IT201600115146A1 - Metodo per determinare la percentuale di ossigeno contenuto nella miscela di gas che scorre in un condotto di aspirazione di un motore a combustione interna - Google Patents
Metodo per determinare la percentuale di ossigeno contenuto nella miscela di gas che scorre in un condotto di aspirazione di un motore a combustione internaInfo
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Description
“METODO PER DETERMINARE LA PERCENTUALE DI OSSIGENO CONTENUTO NELLA MISCELA DI GAS CHE SCORRE IN UN CONDOTTO DI ASPIRAZIONE DI UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA”
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione è relativa ad un metodo per determinare la percentuale di ossigeno contenuto nella miscela di gas che scorre in un condotto di aspirazione di un motore a combustione interna.
ARTE ANTERIORE
Come noto, un motore a combustione interna sovralimentato mediante un sistema di sovralimentazione a turbocompressore comprende un numero di cilindri, ciascuno dei quali è collegato ad un collettore di aspirazione tramite almeno una rispettiva valvola di aspirazione e ad un collettore di scarico tramite almeno una rispettiva valvola di scarico. Il collettore di aspirazione riceve una miscela di gas che comprende sia gas di scarico e aria fresca, cioè aria proveniente dall’ambiente esterno attraverso un condotto di aspirazione. Al collettore di scarico è poi collegato un condotto di scarico che alimenta i gas di scarico prodotti dalla combustione ad un sistema di scarico, il quale emette i gas prodotti dalla combustione nell’atmosfera.
Il sistema di sovralimentazione del motore a combustione interna comprende un turbocompressore provvisto di una turbina, che è disposta lungo il condotto di scarico per ruotare ad alta velocità sotto l’azione dei gas di scarico espulsi dai cilindri ed un compressore, che è disposto lungo il condotto di aspirazione ed è collegato meccanicamente alla turbina per venire trascinato in rotazione dalla turbina stessa così da aumentare la pressione dell’aria presente nel condotto di alimentazione.
Il motore a combustione interna comprende solitamente anche un circuito EGR a bassa pressione che comprende a sua volta un condotto di bypass previsto lungo il condotto di scarico e collegato in parallelo al turbocompressore.
Tipicamente, il motore a combustione interna comprende, inoltre, un circuito canister che ha la funzione di recuperare i vapori di combustibile che si sviluppano in un serbatoio del combustibile per evitare che i vapori di combustibile possano disperdersi liberamente nell’atmosfera. Il circuito canister comprende un condotto di recupero che si origina nel serbatoio del combustibile e si biforca in un ramo che sfocia nel collettore di aspirazione ed un ramo che sfocia nel condotto di aspirazione a monte del turbocompressore quando il turbocompressore è attivo e nel collettore di aspirazione è presente una sovrappressione.
Inoltre, il motore a combustione interna comprende tipicamente anche un circuito di sfiato di un basamento definito nella testata dei cilindri per lo scarico nel condotto di aspirazione (a monte del turbocompressore) dei gas cosiddetti di “blow-by”, ovvero dei gas che trafilano tra i cilindri ed i relativi pistoni che contengono in sospensione particelle di olio finemente nebulizzato, nonché particelle solide (particolato), prevalentemente di natura carboniosa, le quali sono costituite in parte da prodotti di combustione parzialmente incombusti ed in parte da impurità solide normalmente contenute nell’olio.
Il motore a combustione interna è controllato da una centralina elettronica di controllo, la quale sovrintende al funzionamento di tutte le componenti del motore a combustione interna. La determinazione della portata massica del circuito EGR di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione rappresenta un parametro estremamente importante per la strategia di controllo motore implementata dalla centralina elettronica di controllo dal momento che la centralina elettronica di controllo è configurata per determinare l’anticipo di accensione da attuare in funzione di un pluralità di parametri che comprendono la portata massica del circuito EGR di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione.
Per determinare la portata massica del circuito EGR di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione è stato quindi proposto di disporre, lungo il condotto di bypass, un sensore atto a rilevare la portata massica del circuito EGR di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione. Si è però verificato sperimentalmente che tale soluzione presenta lo svantaggio di non garantire buone prestazioni in termini sia di precisione della portata massica rilevata del circuito EGR di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione sia di affidabilità nel tempo.
Per ovviare a tale problema, è stato proposto un motore a combustione interna provvisto di una sonda ad ossigeno di tipo UEGO disposta lungo il condotto di aspirazione che misura la percentuale di ossigeno contenuta nella miscela di aria aspirata e gas di scarico che scorre nel condotto di aspirazione.
