FR2490276A1

FR2490276A1 - FUEL SUPPLY REGULATION DEVICE FOR EXPLOSION ENGINES

Info

Publication number: FR2490276A1
Application number: FR8117019A
Authority: FR
Inventors: Jones Christopher; Peter Ives Andrew
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1981-09-08
Publication date: 1982-03-19
Also published as: IT8123870A0; ZA816054B; IT1138214B; DE3136111A1; ES505432A0; BR8105801A; JPS5783643A; ES8206752A1

Abstract

An engine system contains an exhaust gas recirculation valve (16) and a fuel injection pump (12). A transducer (27) indicates the air flow to the internal combustion engine. An electronic control system (22, 24, 25) controls the fuel flow to the internal combustion engine. In addition to determining the adjustment of the exhaust gas recirculation valve (16) the air flow signal is also used for determining the maximum fuel quantity which can be delivered to the internal combustion engine.

Description

DISPOSITIF DE REGULATION DE L'ALIMENTATION
EN CARBURANT POUR MOTEUR A EXPLOSION
La présente invention concerne les groupes moteurs du type comprenant un moteur à combustion interne ou à explosion et à pistons comportant un collecteur d'admission d'air et un collecteur d'échappement, un conduit qui relie les deux collecteurs entre eux, et une soupape placée dans ce conduit et que l'on peut régler de façon à commander l'arrivée du gaz d'échappement dans le collecteur d'admission, et à moyen d'alimentation en carburant qui alimente le moteur en carburant.FEEDING CONTROL DEVICE
FUEL FOR EXPLOSION ENGINES
The present invention relates to engine groups of the type comprising an internal combustion or internal combustion engine with pistons comprising an air intake manifold and an exhaust manifold, a duct which connects the two manifolds together, and a valve. placed in this conduit and which can be adjusted so as to control the arrival of the exhaust gas in the intake manifold, and with fuel supply means which supplies the engine with fuel.

L'objectif principal du recyclage des gaz d'échappement est de réduire la teneur en gaz nocifs des gaz d'échappement du moteur et, en général, à mesure que le débit d'alimentation en combustible du moteur augmente, le débit d'arrivée des gaz d'échappement dans le collecteur d'admission d'air doit diminuer pour une vitesse donnée du moteur. The main objective of exhaust gas recycling is to reduce the content of harmful gases in the engine exhaust gases and, in general, as the fuel supply rate of the engine increases, the incoming flow exhaust gas in the air intake manifold should decrease for a given engine speed.

On connait les dispositifs dans lesquels le réglage de la soupape est déterminé par un dispositif pouvant être actionné par une pression de fluide et qui réagit, soit directement, soit indirectement, à la pression du fluide qui se trouve à l'intérieur du moyen d'alimentation en carburant et qui varie en même temps que le débit d'alimentation en carburant du moteur. L'inconvénient d'un tel dispositif est le retard qui se produit dans le réglage de la soupape à la suite d'une augmentation du débit d'alimentation en carburant du moteur. Cela se traduit par une médiocre combustion du carburant. We know the devices in which the adjustment of the valve is determined by a device which can be actuated by a fluid pressure and which reacts, either directly or indirectly, to the pressure of the fluid which is inside the means of fuel supply and which varies with the engine fuel delivery rate. The disadvantage of such a device is the delay which occurs in the adjustment of the valve as a result of an increase in the fuel delivery rate of the engine. This results in poor fuel combustion.

L'objectif de la présente invention est de procurer, sous une forme simple et commode, un groupe moteur du type spécifié ci-dessus. The object of the present invention is to provide, in a simple and convenient form, a motor unit of the type specified above.

