FI119030B - Polttomoottorin polttoaineen syöttölaitteiston ohjausjärjestelmä - Google Patents

Description

119030 POLTTOMOOTTORIN POLTTOAINEEN SYÖTTÖLAITTEISTON OHJAUSJÄRJESTELMÄ 5 Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen polttomoottorin polttoaineensyöttölaitteiston ohjausjärjestely, joka käsittää ainakin kaksi polttoaineen ruiskutussuutinta, joiden ruiskutustapahtuma on ohjattavissa solenoidin avulla, ja ainakin kaksi ohjausyksikköä sovitettuna ohjaamaan ruiskutustapahtumaa ohjaavia solenoideja.

10

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 5 johdanto-osan mukainen menetelmä polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmän ohjaamiseksi, joka polttoaineensyöttölaitteisto käsittää ainakin kaksi polttoaineen ruiskutussuutinta, joiden ruiskutustapahtumaa ohjataan solenoidin avulla, ja ainakin 15 kaksi ohjausyksikköä, jotka ohjaavat ruiskutussuuttimien ruiskutustapahtumaa ohjaavia solenoideja.

,..., Erityisesti voimala- ja laivamoottoreille asetetaan suuria vaatimuksia käyttö-*·V * varmuuden osalta. Tehokkuuden parantamiseksi ja pakokaasupäästöjen vä- • · · 20 hentämiseksi on sähköisesti ohjattujen polttoaineen syöttölaitteistojen käyttö • ·’. yleistynyt. Tällaiset syöttölaitteistot tuovat kuitenkin mukanaan kasvaneen ·«· · : käyttöluotettavuusriskin. Laitteistojen luotettavuutta on parannettu tyypilli- sesti esimerkiksi kahdentamalla tai jopa kolminkertaistamalla toimi- ja mittauslaitteita. Tällaisissa ratkaisuissa rinnakkaiset laitteet on tyypillisesti kytketty • · v.: 25 sähköisesti rinnan, jolloin yhden laitteen vikaantuminen voi kuitenkin estää ·«· ’♦··*’ rinnankytkennän vuoksi varsinaisen toiminnan häiritsemällä rinnakkaisen, eh- ,.*·* jän laitteen toimintaa. Vikaantunut laite voi esimerkiksi maattaa signaalijoh- ··· timen, jolloin järjestelmä ei enää toimi. Lisäksi moninkertaistetuissa järjes- ·«· • · • ♦ ··· ·· · • · t • · • · 2 119030 telmissä riski vikaantumiseen kasvaa jo laitteiden lukumäärän lisääntymisen myötä.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan polttomoottorin polttoaineen syöt-5 tölaitteiston ohjausjärjestelmä, joka on toiminnaltaan luotettava ja jolla saavutetaan korkea käyttöluotettavuus.

Keksinnön tavoitteet saavutetaan pääasiassa patenttivaatimuksissa 1 ja 5 sekä muissa vaatimuksissa tarkemmin esitetyllä tavalla. Keksinnön mukaisen 10 polttoaineen syöttölaitteiston ohjausjärjestely käsittää ainakin kaksi polttoaineen ruiskutussuutinta, joiden ruiskutustapahtuma on ohjattavissa solenoidin avulla, ja ainakin kaksi ohjausyksikköä sovitettuna ohjaamaan ruiskutussuut-timien ruiskutustapahtumaa ohjaavia solenoideja. Keksinnölle on tunnusomaista se, että kukin ruiskutussuutin on varustettu ensimmäisellä ja toisella 15 solenoidilla sovitettuna niille yhteisen sydämen yhteyteen, ja että ensimmäinen ja toinen solenoidi ovat yhteydessä eri ohjausyksikköön. Ensimmäinen ja toinen solenoidi ovat saman, näille yhteisen sydämen yhteydessä, toisistaan galvaanisesti erotettuina ts. sähköiseltä toiminnaltaan toisistaan riippumat- • * · ,·*:·. tornia.