L’incidenza del circuito EGR di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione pari al rapporta fra la portata massica di gas ricircolati attraverso il circuito EGR di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione e la portata massica totale in aspirazione, che è a sua volta data dalla somma della portata massica di aria aspirata e della portata massica di gas ricircolati il circuito EGR di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione viene poi determinata in funzione della percentuale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto di aspirazione e rilevata mediante la sonda ad ossigeno di tipo UEGO.
Nel caso in cui il titolo dei gas di scarico che scorrono nel condotto di scarico e che sono ricircolati attraverso il circuito EGR di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione sia compreso fra 0 e 1 (in altre parole, per un titolo ricco di combustibile), la sonda ad ossigeno di tipo UEGO risente notevolmente degli idrocarburi incombusti dal momento che la sonda ad ossigeno di tipo UEGO misura sia l’ossigeno sia gli idrocarburi incombusti quali HC, CO, H2presenti nella miscela di gas che scorre nel condotto di aspirazione. In altre parole, la quantità di ossigeno presente nella miscela di gas che scorre nel condotto di aspirazione e determinata mediante la stessa sonda ad ossigeno di tipo UEGO non è affidabile e, di conseguenza, la stima della portata massica del circuito EGR di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione è afflitta da un errore non accettabile.
La stima della quantità di ossigeno presente nella miscela di gas che scorre nel condotto di aspirazione è ancora meno affidabile nel caso in cui il motore a combustione interna sia provvisto di un circuito di sfiato e/o di un circuito canister che immettono i vapori di combustibile nel condotto di aspirazione a monte del turbocompressore.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione è di realizzare un metodo per determinare la percentuale di ossigeno contenuto nella miscela di gas che scorre in un condotto di aspirazione di un motore a combustione interna che sia esente dagli inconvenienti dello stato dell’arte e, al contempo, che sia di facile ed economica implementazione.
Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo per determinare la percentuale di ossigeno contenuto nella miscela di gas che scorre in un condotto di aspirazione di un motore a combustione interna secondo quanto stabilito nelle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo in cui:
- la figura 1 illustra schematicamente un motore a combustione interna sovralimentato provvisto di un circuito EGR di bassa pressione e di una centralina elettronica di controllo che implementa il metodo oggetto della presente invenzione;
- la figura 2 illustra l’andamento del titolo in funzione della corrente di controllo di una sonda ad ossigeno di tipo UEGO;
- la figura 3 illustra l’andamento della percentuale di ossigeno in funzione della corrente di controllo di una sonda ad ossigeno di tipo UEGO;
- la figura 4 è uno schema a blocchi che rappresenta una prima forma di attuazione del metodo oggetto della presente invenzione;
- la figura 5 è uno schema a blocchi che rappresenta una seconda forma di attuazione del metodo oggetto della presente invenzione;
- la figura 6 è uno schema a blocchi che rappresenta una terza forma di attuazione del metodo oggetto della presente invenzione; e
- le figure 7 e 8 illustrano l’andamento della percentuale di ossigeno in funzione della percentuale, rispettivamente, di propano e propilene per una sonda ad ossigeno di tipo UEGO.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un motore a combustione interna sovralimentato mediante un sistema di sovralimentazione a turbocompressore.
Il motore 1 a combustione interna comprende una testata 3* definente quattro cilindri 3 e quattro iniettori 2 che iniettano il combustibile, preferibilmente benzina, direttamente nei cilindri 3, ciascuno dei quali è collegato ad un collettore 4 di aspirazione tramite almeno una rispettiva valvola di aspirazione (non illustrata) e ad un collettore 5 di scarico tramite almeno una rispettiva valvola di scarico (non illustrata).
Il collettore 4 di aspirazione riceve una miscela di gas che comprende sia gas di scarico (come meglio descritto in seguito) e aria fresca, cioè aria proveniente dall’ambiente esterno attraverso un condotto 6 di aspirazione, il quale è provvisto di un filtro 7 aria per il flusso di aria fresca ed è regolato da una valvola 8 a farfalla. Lungo il condotto 6 di aspirazione a valle del filtro 7 aria, è disposto anche un debimetro 7* (meglio noto come Air Flow Meter).
