SE414836B - Forfaringssett for att vid analys av avgaser fran en forbrenningsmotor astadkomma forhallanden som er representativa for en forutbetsemd trafiksituations frekvens - Google Patents

Description

77123514-5 Föreliggande uppfinning avser ett förfaringssätt som gör det möjligt att jämföra utrustning av sistnämnda slag med godtycklig känd kör- cykel. Det gäller därvid att på ett representativt sätt reducera tidsskalan.

En väsentlig omständighet härvid är att man eliminerar inf1ytan_ det av ev. spel i överföringsledet mellan det primära gaspådrags- organet oeh det slutliga bränslemängdsbestämmande organet; t ex trottel- ventilen i en förgasare.

Det för uppfinningen kännetecknande är att bränslepådragsorganet före det första belastningstillfället justeras till ett 0-läge där spel är eliminerat, samt att PME/RPM värden under varje pådragstillfälle är så valda att pådragsorganet, fram till den punkt då motorn åter- vänder till tomgångskörning endast behöver förflyttas i positiv rikt- ning.

Den egentliga reduceringen av tidsskalan uppnås enligt uppfinningen genom att man i diagramform redovisar de ändringar i effektivt medel- tryck (PME) relaterat till varvtal (RPM) som motorn utsätts för under genomlopp av den kända körcykcln, att man statistiskt renod- lar detta diagram så att ett Fåtal, t ex sex, medelkurvor bildas, varvid tidsutsträckning vid varje RPM och PME-nivå används som viktande faktor, att man, med kännedom om den aktuella motorns momentkarakteristika vid olika varvtal omräknar PME/RPM diagrammet till ntt gnspådrufis/tidsdingrum, samt att man med ledning av sist- nämnda diagram programmerar en för påverkan av motorns gaspådrag avsedd styrenhet.

Uppfinningen kommer här nedan att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Fig. 1 mycket schematiskt visar den utrustning som används i sam- band med provtagningen, Fig. 2 visar ett avsnitt av en känd körcykel, Fig. 3 är ett diagram som utvisar hur medeltrycket (PME) i motorn ändras med motorvarvtal (RPM) under genomlopp av körcykeln, Fig. N visar samma diagram, statistiskt renodlat till ett fåtal medelkurvor, 7712354-5 Fig. 5 är ett förenklat diagram utvisande ändringar i PM under ett belastningsintervall, och Fig. 6 visar hur dessa medelkurvor omräknats till ett gaspådrags/ tidsdiagram (G/t) för den aktuella motorn.

För genomförande av avgasanalysprov vid en fordonsmotor kan man an- vända en utrustning av det slag som schematiskt visas i Fig. 1.

Själva fordonet antyds endast med det främre partiet, där motorn 10 är placerad. Tillförsel av bränsle bestäms på konventionellt sätt med hjälp av en gaspedal 11, och från motorn utgår ett avgasrör 12, innehållande en icke visad ljuddämpare.

För det här aktuella, förenklade provtagningsförfarandet behöver motorn icke ställas upp på någon chassidynamometer, utan frikopplas från utgående drivaxel och får gå i tomgång. Under ett kort tids- moment, en halv till en minut jämfört med de ungefär trettio minuter som det tar att köra igenom en etablerad körcykel, utsätts motorn för en serie korta variationer i tillförd bränslemängd.

Varje sådan variation har så kort varaktighet att motorn, som ju arbetar utan yttre belastning, endast mot eget tröghetsmoment och inre förluster, ej uppnår något jämviktstillstånd vid konstant varv- tal, utan väsentligen endast acoelereras och retarderas.

Gaspedalen påverkas under provet av en motor 13, som via en länk- mekanism 1Å är kopplad till pedalen, och ger denna ett antal nedtryck- ningar av förutbestämd storlek åtskilda av pauser som medger återgång till tomgångsvarvtalet.

Motorn styrs av en programenhet 15 och det är inställningen av denna som utgör underlag för föreliggande uppfinning.