· * 20 • · • Solenoidiparista vain toisen solenoidin ohjaaminen riittää solenoidin sydä- • · · · : men liikuttamiseen. Näin normaalissa tilanteessa se solenoidi, jota ei käytetä

Mi · sydämen liikuttamiseen, toimii kontrollointisolenoidina. Tämä tarkoittaa sitä, että ensimmäisen solenoidin ohjauksen aikaansaama sydämen liike indusoi * · v\: 25 toisessa solenoidissa sähkövirran, jota seurataan ohjausyksikön toimesta. • · ·

Siinä tapauksessa, että kontrollointi paljastaa sydämen liikkumattomuuden, (<*j* siirretään ruiskutussuuttimen toiminnan ohjaus tapahtuvaksi toisen soleno- • · · idin avulla. Tällöin vain yhden tapahtumattoman sydämen liikkeen ts. ruisku- • · • * • · • · · • · · • · · • · • · 3 119030 tussuuttimen toimintahäiriön jälkeen moottorin toiminta normalisoituu toisen solenoidin käytön korvatessa rikkoutuneen ensimmäisen solenoidin.

Keksinnön mukaisesti solenoidien ja ohjausyksikköjen ohjausyhteys on toteu-5 tettu siten, että kuhunkin ohjausyksikköön on yhteydessä joukko ensimmäisiä yhdyslinjoja ja toisia yhdyslinjoja, joista ensimmäiset yhdyslinjat ovat yhteydessä ensimmäisten solenoidiparien ensimmäisiin solenoideihin ja toiset yhdyslinjat ovat yhteydessä toisten solenoidiparien eri toisiin solenoideihin. Tämänkaltaisella järjestelyllä voidaan välttää myös toimintahäiriö siinä tapa-10 uksessa, että ohjausyksikkö jostain syystä tulee toimintakyvyttömäksi.

Keksinnön mukaisessa järjestelyssä kukin ohjausyksikkö käsittää tiedonväli-tysmodulin, ohjausmodulin ja diagnostiikkamodulin. Tiedonvälitysmoduli on järjestetty aikaansaaman tiedonsiirtoyhteys kullekin yhteyslinjalle joko ohja-15 us- tai diagnostiikkamodulin kanssa. Normaalitilanteessa ruiskutussuuttimen ensimmäinen solenoidi on yhteydessä ensimmäisen ohjausyksikön ohja-jausmoduliin, jolloin ohjausmoduli on järjestetty ohjaamaan ensimmäisen solenoidin toimintaa, ja toinen solenoidi on yhteydessä toisen ohjausyksikön

• « I

diagnostiikkamoduliin, jolloin diagnostiikkamoduli on järjestetty analysoi- • · · 20 maan toisen solenoidin ja siten mainitun ruiskutussuuttimen toimintaa.

• · 1 • · • · · • · · ··· · • Keksinnön mukaisessa menetelmä polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjes-«1· · telmän ohjaamiseksi, joka polttoaineensyöttölaitteisto käsittää ainakin kaksi polttoaineen ruiskutussuutinta, joiden ruiskutustapahtumaa ohjataan soleno- • · \V 25 idin avulla, ja ainakin kaksi ohjausyksikköä, jotka ohjaavat ruiskutussuuttimi-··· *···1 en ruiskutustapahtumaa ohjaavia solenoideja, kunkin ruiskutussuuttimen „1·1 toimintaan käytetään ensimmäistä ja toista solenoidia sovitettuna niille yhtei- ··· sen sydämen yhteyteen, ja ensimmäisen ja toisen solenoidin toimintaa oh- ··· • · • · ··· 2 2 · • 1 1 • · • 1 4 119030 jaavat eri ohjausyksiköt. Normaalissa tilanteessa ensimmäinen solenoidi ohjaa ruiskutussuuttimen toimintaa ja toinen solenoidi valvoo ruiskutussuutti-men toimintaa. Siinä tapauksessa, että toisen solenoidin valvonta havaitsee häiriön ruiskutussuuttimen toiminnassa, vaihdetaan toinen solenoidi ohjaa-5 maan ruiskutussuuttimen toimintaa. Keksinnön avulla minimoidaan moottorin käyntihäiriöiden mahdollisuus hyvin tehokkaasti.

Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkinomaisesti viitaten oheiseen kaa-viomaiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää erästä suoritusmuotoa polt-10 tomoottorin polttoaineen syöttöjärjestelyä.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviomaisesti polttomoottorin polttoaineen syöttölait-teisto 1 ja sen ohjausjärjestely 2. Ohjausjärjestely 2 muodostuu tässä useasta ohjausyksiköstä 2.1, jotka voivat käytännössä olla myös integroituna fyysises-15 ti samaan yksikköön, mitä kuvataan kuvion katkoviivalla. Polttoaineen syöttö-laitteisto käsittää moottorin sylintereiden 3 yhteydessä olevia ruiskutussuut-timia 4. Ruiskutussuuttimien toimintaa ja siten ruiskutustapahtumaa ohjataan ensimmäisen ja toisen solenoidin 5.1,5.2 avulla. Kuviossa 1 esitetyssä suori- • · · tusmuodossa solenoidit on sijoitettu ohjaamaan suoraan ruiskutussuuttimien 20 neulan karaan 5.3, mutta keksinnön perusajatusta voidaan soveltaa myös • esimerkiksi hydraulisesti ohjatuissa ruiskutussuuttimissa ohjaamaan hyd-

Mt i : raulinesteen ohjauspaineen vapautusta, mikä siis hydraulisesti ohjatuissa jär- jestelmissä saa aikaan ruiskutussuuttimen neulan avautumisen.

• · \v 25 Kukin ruiskutussuutin on varustettu solenoidiparilla 5.1,5.2, jonka parin en-«·· simmäinen 5.1 ja toinen solenoidi 5.2 ovat sovitettuna niille yhteisen sydä- * men ts. karan 5.3 yhteyteen. On selvää, että suuttimen rakenne käytännössä ··· voi vaihdella, mutta oleellista on, että karan liike vaikuttaa itse suutinneulan ··· • · • · • · · 1 · · • · · • · • · 119030 5 liikkeeseen. Ohjausyksiköt ovat ohjausyhteydessä solenoidien kanssa yhdys-linjojen 6 tai vastaavien välityksellä.

Yhdyslinjat 6 muodostuvat joukosta ensimmäisiä yhteyslinjoja 6.1 ja joukosta 5 toisia yhteyslinjoja 6.2. Kaapelit on kytketty siten, että ensimmäiset yhdyslinjat 6.1 yhdistävät kunkin ruiskutussuuttimen ensimmäisen solenoidin 5.1 ohjausyksikköön 2.1 ja toiset yhdyslinjat 6.2 yhdistävät kunkin ruiskutussuuttimen toisen solenoidin 5.2 ohjausyksikköön 2.1 ja edelleen siten, että saman ruiskutussuuttimen solenoidiparin 5.1,5.2 solenoidit on yhteydessä eri ohja-10 usyksikköön.