Lungo il condotto 6 di aspirazione (preferibilmente integrato all’interno del collettore 4 di aspirazione) è disposto un intercooler 9 avente la funzione di raffreddare l’aria aspirata. L’intercooler 9 è collegato ad un circuito di condizionamento del liquido refrigerante impiegato nell’intercooler 9 che prevede uno scambiatore di calore, una pompa di alimentazione ed una valvola di regolazione disposti lungo un condotto in parallelo all’intercooler 9. Al collettore 5 di scarico è collegato un condotto 10 di scarico che alimenta i gas di scarico prodotti dalla combustione ad un sistema di scarico, il quale emette i gas prodotti dalla combustione nell’atmosfera e comprende normalmente almeno un catalizzatore 11 ed almeno un silenziatore (non illustrato) disposto a valle del catalizzatore 11.
Il sistema di sovralimentazione del motore 1 a combustione interna comprende un turbocompressore 12 provvisto di una turbina 13, che è disposta lungo il condotto 10 di scarico per ruotare ad alta velocità sotto l’azione dei gas di scarico espulsi dai cilindri 3, ed un compressore 14, il quale è disposto lungo il condotto 6 di aspirazione ed è collegato meccanicamente alla turbina 13 per venire trascinato in rotazione dalla turbina 13 stessa così da aumentare la pressione dell’aria presente nel condotto 6 di alimentazione.
Lungo il condotto 10 di scarico è previsto un condotto 15 di bypass, il quale è collegato in parallelo alla turbina 13 in modo da presentare le proprie estremità collegate a monte e a valle della turbina 13 stessa; lungo il condotto 15 di bypass è disposta una valvola 16 di wastegate, la quale è atta a regolare la portata dei gas di scarico che fluiscono attraverso il condotto 15 di bypass ed è pilotata da una elettrovalvola 17 o da un motore elettrico dedicato.
Il motore 1 a combustione interna comprende inoltre un condotto 18 di bypass lungo il condotto 6 di; il condotto 18 di bypass è collegato in parallelo al compressore 14 in modo da presentare le proprie estremità collegate a monte e a valle del compressore 14 stesso. Lungo il condotto di bypass è disposta una valvola 19 Poff, la quale è atta a regolare la portata dell’aria che fluisce attraverso il condotto 18 di bypass stesso ed è pilotata da un attuatore 20 elettrico.
Il motore 1 a combustione interna è controllato da una centralina 22 elettronica di controllo, la quale sovrintende al funzionamento di tutte le componenti del motore 1 a combustione interna. La centralina 22 elettronica di controllo è collegata a dei sensori 21 che misurano la temperatura e la pressione lungo il condotto 6 di aspirazione a monte del compressore 14, ad un sensore 23 che misura la temperatura e la pressione della miscela di gas presente lungo il condotto 6 di aspirazione a monte della valvola 8 a farfalla, ad un sensore 24 che misura la temperatura e la pressione all’interno del collettore 4 di aspirazione, ed ad un sensore 25 (tipicamente una sonda ad ossigeno di tipo UEGO – di tipo noto e non descritto in dettaglio) che misura il rapporto aria/combustibile dei gas di scarico a monte del catalizzatore 11 ed è in grado di determinare il titolo λ dei gas di scarico (vale a dire il rapporto fra il rapporto aria/combustibile dei gas di scarico e il rapporto aria/combustibile dei gas di scarico in condizioni stechiometriche).
Il motore 1 a combustione interna comprende infine un circuito EGRLP a bassa pressione che comprende a sua volta un condotto 26 di bypass che si origina dal condotto 10 di scarico, preferibilmente a valle del catalizzatore 11 e sfocia nel condotto 6 di aspirazione, a valle del debimetro 7; il condotto 26 di bypass è collegato in parallelo al turbocompressore 12. Lungo il condotto 26 di bypass è disposta una valvola 27 EGR, la quale è atta a regolare la portata dei gas di scarico che fluiscono attraverso il condotto 26 di bypass. Lungo il condotto 26 di bypass, a monte della valvola 27, è disposto anche uno scambiatore 29 di calore avente la funzione di raffreddare i gas in uscita dal collettore 5 di scarico e in ingresso al compressore 14.
La centralina 22 elettronica di controllo è collegata ad un sensore 30 (tipicamente una sonda ad ossigeno di tipo UEGO – di tipo noto e non descritto in dettaglio) disposto lungo il condotto 6 di aspirazione a monte sia dell’intercooler 9 sia della valvola 8 a farfalla, che misura la percentuale di ossigeno in volume nella miscela di aria aspirata e gas di scarico.