I vissa fall är det angeläget att efterlikna förhållandena vid kall- start. Provtagningssekvenscn kan därför ordnas så att den även om- fattar förvalda moment under motorns uppvärmning.

I samband med provtagningen monterar man en gasmängdsfördelare 16 77123514-5 till avgasledningen 12, och leder en känd del av den totala gas- mängden till en analysapparat 17. Den senare kan vara av godtyckligt, känt slag, och eftersom den i och för sig icke har någon inverkan på förfaringssättet enligt föreliggande uppfinning har den endast markerats som en streckad fyrkant på ritningen. I ledningen mellan gasmängdsfördelaren 16 och analysapparatvn I7 sitter vn ventil I8, som styrs av programenheten 15, och endast hålls öppen under själva provtagningsmomentet.

Den i Fig. 1 visade utrustningen är endast ett exempel på de medel som behövs för att ta avgasprov från en frikopplad motor, alltså en motor som arbetar utan någon yttre belastning.

För att man skall få jämförbar bedömningsgrund med önskad, fastställd körcykel måste tídsskalan reduceras från ca 30 minuter till mindre än 1 minut, med bibehållande av en motsvarande, representativ belastning på motorn. Förutsättningen är ju att man, under ett kort accelerations- moment får en sammansättning av avgnsen, som motsvarar vnd man vr- håller vid körning under belastning på chassidynamometern.

Fig. 2 visar ett typiskt avsnitt av ett godtyckligt körcykeldiagram, och det skall framhållas att detta diagram innehåller ett stort antal "pucklar" 30 representerande ändringar i motorbelastning under visst tidsmoment. Teorin bakom uppläggningen av en sådan körcykel är att man försöker efterlikna en serie trafiksituationer, som ett fordon passerar t ex under färd från en förstad in i en storstad, med upp- repade accelerationer och inbromsningar och med varierande mot- och medlut.

Fig. 3 visar hur ett körcykeldiagram enligt Fig. 2 genom databehand- ling omräknats att representera ändringar i effektivt medeltryck (PME) relaterat till motorvarv (RPM). Det skall då framhållas, att varje "puckel" i diagrammet enligt Fig. 2, kan omfatta ett eller flera växlingstillfällen. Diskontinuiteter i samband med växling innebär att varvtalet icke nödvändigtvis stiger under genomförande av en och samma "puckel", utan tvärt om kan sjunka med stigande PME, och även kan öka med konstant PME. Vissa belastningsområden kan representeras av från varandra skilda toppar utmed varvtalsskalan. 7712354-5 Det virrvarr av linjer 31 man på detta sätt får i Fig. 3 kan inte direkt användas för något praktiskt ändamål. Fig. 4 visar hur man statistiskt kan renodla diagrammet så att man får ett fåtal medel- kurvor 32, där tidsutsträckningen vid varje varvtal och PME-nivå använts som riktande faktor.

Vid sammanförningen av kurvorna 32 får man ta hänsyn till en negativ effekt orsakad av tomgångsbromsning och i Fig. Ä markerad med fältet 33- Då man känner den aktuella motorns momentkarakteristika vid olika varvtal och gaspådrag kan medelvärdesdiagrammet enligt Fig. Å om- räknas till ett gaspådrags/varvtalsdiagram. För att man skall erhålla god repetivitet tillåts endast positiva rörelser hos gasreglaget, så att inverkan av spel respektive friktion eller annan tröghet i länkar och förbindelser elimineras.

Detta illustreras i Fig. 5 som är ett förenklat diagram utvisande ändringar i PME som borde uppträda under ett pådragstíllfälle.

Kurvan Ä0 uppvisar en första topp Å1 och en andra topp #2, skilda åt av en dal. Om spel respektive friktionskrafter i överföringsmekanismen mellan gaspedalen och det slutligen bränslemängdsbestämmande organet har måttet H3, har man inte rätta kontrollen över spetsen på toppen 41, och man kommer inte att få den avsedda ändringen vid motorn. Är spel respektive friktionskrafter så stort som måttet ÄÄ kommer änd- ring motsvarande toppen ål över huvud taget inte att märkas.