Kunkin ruiskutussuuttimen molemmat solenoidit ovat mitoitettu ja/tai valittu siten, että ne yksin pystyvät huolehtimaan karan liikuttamisesta, jolloin normaalitilanteessa toista solenoidia voidaan käyttää diagnostiikkatarkoitukseen. 15 Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että normaalitilanteessa polttoaineen syöt-töjärjestely ja siten myös moottori voidaan pitää toiminnassa solenoidiparin ensimmäisen solenoidin 5.1 avulla. Tällöin solenoidiparin toisen solenoidi 5.2 ... avulla tarkkaillaan ensimmäisen solenoidin 5.1 toimintaa. Lisäksi edullisesti • · · • * · kunkin solenoidiparin ensimmäinen ja toinen solenoidi ovat yhteydessä eri • · · 20 ohjausyksikköön 2.1. Normaalitilanteessa näistä toiseen solenoidiin yhtey- : .*. dessä oleva ohjausyksikkö on järjestetty toimimaan diagnostiikkatilassa tä-··· · : män kyseisen solenoidin suhteen. Kun ensimmäinen solenoidi saa aikaan ka- «·· · ran liikkeen ts. ruiskutustapahtuman aloituksen, on tämä havaittavissa toisen solenoidin virtapiirissä, minkä diagnostiikkatilassa oleva toinen ohjausyksikkö • · :.V 25 havaitsee.

··· • t • · ··· ,4*|* Kukin ohjausyksikkö käsittää tiedonvälitysmodulin 2.2, joka ohjaa yhdyslinjo- • · · jen 6 kytkentää ohjausyksikön muihin moduleihin. Ohjausyksikkö käsittää ··· • · • · «·· • · · • · t • · • * 6 119030 tiedonvälitysmodulin 2.2 lisäksi ainakin ohjausmodulin 2.3 ja diagnostiikka-modulin 2.4. Keksinnön mukaisesti tiedonvälitysmodulissa 2.2 on tieto siitä, mitkä ruiskutussuuttimien solenoideista 5.1, 5.2 ohjaavat ruiskutustapahtu-maa ja mitkä ovat diagnostiikkakäytössä. Tämän tiedon mukaisesti tiedonväli-5 tysmoduli 2.2 aikaansaa tiedonsiirtoyhteyden kullekin yhteyslinjalle 6 joko ohjaus- tai diagnostiikkamodulin kanssa. Käytännössä siis toinen solenoidi 5.2 antaa ohjausyksikölle tietoa ruiskutussuuttimen toiminnasta ohjausyksikön diagnostiikkamoduliin 2.4 tiedonvälitysmodulin 2.2 välityksellä ja/tai ohjaamana. Kun diagnostiikkamoduli 2.4 havaitsee, että ruiskutussuuttimen kara 10 5.3 ei liiku, ts. että ensimmäisen solenoidin toiminta on jostain syystä häiriin tynyt, suoritetaan tämän tiedon perusteella toimenpide, jolla kyseisen ruiskutussuuttimen toinen solenoidi 5.2 otetaan ruiskutustapahtuman ohjauskäyt-töön. Toimenpiteessä toiseen solenoidiin 5.2 yhteydessä olevan ohjausyksikön 2.1 tiedonvälitysmoduli 2.4 ohjaa yhteyden diagnostiikkamodulin 2.4 si-15 jasta ohjasumodulille 2.3, jolloin ohjausmoduli 2.3. käyttää toista solenoidia 2.4 ruiskutustapahtuman ohjaamiseen. Vaikka ensimmäisen solenoidin toimimattomuuden aiheuttanut vika olisi tapahtunut ohjausyksikön ohjausmo- ... dulissa, toimii moottoori edelleen häiriöttömästi, koska kunkin ruiskutussuut- • · · • · · timen solenoidiparit 5.1, 5.2 ovat yhteydessä eri ohjausyksikköihin.

• · · ....: 20 • · : Keksintö ei ole rajoitettu esitettyihin sovellusmuotoihin, vaan useita muun- ··· · : nelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

··· · ··· • 1 « 1 ··1 • · * · · • · · • · • · φ • · • · ·«· · φ • φφφφ t φ · φ φ • m II1 Φ i Φ Φ · Φ Φ ΦΦΦ ΦΦ · Φ # 1 • Φ Φ Φ

Claims (7)