Secondo una preferita variante, il sensore 30 che determina la quantità di ossigeno presente nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione è uguale al sensore 25 che rileva il rapporto aria/combustibile dei gas di scarico a monte del catalizzatore 11.
Infine, la centralina 22 elettronica di controllo è collegata ad un sensore 31 (tipicamente una sonda ad ossigeno di tipo ON/OFF di tipo noto e non descritto in dettaglio) disposto lungo il condotto 10 di scarico a valle del catalizzatore 11, che misura il titolo dei gas di scarico. Il segnale del sensore 31 ha un andamento in cui la tensione del sensore 31 oscilla tra due valori discreti e il passaggio da un valore all’altro avviene in un intervallo temporale molto ristretto, per poi rimanere sostanzialmente costante.
Il motore 1 a combustione interna comprende, inoltre, un circuito 32 canister, il quale ha la funzione di recuperare i vapori di combustibile che si sviluppano in un serbatoio 33 del combustibile e di immettere tali vapori di combustibile nei cilindri 3 in modo tale che vengano bruciati; in questo modo, si evita che i vapori di combustibile che si sviluppano nel serbatoio 33 del combustibile possano fuoriuscire dal serbatoio 33 del combustibile (in particolare quando il tappo del combustibile viene aperto durante un rifornimento di combustibile) e disperdersi liberamente nell’atmosfera.
Il circuito 32 canister comprende un condotto 34 di recupero che si origina nel serbatoio 33 del combustibile ed è regolato da una elettrovalvola 35 canister di tipo ON/OFF. A valle della elettrovalvola 35 canister il condotto 34 di recupero presenta una biforcazione e si divide quindi in un ramo 36 che sfocia nel collettore 4 di aspirazione ed è regolato una valvola 37 monodirezionale (tipicamente a membrana) che permette un flusso unicamente in uscita dal serbatoio 33 del combustibile (ovvero un flusso unicamente verso il collettore 4 di aspirazione) ed in un ramo 38 che sfocia nel condotto 6 di aspirazione a monte del turbocompressore 12 (ossia nella gola di un venturi parallelo al compressore 14) ed è regolato una valvola 39 monodirezionale (tipicamente a membrana) che permette un flusso unicamente in uscita dal serbatoio 33 del combustibile (ovvero un flusso unicamente verso il condotto 6 di aspirazione).
Nel collettore 4 di aspirazione può essere presente una depressione determinata dall’azione di aspirazione generata dai cilindri 3 (nel caso in cui il turbocompressore 12 non sia attivo) oppure può essere presente una sovrappressione determinata dall’azione di compressione del turbocompressore 12. Quando il turbocompressore 12 non è attivo nel collettore 4 di aspirazione è presente una leggera depressione generata dall’azione di aspirazione dei cilindri 3 mentre nel condotto 6 di aspirazione a monte del turbocompressore 12 è presente la pressione atmosferica; in questa situazione, quando l’elettrovalvola 35 canister si apre, la valvola 37 monodirezionale apre il ramo 36 del condotto 34 di recupero e quindi permette ai vapori di combustibile di entrare direttamente nel collettore 4 di aspirazione mentre la valvola 39 monodirezionale chiude il ramo 38 del condotto 34 di recupero.
Quando il turbocompressore 12 è attivo nel collettore 4 di aspirazione è presente una sovrappressione determinata dall’azione di compressione del turbocompressore 12 mentre nel condotto 6 di aspirazione a monte del turbocompressore 12 è presente una depressione generata dalla aspirazione del turbocompressore 12; in questa situazione, quando l’elettrovalvola 35 canister si apre la valvola 39 monodirezionale apre il ramo 38 del condotto 34 di recupero e quindi permette ai vapori di combustibile di entrare nel condotto 6 di aspirazione a monte del turbocompressore 12 mentre la valvola 37 monodirezionale chiude il ramo 36 del condotto 34 di recupero (per mezzo di una aspirazione con tubo di venturi parallelo al compressore 14).
Il circuito 32 canister comprende infine una elettrovalvola 40 di controllo (denominata anche elettrovalvola OBD) che è collegata al condotto 34 di recupero a monte della elettrovalvola 35 canister e quando viene aperta, mette in comunicazione il condotto 34 di recupero (e quindi il serbatoio 33 del combustibile) con l’atmosfera attraverso un filtro che blocca il passaggio dei vapori di combustibile.