Man måste därför se till att bränslepådragsorganet före första be- lastningstillfälle justeras till ett 0-läge då spel är eliminerat och vidare ordna så att organet under varje pådragstillfälle fram till den punkt då motorn återvänder till tomgångskörning endast be- höver förflyttas i positiv riktning.

Det uktuullu Drovtaåüingsförfurnndet, som bygger på utt motorn bromsas mot sitt taget tríifçlxctsnlollnnnl , iii' l-ixlffibnszsrnl. och :nam nuïrfto göra en ytterligare omräkning för att få fram ett gaspådrags/tidsdiagram 771235lr~5 enligt Fig. 6. Detta låter sig enkelt göras genom relationen w=šmrïdär W är det tillförda arbetet kört genom PME/RPM diagrammet.

I är motorns tröghetsmoment, och uU är en'linjär funktion av varvtalet (radianer/sek).

Genomförandet av en körcykel enligt Fig. 2 innebär flera tiotusental tändningar i motorn, medan man för att köra igenom diagrammet enligt Fig. 6, endast behöver räkna med något tusental tändningar.

Man observerar att kurvorna 45 i Fig. 6 klart visar att pådrags- organet, under varje belastningstillfälle, endast behöver förflyttas i positiv riktning, fram till den punkt där belastningstillfället avbryts. Pådragsorganet kan hållas stilla under stora delar av be- lastningstillfället, men detta innebär icke att spelet kan göra sig märkbart.

Förfarandet att under uttagningsprov på avgasen köra motorn mot dess eget tröghetsmoment och inre förluster innebär en avsevärd minsk- ning i tidsåtgång. Det är vidare uppenbart, att man med hjälp av föreliggande uppfinning kan fastställa program för påverkning av motorns bränsletillförselsystem, som gör att den del av avgasmängden som tas till vara för analysering vid det förenklade testförfarandet kan bli fullt representativ för varje önskad körcykel av etablerat slag.

Claims (2)

7712354-5 PATENTKRAV

1. Förfaringssätt för att vid analys av avgaser från en för- bränningsmotor åstadkomma förhållanden som är representativa för en förutbestämd trafiksituationssekvens, varvid motorn, utan yttre belastning under en viss tidsperiod, från tomgångskörning, under kontroll av en styrenhet utsätts för en serie variationer i bränsle- tillförseln, och därunder endast bromsas av eget tröghetsmoment och inre motstånd, k ä n n e t e c k n a t därav, att man ordnar styrenheten så att den före det första belastnings- tillfället justerar motorbränslepådragsorgan till ett O-läge där spel är eliminerat, samt att man väljer värdena för av bränsletillförsel orsakade ändringar i effektivt medeltryck (PME) och varvtal (RPM) så att pådrags- organet, under varje pådragstillfälle fram till den punkt då motorn återvänder till tomgångskörning, endast behöver förflyttas i positiv riktning.

2. Förfaringssätt enligt patentkravet 1, vid vilket man för att uppnå en reducerad tidsskula omformar en känd körcykel, k ä n - n v t e c k n n L därav, att man i diagramform redovisar de ändringar i offvktlvt model- tryck (PME) relaterat till varvtal (RPM) som motorn utsätts för under genomlopp av den kända körcykeln, att man statistiskt renodlar detta diagram så att ett fåtal, t.ex. sex, medelkurvor bildas, varvid tidsutsträckning vid varje RPM- och PME-nivå används som viktande faktor, att man, med kännedom om den aktuella motorns momentkarakteristika vid olika varvtal omräknar PME/RPM diagrammet till ett gas- pådrags/tidsdiagram, samt att man med ledning av sistnämnda diagram programmerar en för påverkan av pådragsorganet avsedd styrenhet. ÅNFÖRDÅ PUBLIKATIONER: Sverige 370 562 (F02d 35/00)