risposta ad un segnale dal sensore di velocità 27.

Allo scopo di controllare l'iniezione di combustibile, è necessario determinare le fasature per l'inizio dell'iniezione di combustibile oltre alla quantità di combustibile da iniettare.Nella presente invenzione, si è prestata attenzione al fatto che la pressione di aspirazione varia ciclicamente ogni due rotazioni (ossia 720°) dell'albero a gomiti la. Il secondo sensore di pressione di aspirazione 13b rileva la pressione complessiva Ps dei condotti di aspirazione llb-lld. Le corse dei cilindri 10a-l0d sono identificate sulla base di variazioni della pressione complessiva di aspirazione Ps e della fase dell'albero a gomiti la, in modo da determinare le fasature di iniezione di combustibile degli iniettori I4a-14d per i cilindri 10a-10d.

Le figure da 3(A) a 3(D) rappresentano grafici che mostrano variazioni delle pressioni di aspirazione PI, P2, P3 e P4 nei condotti di aspirazione dal primo al quarto lla-lld.La figura 4 mostra variazioni della pressione complessiva di aspirazione Ps nei condotti di aspirazione dal secondo al quarto llblld. In questi grafici, le ordinate rappresentano le pressioni dell'aria di aspirazione mentre le ascisse rappresentano i periodi di segnali impulsivi di manovella (indicati semplicemente nel seguito come "segnali impulsivi") che saranno prodotti dal generatore di impulsi di manovella le. I numeri di riferimento 1-7 sulle ascisse sono assegnati ai segnali impulsivi che sono prodotti durante ciascuna rotazione dell'albero a gomiti la. Inoltre, i simboli da #1 a #4 rappresentano le fasature in corrispondenza delle quali gli stantuffi dei cilindri dal primo al quarto 10alOd raggiungono il punto morto superiore. Ad esempio, il primo stantuffo del primo cilindro 10a raggiunge il punto morto superiore nella fasatura #1 immediatamente dopo la generazione dei primi segnali impulsivi. Considerando il primo cilindro come punto di partenza, gli stantuffi nei cilindri 10a-l0d raggiungono in sequenza il punto morto superiore nelle fasature #1, #2, #4 e #3, rispettivamente.

L'ECU identifica le corse dei rispettivi cilindri in una procedura descritta da un diagramma di flusso (vedere figura 5).

L'ECU rileva il primo o quinto segale impulsivo dal generatore di impulsi di manovella le (fase SI). Se viene rilevato il primo segnale impulsivo, l'ECU identifica un segnale di pressione complessiva di aspirazione dal secondo sensore di pressione dell'aria di aspirazione 13b indicandolo con Psl, e lo memorizza nella memoria (non rappresentata) (fase S2) . Successivamente, quando viene rilevato il secondo segnale impulsivo (fase S3), l'ECU ricava un vaiore assoluto di una·differenza tra il segnale di pressione complessiva di aspirazione Psl (rilevato con il primo segnale impulsivo nel ciclo corrente) ed un segnale di pressione complessiva di aspirazione Psl(b) rilevato insieme con il primo segnale impulsivo in un ciclo precedente (fase S4). Se il valore assoluto è superiore ad un valore X predeterminato, i segnali di pressione complessiva di aspirazione Psl e Psl(b) sono confrontati (fase S5). Quando il segnale di pressione complessiva di aspirazione Psl è minore di Psl(b), l'ECU determina che lo stantuffo nel primo cilindro lOa dovrebbe raggiungere per primo il punto morto superiore (ossia in una condizione indicata con "A" nella figura 4) (fase S6). Successivamente, l'ECU conteggia il numero predeterminato di segnali impulsivi, ed invia il segnale di iniezione di combustibile all'iniettore 14a per il primo cilindro 10a (fase S7) per far sì che l'iniettore 14a inietti la quantità predeterminata di combustibile. Viceversa, se il segnale di pressione di aspirazione Psl è maggiore di Psl(b), l'ECU determina che lo stantuffo nel quarto cilindro lOd dovrebbe raggiungere per primo il punto morto superiore (ossia in una condizione indicata con "C" nella figura 4) (fase S8), conteggia il numero predeterminato di segnali impulsivi, e fornisce il segnale di iniezione di combustibile al quarto iniettore 14d (fase S9) per far sì che l'iniettore 14d inietti la quantità predeterminata di combustibile.