Secondo una preferita variante, al serbatoio 33 del combustibile è accoppiato un sensore 41 di pressione che legge la pressione presente all’interno del serbatoio 33 del combustibile. Quando il motore a combustione interna è acceso e la tenuta stagna del serbatoio 33 del combustibile è integra, all’interno del serbatoio 33 del combustibile è sempre presente una pressione (leggermente) diversa dalla pressione atmosferica (ovvero all’interno del serbatoio 33 del combustibile è sempre presente una sovrappressione oppure una depressione rispetto alla pressione atmosferica).
La massa MTOT totale della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione soddisfa l’equazione che segue:
MTOT = MEGR_LP MAIR
MEGR_LP =MTOT- MAIR[1]
MTOT massa della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione;
MAIR massa di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione; e
MEGR_LPmassa di gas di scarico recircolata attraverso il circuito EGRLP a bassa pressione che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Viene definita come segue la grandezza (o ratio) REGR che è indicativa della incidenza del circuito EGRLPa bassa pressione sulla miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione:
REGR= MEGR_LP/MTOT[2]
MTOT massa della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione; e
MEGR_LP massa di gas di scarico recircolata attraverso il circuito EGRLPa bassa pressione che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Sostituendo l’equazione [1] nella equazione [2] si ottiene che:
REGR= (MTOT- MAIR) /MTOT=
= 1 – (MAIR /MTOT ) [3]
MTOTmassa della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione; e
MAIRmassa di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Considerando che nella massa di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione è contenuto il 21% di ossigeno, è verificata l’equazione che segue:
MAIR* 21 = MTOT* O2_M
MAIR / MTOT = O2_M / 21 [4]
MTOTmassa della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione;
MAIRmassa di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione; e
O2_Mpercentuale di ossigeno contenuto nella massa della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione e rilevato mediante il sensore 30.
Sostituendo l’equazione [4] nella equazione [3], è possibile ricavare che :
REGR= 1 – (O2_M/ O2in) [5]
O2_M percentuale di ossigeno contenuto nella massa della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione e rilevato mediante il sensore 30; e
O2inpercentuale di ossigeno contenuto nella massa della miscela di gas in aspirazione.
E’ possibile semplificare l’equazione [5] considerando che nel volume di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione è contenuto il 21% di ossigeno. La formula che ne deriva è la seguente:
REGR= 1 – (O2/ 21) [6]
O2 percentuale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione e rilevato mediante il sensore 30.
Secondo una preferita variante il debimetro 7* è configurato per rilevare una serie di grandezze quali: la massa MAIRdi aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione, la temperatura TAIR_INdella massa MAIRdi aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione e il grado PSIAIR_INpsicometrico della massa MAIRdi aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
E’ quindi possibile affinare la stima della grandezza (o ratio) REGR che è indicativa della incidenza del circuito EGRLPa bassa pressione sulla massa della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione e rendere più precisa la formula [6] ed introdurre la portata %REGRmassica percentuale del circuito EGRLP di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione mediante le formule che seguono:
REGR = 1 – (O2/O2_REF) [7]
%REGR= [1 – (O2/O2_REF)] *100 [8]
O2_REF = f(PSIAIR_IN, TAIR_IN) [9]
%REGRportata massica percentuale del circuito EGRLPdi ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione;
O2 percentuale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione e rilevato mediante il sensore 30;
O2_REFpercentuale di ossigeno contenuto nel volume di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione;
PSIAIR_IN grado psicrometrico della massa MAIR di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione fornito dal debimetro 7*; e TAIR_IN temperatura della massa MAIR di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione fornito dal debimetro 7*.
Poiché la centralina 22 elettronica di controllo è configurata per determinare l’anticipo di accensione che garantisce la combustione ottimale per ciascun punto motore in funzione della portata dei gas di scarico del circuito EGRLPa bassa pressione, è necessario disporre di un sensore 30 affidabile e robusto che fornisca una stima quanto più accurata possibile della quantità di ossigeno presente nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
E’ quindi possibile migliorare la misura della percentuale O2 di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione mediante la formula che segue:
O2* k=O2_COMP[10]
O2 percentuale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione e rilevato mediante il sensore 30;
k fattore di compensazione; e
O2_COMPpercentuale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Dalla equazione [10], sostituendo nelle equazioni [6] e [7], si ricava che la grandezza REGRpuò essere espressa come:
REGR = 1 – (O2_COMP / O2_REF) [11]
REGR= 1 – (O2* k /O2_REF) [12]
O2 percentuale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione e rilevato mediante il sensore 30;
k fattore di compensazione; e
O2_REF percentuale di ossigeno contenuto nel volume di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Chiaramente, una volta nota la grandezza REGRe/o la portata %REGR massica percentuale del circuito EGRLP di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione e conoscendo la portata MTOTmassica della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione, attraverso la relazione [2] è possibile ricavare la portata MEGR_LPmassica di gas di scarico recircolata attraverso il circuito EGRLP a bassa pressione che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Viene di seguito descritta la strategia implementata dalla centralina 22 elettronica di controllo per determinare la grandezza REGR.