7 119030 PATENTTIVAATIMU KSET

1. Polttomoottorin polttoaineensyöttölaitteiston (1) ohjausjärjestely (2), joka polttoaineensyöttölaitteisto käsittää ainakin kaksi polttoaineen ruiskutussuu- 5 tinta (4), joiden ruiskutustapahtuma on ohjattavissa solenoidin (5.1) avulla, ja ainakin kaksi ohjausyksikköä (2.1) sovitettuna ohjaamaan ruiskutussuuttimien ruiskutustapahtumaa ohjaavia solenoideja (5.1), tunnettu siitä, että kukin ruis-kutussuutin on varustettu ensimmäisellä ja toisella solenoidilla (5.1,5.2) sovitettuna niille yhteisen sydämen (5.3) yhteyteen, ja että ensimmäinen ja toi-10 nen solenoidi ovat yhteydessä eri ohjausyksikköön (2.1).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että solenoidien ja ohjausyksikköjen ohjausyhteys on toteutettu siten, että kuhunkin ohjausyksikköön on yhteydessä joukko ensimmäisiä yhdyslinjoja (6.1) ja joukko toisia yhdyslinjoja (6.2), joista ensimmäiset yhdyslinjat ovat yhteydes- 15 sä ensimmäisiin solenoideihin ja toiset yhdyslinjat ovat yhteydessä toisiin so-lenoideihin.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että ohja- • * * usyksikkö käsittää tiedonvälitysmodulin (2.2), ohjausmodulin (2.3) ja diagnos- * *:··· tiikkamodulin (2.4), joka tiedonvälitysmoduli (2.2) on järjestetty aikaansaaman 20 tiedonsiirtoyhteyden kullekin yhteyslinjalle joko ohjaus- tai diagnostiikkamo-dulin kanssa. • *

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että nor-reaalitilanteessa ruiskutussuuttimen ensimmäinen solenoidi (5.1) on yhtey- • m dessä ensimmäisen ohjausyksikön ohjajausmoduliin (2.3), jolloin ohjausmo- ··· 25 duli on järjestetty ohjaamaan ensimmäisen solenoidin (5.1) toimintaa, ja toi- Μ·« .*··. nen solenoidi (5.2) on yhteydessä toisen ohjausyksikön diagnostiikkamoduliin «·· ··· • · • · ··· ·· · • · · • · • e 8 119030 (2.4), jolloin diagnostiikkamoduli on järjestetty analysoimaan toisen solenoidin ja siten mainitun ruiskutussuuttimen toimintaa.

5. Menetelmä polttomoottorin (1) polttoaineensyöttöjärjestelmän ohjaamiseksi, joka polttoaineensyöttölaitteisto käsittää ainakin kaksi polttoaineen 5 ruiskutussuutinta (4), joiden ruiskutustapahtumaa ohjataan solenoidin (5.1) avulla, ja ainakin kaksi ohjausyksikköä (2.1), jotka ohjaavat ruiskutussuuttimi-en ruiskutustapahtumaa ohjaavia solenoideja (5.1,5.2), tunnettu siitä, että solenoidit ovat sovitettuna niille yhteisen sydämen (5.3) yhteyteen ja kunkin ruiskutussuuttimen (4) toimintaan käytetään ensimmäistä ja toista solenoidia 10 (5.1,5.2), ja että ensimmäisen ja toisen solenoidin toimintaa ohjaavat eri oh jausyksiköt (2.1).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että normaalissa tilanteessa ensimmäinen solenoidi (5.1) ohjaa ruiskutussuuttimen (4) toimintaa ja että toinen solenoidi (5.2) valvoo ruiskutussuuttimen toimintaa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen (5.2) solenoidin valvonnan havaittua häiriön ruiskutussuuttimen (4) toimin- »i« • · * nassa vaihdetaan toinen solenoidi (5.2) ohjaamaan ruiskutussuuttimen toi- ( · · mintaa. • * • · • · · • · t ·« · • · * · » • · · ··· · *·· • · « · ·#· • • a · • t · • t ··· • · • · «·· t • · · »M* • t · * · • * M· ··· • · • * ·« • I * « · · • « • f 9 119030