Quando viene rilevato il quinto impulso nella fase SI, 1'ECU funziona in modo simile a quello precedentemente descritto. In questo caso, l'ECU memorizza un segnale di pressione complessiva dell'aria di aspirazione come segnale Ps5 nella memoria (fase SII) . Successivamente, quando viene rilevato il sesto segnale impulsivo, l'ECU ricava un valore assoluto di una differenza tra il segnale di pressione complessiva di aspirazione Ps5 ed un segnale di pressione complessiva dell'aria di aspirazione Ps5 (b) rilevato insieme con il quinto segnale impulsivo nel ciclo precedente (fase S13). Quando il valore assoluto è maggiore del valore X predeterminato, l'ECU confronta Ps5 e Ps5 (b) (fase S14). Se Ps5 è minore di Ps5 (b), l'ECU determina che lo stantuffo nel secondo cilindro 10b dovrebbe raggiungere per primo il punto morto superiore (ossia in una condizione B illustrata nella figura 4), conteggia il numero predeterminato di segnali impulsivi, ed invia il segnale di iniezione di combustibile al secondo iniettore 14b (fase S16) , facendo in modo che l'iniettore 14b inietti la quantità predeterminata di combustibile. Viceversa, se Ps5 è maggiore di Ps5(b), l'ECU determina che lo stantuffo nel terzo cilindro 10c dovrebbe raggiungere per primo il punto morto superiore (ossia in una condizione D illustrata nella figura 4), conteggia il numero predeterminato di segnali impulsivi, ed invia il segnale di iniezione di combustibile all'iniettore I4d (fase S18), facendo così in modo che l'iniettore 14c inietti la quantità predeterminata di combustibile .

Viceversa, se le differenze assolute ricavate nelle fasi S4 ed S13 sono minori del valore X predeterminato, sarà eseguito un programma di iniezione raggruppata di combustibile (fase S19). In questo programma, se è impossibi-le identificare il punto morto superiore nella corsa di compressione o nella corsa di scarico, il combustibile sarà sempre iniettato dopo che è stato conteggiato un numero predeterminato di segnali impulsivi ogniqualvolta viene rilevato il punto morto superiore. Le fasature di iniezione di combustibile sono le stesse per i cilindri in cui gli stantuffi si muovono in sincronismo rispetto all'albero a gomiti. Perciò, questi cilindri sono trattati come gruppo, per cui si determina una unica fasatura di iniezione di combustibile. In questa forma di attuazione, il primo ed il quarto cilindro 10a e lOd costituiscono un gruppo, mentre il.secondo ed il terzo cilindro 10b e 10c costituiscono un altro gruppo. Ad esempio, si supponga che la fase 19 sia eseguita attraverso la fase S4. Il segnale di iniezione di combustibile è applicato al primo ed al quarto iniettore 14a e 14d associati con il primo ed il quarto cilindro 10a e lOd, dopo che è stato conteggiato il numero predeterminato di segnali impulsivi dopo la rilevazione del secondo segnale impulsivo, facendo così in modo che gli iniettori 14a e 14d iniettino la quantità predeterminata di combustibile. Se la fase 19 è eseguita attraverso la fase S13, il segnale di iniezione di combustibile è applicato al secondo ed al terzo iniettore 14b e 14c per i cilindri 10b e lOd, dopo che il numero predeterminato di segnali impulsivi è stato conteggiato dopo la rilevazione del sesto segnale impulsivo, in modo che gli iniettori 14b e 14c iniettino la quantità predeterminata di combustibile. La quantità di combustibile da iniettare è opportunamente regolata mediante calcolo. Il valore predeterminato X può essere piccolo, e vi sono scarse probabilità di identificazione erronea delle corse, se la variazione della pressione complessiva di aspirazione Ps è relativamente limitata. Viceversa, se la pressione complessiva di aspirazione Ps varia notevolmente, il valore X predeterminato deve essere grande. L'identificazione della corsa è impossibile quando il segnale di pressione complessiva di aspirazione non può essere rilevato a causa di rumore o simile se la velocità del motore è superiore al valore predeterminato, o se la valvola del gas si apre in misura maggiore del valore predeterminato, ad esempio.