La strategia prevede di determinare la percentuale O2di ossigeno presente nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione conoscendo le caratteristiche del sensore 30. Secondo una preferita variante illustrata nella figura 4, attraverso il modello 30* del sensore 30 si ricava la corrente IPdi controllo di una cella amperometrica del sensore 30. Successivamente, in un blocco 42, viene determinata l’intensità della corrente I30di controllo del sensore 30 in funzione della corrente IP di controllo della cella amperometrica del sensore 30, di una resistenza RCdi compensazione del sensore 30 e della pressione P.
In particolare, l’intensità della corrente I30di controllo del sensore 30, è determinata mediante la formula che segue:
I30 = IP / (1 RC) * (1+ f(P)) [13]
I30corrente di controllo del sensore 30;
IP corrente di controllo di una cella amperometrica del sensore 30;
RC resistenza di compensazione del sensore 30; e
f(P) funzione della pressione P.
La funzione f(P) è una funzione che viene fornita dal costruttore del sensore 30 e che consente di tenere conto della influenza che la pressione P all’interno del condotto 6 di aspirazione esercita sul sensore 30.
Una volta determinata la corrente I30 di controllo del sensore 30, attraverso la curva caratteristica del sensore 30 fornita dal costruttore del sensore 30 (del tipo illustrata nella figura 3 e memorizzata all’interno della centralina 22 elettronica di controllo) è possibile determinare la percentuale O2-30 di ossigeno contenuto nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione. La curva caratteristica fornisce la percentuale O2-30 di ossigeno contenuto nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione in funzione della corrente I30 di controllo del sensore 30; è importante evidenziare che la percentuale O2-
30 di ossigeno contenuto nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione ha un andamento sostanzialmente lineare in funzione della corrente I30 di controllo del sensore 30.
La centralina 22 elettronica di controllo è predisposta per determinare l’anticipo di accensione che garantisce la combustione ottimale per ciascun punto motore in funzione della portata dei gas di scarico del circuito EGRLPa bassa pressione; a questo scopo è quindi necessario disporre di un sensore 30 affidabile e robusto che fornisca una stima quanto più accurata possibile della quantità di ossigeno presente nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
E’ quindi possibile migliorare la misura della percentuale O2-30 di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione mediante la formula che segue:
O2-30* k=O2-ADT[14]
O2-30percentuale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione e determinato mediante il sensore 30;
k fattore di compensazione, funzione della pressione Pt di sovralimentazione; e
O2-ADT percentuale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
La metodologia per determinare il fattore k di compensazione è descritta nella domanda di brevetto BO2014A000687, qui incorporata interamente per riferimento.
La corrente di controllo del sensore 30 è correlata all’ossigeno presente nei gas di scarico per titolo magro (quindi con O2, CO2, H2O, N2…) ed è correlata agli idrocarburi incombusti (HC, CO, H2…) per titolo ricco. Quindi la corrente di controllo del sensore 30 è correlata all’ossigeno, ma anche alla parte di idrocarburi incombusti (HC, CO, H2…) ricircolati dal circuito EGRLPdi ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione per titolo ricco.
Chiaramente, i vapori di combustibile immessi nel condotto 6 di aspirazione a monte del turbocompressore 12 dal circuito 32 canister hanno una incidenza sulla misura della percentuale di ossigeno..
La strategia prevede di ipotizzare una percentuale virtuale O2-CAN di ossigeno correlato alla portata relativa di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione proveniente dal circuito 32 canister o dal circuito di blowby. La percentuale virtuale O2-CAN di ossigeno rappresenta un contributo correttivo della percentuale O2di ossigeno presente nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione che consente di tenere in considerazione la portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister.