Selon l'invention, un groupe moteur comprend un moteur à combustion interne et à pistons comportant un collecteur d'admission d'air et un collecteur d'échappement, un conduit qui relie les deux collecteurs entre eux, et une soupape placée dans ce conduit, une commande électrique permettant de commander le réglage de ladite soupape de façon à commander le débit d'arrivée des gaz à'échappement dans le collecteur d'admission, à moyen d'alimentation en carburant qui alimente le moteur, à moyen de commande électrique permettant de commander le fonctionnement du moyen de commande en fournissant un signal électrique représentatif du débit d'air arrivant au moteur, ledit moyen de commande électrique réagissant audit signal, ainsi qu'à des signaux représentatifs de la vitesse du moteur et de la quantité de carburant fournie à chaque instant au moteur, en déterminant le réglage de ladite soupape, un autre moyen permettant de commander la quantité de carburant délivrée au moteur par ledit moyen d'alimentation en carburant, ledit autre moyen réagissant audit signal de telle sorte que la quantité maximale de carburant qui peut être fournie au moteur dépend du débit d'air qui arrive au moteur. According to the invention, an engine group comprises an internal combustion engine with pistons comprising an air intake manifold and an exhaust manifold, a duct which connects the two manifolds together, and a valve placed in this duct , an electric control making it possible to control the adjustment of said valve so as to control the flow rate of arrival of the exhaust gases in the intake manifold, by means of fuel supply which feeds the engine, by means of electric control making it possible to control the operation of the control means by providing an electrical signal representative of the air flow arriving at the engine, said electrical control means reacting to said signal, as well as to signals representative of the speed of the engine and of the quantity of fuel supplied at all times to the engine, by determining the adjustment of said valve, another means making it possible to control the quantity of fuel delivered to the engine by said means supplying fuel, said other means reacting to said signal so that the maximum amount of fuel which can be supplied to the engine depends on the air flow which arrives at the engine.

Les exemples de dispositifs conformes à l'invention vont maintenant être décrit avec référence aux dessins indexés, sur lesquels
La figure 1 est une vue schématique du moteur et des constituants qui lui sont associés,
La figure 2 est un schéma bloc une partie d'un exemple du groupe moteur selon la mention,
La figure 3 est un schéma bloc une partie d'un autre exemple du groupe moteur selon l'invention, et
La figure 4 est un schéma bloc une partie du groupe moteur qui est représenté sur la figure 2.The examples of devices according to the invention will now be described with reference to the indexed drawings, on which
FIG. 1 is a schematic view of the engine and of the components associated with it,
FIG. 2 is a block diagram, part of an example of the engine group according to the mention,
FIG. 3 is a block diagram of part of another example of the engine group according to the invention, and
FIG. 4 is a block diagram of part of the engine group which is represented in FIG. 2.

Reportons-nous à la Figure 1 des dessins, où l'on voit que le groupe moteur comprend un moteur 10 à allumage par compression comportant des tubulures d t injection ou injecteurs 11 qui sont reliés respectivement aux sorties d'une pompe 12 d'injection de carburant qui est entraînée en synchronisme avec le moteur 10. Les injecteurs envoient du carburant dans les chambres de combustion respectives du moteur. Refer to Figure 1 of the drawings, where it can be seen that the engine group comprises a compression-ignition engine 10 comprising injection pipes or injectors 11 which are respectively connected to the outputs of a pump 12 for injection of fuel which is driven in synchronism with the engine 10. The injectors send fuel to the respective combustion chambers of the engine.

En outre, le moteur comporte un collecteur 13 d'admission d'air et un collecteur d'échappement 14, les deux collecteurs étant reliés entre eux par un conduit 15 dans lequel est incorporée une soupape 16 dont le réglage est commandé par un dispositif d'actionnement 17. Lorsque le moteur fonctionne, l'ouverture de la soupape 16 permet au gaz d'échappement de passer du collecteur d'échappement dans le collecteur d'ad mission d'air, d'une manière connue, afin de limiter la production de gaz nocifs pendant la marche du moteur.In addition, the engine comprises an air intake manifold 13 and an exhaust manifold 14, the two manifolds being connected to each other by a conduit 15 in which is incorporated a valve 16, the adjustment of which is controlled by a device actuation 17. When the engine is running, the opening of the valve 16 allows the exhaust gas to pass from the exhaust manifold into the air intake manifold, in a known manner, in order to limit the production of harmful gases while the engine is running.