Nella forma di attuazione precedente, le fasature di iniezione di combustibile degli iniettori da 14a a 14d sono determinate sulla base del 'fatto che la pressione complessiva di aspirazione Ps dei condotti di aspirazione da llb ad lld comunicanti con i cilindri da 10b a 10d varia ciclicamente. Tuttavia è possibile determinare le fasature di iniezione di combustibile nel modo seguente. La pressione interna di un primo condotto di aspirazione comunicante con un primo cilindro (vedere figura 3(A)), o la pressione complessiva di aspirazione di condotti di aspirazione comunicanti con cilindri in gruppi differenti (ad esempio la pressione di aspirazione PI del primo condotto di aspirazione e la pressione interna P2 del secondo condotto di aspirazione illustrate nella figura 6) varia ciclicamente mentre l'albero a gomiti ruota di 720°. Le corse nei cilindri possono essere identificate sulla base delle pressioni di aspirazione precedenti allo scopo di determinare le fasature di iniezione di combustibile per gli iniettori da I4a a I4d.Ad esempio, quando si utilizza la pressione di aspirazione PI del primo condotto di aspirazione 14a, le corse saranno identificate confrontando valori di segnali di pressione di aspirazione al momento della rilevazione del terzo e del settimo segnale impulsivo. Se si utilizza la pressione complessiva di aspirazione illustrata nella figura 6, le corse saranno identificate confrontando i valori dei segnali di aspirazione quando vengono rilevati il primo ed il quinto segnale impulsivo. Inoltre, è possibile controllare la fasatura di iniezione di combustibile utilizzando un unico sensore di pressione di aspirazione che ha una certa specifica, identifica i cilindri e può eseguire una ricerca in una mappa.

Nella forma di attuazione precedente, due pressioni di aspirazione complessive nei cicli precedente e corrente che sono simili l'una all'altra sono confrontate allo scopo di identificare le corse dei cilindri. Anche quando le pressioni di aspirazione complessive sono leggermente variabili, è possibile identificare con precisione le corse dei cilindri.

Viceversa, se le pressioni di aspirazione rimangono stabili nel ciclo corrente, la pressione complessiva di aspirazione rilevata nel ciclo precedente è utilizzata allo scopo di determinare la relazione tra la variazione ciclica delle pressioni di aspirazione e la fase dell'albero a gomiti, per cui le corse dei cilindri saranno identificate. Il gruppo di identificazione della corsa secondo la presente invenzione è stato descritto con riferimento alle forme di attuazione applicate al motore a quattro tempi. Tuttavia la presente invenzione è anche applicabile non soltanto ad un motore monocilindro,ma anche ad un motore a sei cilindri.

Claims

RIVENDICAZIONE Gruppo di identificazione della corsa di un motore a quattro tempi, comprendente: mezzi rivelatori di fase per rilevare una fase di un albero a gomiti del motore a quattro tempi; mezzi rivelatori di pressione di aspirazione per rilevare una pressione dell'aria di aspirazione in condotti di aspirazione comunicanti con cilindri del motore,· e mezzi di identificazione della corsa per identificare corse nei cilindri sulla base di una relazione tra la fase rilevata dell'albero a gomiti e la pressione di aspirazione rilevata.