In particolare, il metodo prevede di determinare nella fase indicata col blocco 43 in prima battuta la frazione RCANdi combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 32 canister mediante la formula che segue:
RCAN =MCAN/ MTOT[15]
RCAN = MCAN / (MEGR_LP MCAN MAIR) [16]
MCANmassa di combustibile attraverso il circuito 32 canister;
MTOTmassa della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione;
MAIRmassa di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione; e
MEGR_LP massa di gas di scarico recircolata attraverso il circuito EGRLPa bassa pressione che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
La percentuale virtuale O2-CANdi ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione dal circuito 32 canister è variabile in funzione della frazione RCANdi combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
E’ importante evidenziare che la massa MCANdi combustibile ricircolato attraverso il circuito 32 canister è stimata attraverso dei modelli dalla centralina 22 elettronica di controllo.
Una volta determinata la frazione RCANdi combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 32 canister, attraverso la curva caratteristica del sensore 30 fornita dal costruttore (o determinata sperimentalmente) del sensore 30 e memorizzata all’interno della centralina 22 elettronica di controllo è possibile determinare un valore grezzo della percentuale virtuale O2-CAN<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister.
Le curve illustrate nelle figure 7 e 8 forniscono un esempio dell’andamento del valore grezzo della percentuale virtuale O2-CAN<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister in funzione della percentuale, rispettivamente, di propano (C3H8) e propilene (C3H6) per un sensore 30 ad ossigeno di tipo UEGO; è stato poi dimostrato sperimentalmente che propano e propilene hanno un effetto sul sensore 30 paragonabile a quello prodotto dalla benzina.
La curva caratteristica fornisce il valore grezzo della percentuale virtuale O2-CAN<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister in funzione della frazione RCAN di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 32 canister; è importante evidenziare che il valore grezzo della percentuale virtuale O2-CAN<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister può avere un andamento sostanzialmente lineare in funzione della frazione RCANdi combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 32 canister.
Secondo una preferita variante, il valore grezzo della percentuale virtuale O2-CAN<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister viene successivamente filtrato mediante un filtro f del primo ordine per tenere conto del tempo di trasporto e mescolamento del combustibile dal punto in cui il ramo 38 sfocia nel condotto 6 di aspirazione fino al sensore 30. Il filtro f è funzione della massa MTOTdella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Infine, secondo una preferita variante è possibile migliorare il valore grezzo della percentuale virtuale O2-
CAN<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister mediante la formula che segue:
O2-CAN<*>* K1(Pt) * K2(Tt) = O2-CAN [17]
O2-CANpercentuale virtuale di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister;
K1 K2 fattori di compensazione;
Ptpressione di sovralimentazione, rilevata dal sensore 23;
Tttemperatura di sovralimentazione, rilevata dal sensore 23; e
O2-CAN<*>valore grezzo filtrato della percentuale virtuale di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister.
La strategia prevede ora di determinare la percentuale O2 reale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione attraverso la somma fra la percentuale virtuale O2-CAN di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister e la percentuale O2-ADT di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Più in dettaglio, la percentuale O2reale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione è determinato nella fase di metodo indicata col blocco 44 attraverso la formula che segue:
O2= O2-ADT+ O2-CAN[18]
O2 percentuale reale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione;
O2-CANpercentuale virtuale di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister; e O2-ADT percentuale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Infine, dalla equazione [11] rappresentata nel blocco 45, si ricava che la grandezza REGRpuò essere espressa come:
REGR = 1 – (O2 / O2_REF) [19]
O2percentuale reale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione; e
O2_REF percentuale di ossigeno contenuto nel volume di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Secondo una ulteriore variante, il motore 1 a combustione interna comprende anche un circuito 50 di sfiato di un basamento definito nella testata 3* per lo scarico all’esterno del basamento stesso dei gas cosiddetti di “blowby”, ovvero dei gas che trafilano tra i cilindri 3 ed i relativi pistoni. I gas di “blow-by” contengono in sospensione particelle di olio finemente nebulizzato, nonché particelle solide (particolato), prevalentemente di natura carboniosa, le quali sono costituite in parte da prodotti di combustione parzialmente incombusti ed in parte da impurità solide normalmente contenute nell’olio e contengono anche vapori del combustibile, che si trasferisce dai cilindri 3 attraverso le fasce elastiche, soprattutto nel caso di iniezione diretta nel cilindro 3 e in particolar modo durante la fase di compressione in cui il rispettivo pistone sale verso il punto morto superiore.