Considérons maintenant la Figure 2, sur laquelle on voit la soupape 16 et son dispositif d'actionnement 17, ainsi que la pompe à carburant 12. Le dispositif d'actionnement 17 est commandé par un signal délivré à la sortie d'un comparateur 18 qui reçoit un signal d'une "carte" représentée par le bloc 19. Cette "carte" reçoit deux signaux d'entrée pour délivrer au comparateur un signal approprié indicatif de la position voulue de la soupape 16, et à cette fin il est prévu un signal de vitesse de moteur provenant d'un transducteur 20, et en outre un signal correspondant à l'alimentation réelle en carburant du moteur, lequel est désigné par le repère numérique 21. Ladite carte contient en mémoire les informations relatives au moteur particulier. Let us now consider Figure 2, on which we see the valve 16 and its actuating device 17, as well as the fuel pump 12. The actuating device 17 is controlled by a signal delivered to the output of a comparator 18 which receives a signal from a "card" represented by block 19. This "card" receives two input signals to deliver to the comparator an appropriate signal indicative of the desired position of the valve 16, and for this purpose there is provided a engine speed signal from a transducer 20, and further a signal corresponding to the actual supply of fuel to the engine, which is designated by the reference numeral 21. Said card contains in memory the information relating to the particular engine.

Le signal de carburant 21 est un signal qui représente la quantité réelle de carburant qui est fournie au moteur à chaque instant, et il est obtenu à partir d'un transducteur et d'un circuit de décodage (non représenté), le transducteur étant entraîné par la pompe Un signal 31 de commande de carburant est délivré à la pompe à partir d'un circuit régulateur qui comporte un bloc-circuit 22, lequel sera décrit plus loin, et auquel est délivré un signal de demande émis à l'origine par un opérateur et transmis par un transducteur 23, ainsi que le signal de vitesse de moteur provenant du transducteur 20.Le rôle du bloc-circuit 22 est d'engendrer un signal approprié 31 de commande de carburant en fonction de la demande et de la vitesse du moteur, et, pour que la quantité maximale de carburant qui est fournie au moteur n'excède pas une valeur donnée, il est prévu une carte 24 d'alimentation maximale en carburant qui reçoit le signal de vitesse du moteur et qui délivre au bloc 22 un signal "de carburant maximal" ou de limitation d'alimentation en carburant. Ce signal limite peut être modifié au moyen d'un autre bloc 25 dont il sera question plus loin. Le signal de 31 commande de carburant sert à déterminer le réglage de l'organe de commande de carburant de la pompe à carburant 12. En outre, le bloc 22 sert à commander la vitesse maximale du moteur correspondant, ainsi que la vitesse de ralenti.Le signal de carburant 21, ainsi que le signal de vitesse de moteur provenant du transducteur 20, sont délivrés à une autre carte désignée par le bloc 26, et ce bloc délivre, à partir de l'information mise en mémoire, un signal à la pompe qui détermine à quels moments du carburant doit être délivré au moteur correspondant. The fuel signal 21 is a signal which represents the actual quantity of fuel which is supplied to the engine at each instant, and it is obtained from a transducer and a decoding circuit (not shown), the transducer being driven by the pump A fuel control signal 31 is delivered to the pump from a regulator circuit which includes a circuit block 22, which will be described later, and to which a request signal originally issued by an operator and transmitted by a transducer 23, as well as the engine speed signal coming from the transducer 20. The role of the circuit block 22 is to generate an appropriate fuel control signal 31 as a function of demand and speed of the engine, and, so that the maximum quantity of fuel which is supplied to the engine does not exceed a given value, there is provided a card 24 for maximum fuel supply which receives the speed signal from the engine and which delivers to the block 22 a signal "from maximum fuel "or fuel supply limitation. This limit signal can be modified by means of another block 25 which will be discussed below. The fuel control signal 31 is used to determine the setting of the fuel control member of the fuel pump 12. In addition, the block 22 is used to control the maximum speed of the corresponding engine, as well as the idling speed. The fuel signal 21, as well as the engine speed signal from the transducer 20, are delivered to another card designated by block 26, and this block delivers, from the information stored, a signal to the pump that determines when fuel should be delivered to the corresponding engine.

L'autre signal d'entrée du comparateur 18, dans l'exemple de la Figure 2, est un signal de correction qui provient d'un transducteur 27, lequel fourni un signal indicatif du débit d'air frais arrivant au moteur. Ce transducteur est donc disposé dans le collecteur 13 en amont de la jonction du conduit 15 avec ce collecteur. Entre le transducteur 27 et le comparateur 18 est interposé un bloc-circuit 28 qui modifie le signal en fonction de la densité d'air. Le signal indicatif du débit d'air est également délivré au bloccircuit 25, et il est résulte que la quantité maximale de carburant qui peut être fournie au moteur et qui est indiquée par la carte 24, est modifiée par le débit d'air réel qui arrive au moteur.Par suite, même si l'opérateur du moteur venait à augmenter soudainement l'effort demandé au moteur, le débit d'alimentation en carburant du moteur serait réglé en fonction du débit d'air qui arrive au moteur et, à mesure que ce débit d'air -augmente, le débit d'alimentation en carburant du moteur augmente lui aussi, une limite étant imposée par la carte 24 pour garantir que la quantité maximale de carburant qui peut alimenter le moteur et qui dépend de la vitesse du moteur, n'est jamais dépassée. The other input signal from the comparator 18, in the example of FIG. 2, is a correction signal which comes from a transducer 27, which provides a signal indicative of the flow of fresh air arriving at the engine. This transducer is therefore placed in the collector 13 upstream of the junction of the conduit 15 with this collector. Between the transducer 27 and the comparator 18 is interposed a circuit block 28 which modifies the signal as a function of the air density. The signal indicative of the air flow is also delivered to the block 25, and it follows that the maximum amount of fuel which can be supplied to the engine and which is indicated by the card 24, is modified by the actual air flow which As a result, even if the engine operator suddenly increases the effort required of the engine, the fuel delivery rate of the engine would be adjusted according to the air flow that arrives at the engine and, at as this air flow rate increases, the fuel supply flow rate of the engine also increases, a limit being imposed by the card 24 to guarantee that the maximum quantity of fuel which can supply the engine and which depends on the speed of the engine, is never exceeded.

Le bloc 22, comme le montre la Figure 4, comporte un comparateur 32 à la sortie duquel est obtenu le signal de commande de carburant et dont l'une des entrées est le signal de carburant réel obtenu à partir du circuit de décodage qui est associé au transducteur entraîné par la pompe. L'autre entrée du comparateur est reliée à la sortie d'un circuit limiteur 33 qui reçoit le signal du bloc-circuit 25 et dont l'entrée est reliée à la sortie d'un circuit 34 de calcul de demande de carburant qui reçoit le signal de vitesse du moteur du transducteur 20 ainsi que le signal de demande d'opérateur du transducteur 23. Le circuit 34 de calcul de demande de carburant prend en compte la vitesse du moteur pour remplir une fonction de régulation en limitant la vitesse maximale du moteur. Block 22, as shown in Figure 4, includes a comparator 32 at the output of which the fuel control signal is obtained and one of whose inputs is the actual fuel signal obtained from the decoding circuit which is associated to the transducer driven by the pump. The other input of the comparator is connected to the output of a limiter circuit 33 which receives the signal from the circuit block 25 and whose input is connected to the output of a circuit 34 for calculating fuel demand which receives the speed signal of the transducer motor 20 as well as the operator demand signal of the transducer 23. The fuel demand calculation circuit 34 takes into account the speed of the motor to fulfill a regulating function by limiting the maximum speed of the motor .

Dans l'agencement qui est représenté sur la Figure 3, les éléments qui jouent le même rôle sont affectés des mêmes repères numériques. On notera dans ce cas que le transducteur 27 est supprimé et qu'à sa place il est prévu un transducteur 29 qui fournit une indication de la position de la soupape 16. Le signal de sortie du transducteur 29 traverse un bloc 30 qui garantit que le signal délivré au comparateur 18 sera représentatif du débit d'air arrivant au moteur. L'agencement de la Figure 3 est possible avec un moteur à allumage par compression car, pour une vitesse de moteur donnée, le volume totale du mélange d'air et de gaz d'échappement qui est aspiré dans le moteur est pratiquement constant, si bien que l'on peut déterminer le volume d'air frais aspiré dans le moteur en vérifiant la position de la soupape 16. In the arrangement shown in Figure 3, the elements that play the same role are assigned the same reference numerals. It will be noted in this case that the transducer 27 is deleted and that in its place there is provided a transducer 29 which provides an indication of the position of the valve 16. The output signal from the transducer 29 passes through a block 30 which guarantees that the signal delivered to comparator 18 will be representative of the air flow arriving at the engine. The arrangement of Figure 3 is possible with a compression ignition engine because, for a given engine speed, the total volume of the mixture of air and exhaust gas which is drawn into the engine is practically constant, if although the volume of fresh air drawn into the engine can be determined by checking the position of valve 16.

On peut modifier le dispositif qui est représenté sur les Figures 2 et 3 en modifiant la sortie du comparateur 18 en fonction de la différentielle du signal délivré par le transducteur 23. Ainsi, quand une variation rapide de la demande a lieu, il y a également une variation rapide de la position de la soupape 16. Des techniques analogiques ou numériques, ou les deux, peuvent être utilisées dans les dispositifs décrits, suivant celle des techniques qui est la plus commode. The device which is shown in Figures 2 and 3 can be modified by modifying the output of the comparator 18 as a function of the differential of the signal delivered by the transducer 23. Thus, when a rapid variation in demand takes place, there is also a rapid variation of the position of the valve 16. Analog or digital techniques, or both, can be used in the devices described, whichever of the techniques is most convenient.

Claims

1. Engine unit comprising an internal combustion engine and pistons tlO) comprising an air intake manifold (13) and an exhaust manifold (14X, a conduit (15) which connects between the two manifolds, and a valve (16) which is placed in this duct, a fuel supply means (12) which supplies the engine with fuel, characterized by an electric control (17) making it possible to control the adjustment of said valve so as to controlling the flow of exhaust gas which arrives in the intake manifold, means (27) serving to deliver an electrical signal representative of the air flow which arrives at the engine, electric control means (18, 19) allowing to control the operation of said control, said control means reacting to said signal, as well as to signals representative of the speed of the engine and of the quantity of fuel which is supplied to the engine at all times, by determining the setting of said valve , at very means (22, 24, 25) for controlling the amount of fuel which is supplied to the engine by said fuel supply means (12X, said other means reacting to said signal so that the maximum amount of fuel which can be delivered to the engine depends on the air flow rate reaching the engine.

2. Motor unit according to Claim 1, characterized in that the said other means comprise a regulated circuit comprising a first circuit (22) which reacts to an operator request signal and to an engine speed signal by delivering a signal of fuel requested from said fuel supply means, the regulator circuit comprising a second circuit (24) serving to supply a fuel limitation signal to said first circuit, said fuel limitation signal is a function of the engine speed, of such that the maximum amount of fuel which can be delivered to the engine depends on the speed of the engine, and a third circuit (25) which reacts to said electrical signal by varying said limitation signal so that the maximum amount of fuel which can be delivered to said motor also depends on the air flow which arrives at the motor.

3. Motor unit according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that said electrical control means comprises an electrical comparator (18) whose output is connected to the control, a first input of the comparator being mounted so as to receive said electrical signal, and another circuit (19) which is connected to a second input of the comparator, said other circuit receiving signals indicative of the speed of the engine and of the actual quantity of fuel which is delivered to the engine and, from these . signals, delivering to said second comparator input a signal indicative of the desired setting of said valve.

4. Motor unit according to Claim 1, characterized by a transducer (27) serving to deliver a signal representative of the air flow which arrives at the motor, and by means (28) making it possible to modify said signal as a function of the density of l 'air, said transducer being disposed in said air intake manifold upstream conduit, the outlet of said means (18) being constituted by said electrical signal.

5. Engine group according to Claim 1, characterized in that the engine (10) is a compression-ignition engine and comprises a transducer serving to deliver a signal indicative of the adjustment of said valve (16), a means serving to modify said signal at least as a function of a motor speed signal so that the output signal from said means indicates the air flow which arrives at the motor and constitutes said electrical signal.