Un condotto 51 del circuito 50 di sfiato collega l’interno del basamento con il condotto 6 di aspirazione, a valle del debimetro 7* e a monte del compressore 14 e comprende un dispositivo 52 separatore avente un ingresso collegato al basamento ed un’uscita collegata al condotto 6 di aspirazione e provvisto di un elemento filtrante predisposto per agglomerare le particelle di olio finemente atomizzate e per rimuovere le particelle solide di particolato. I gas purificati dall’olio e dal particolato nel dispositivo 52 separatore fluiscono attraverso l’uscita del dispositivo 52 separatore stesso vengono recircolati nel condotto 6 di aspirazione.
La strategia illustrata nella figura 5 prevede di ipotizzare una percentuale virtuale O2-BLOWBY di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è proveniente dal circuito 50 di sfiato. La percentuale virtuale O2-BLOWBYdi ossigeno rappresenta un contributo correttivo della percentuale O2 di ossigeno presente nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione che consente di tenere in considerazione la portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 50 di sfiato.
In particolare, il metodo prevede di determinare in una fase di metodo indicata al blocco 46, la frazione RBLOWBYdi combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 50 di sfiato mediante la formula che segue:
RBLOWBY =MBLOW-BY/ MTOT[20]
RBLOWBY = MBLOW-BY / (MEGR_LP MBLOW-BY MAIR) [21]
MBLOW-BYmassa di combustibile ricircolato attraverso il circuito 50 di sfiato;
MTOTmassa della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione;
MAIR massa di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione; e
MEGR_LPmassa di gas di scarico recircolata attraverso il circuito EGRLP a bassa pressione che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
La percentuale virtuale O2-BLOWBY di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 50 di sfiato è variabile in funzione della frazione RBLOWBYdi combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 50 di sfiato.
E’ importante evidenziare che anche la massa MBLOW-BY di combustibile ricircolato attraverso il circuito 50 di sfiato è stimata attraverso dei modelli dalla centralina 22 elettronica di controllo.
Una volta determinata la frazione RBLOWBY di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato il circuito 50 di sfiato, attraverso la curva caratteristica del sensore 30 fornita dal costruttore del sensore 30 e memorizzata all’interno della centralina 22 elettronica di controllo è possibile determinare un valore grezzo della percentuale virtuale O2-BLOWBY<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 50 di sfiato. La curva caratteristica fornisce il valore grezzo della percentuale virtuale O2-BLOWBY<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 50 di sfiato in funzione della frazione RBLOWBY di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 50 di sfiato; è importante evidenziare che il valore grezzo della percentuale virtuale O2-BLOWBY<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 50 di sfiato ha un andamento sostanzialmente parabolico in funzione della frazione RBLOWBYdi combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 50 di sfiato.
Secondo una preferita variante, il valore grezzo della percentuale virtuale O2-BLOWBY<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 50 di sfiato viene successivamente filtrato mediante un filtro f del primo ordine per tenere conto del tempo di trasporto e mescolamento del combustibile dal punto in cui il condotto 51 sfocia nel condotto 6 di aspirazione. Il filtro f è funzione della massa MTOT della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Infine, secondo una preferita variante è possibile migliorare il valore grezzo della percentuale virtuale O2-
BLOWBY<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 50 di sfiato mediante la formula che segue:
O2-BLOWBY<*>* K1<’>(Pt) * K2<’>(Tt) = O2-BLOWBY [22]
O2-BLOWBYpercentuale virtuale di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 50 di sfiato;
K1<’>K2<’>fattori di compensazione;
Ptpressione di sovralimentazione, rilevata dal sensore 23;
Tttemperatura di sovralimentazione, rilevata dal sensore 23; e
O2-BLOWBY<*>valore grezzo filtrato della percentuale virtuale di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 50 di sfiato.
La strategia prevede ora di determinare la percentuale O2 reale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione attraverso la somma fra la percentuale virtuale O2-BLOWBY di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 50 di sfiato e la percentuale O2-ADTdi ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Più in dettaglio, la percentuale O2reale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione è determinato nella fase di metodo indicata col blocco 47 attraverso la formula che segue:
O2= O2-ADT+ O2-BLOWBY[23]
O2 percentuale reale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione;
O2-BLOWBYpercentuale virtuale di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 50 di sfiato; e O2-ADT percentuale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Infine, dalla equazione [11] rappresentata nel blocco 45, si ricava che la grandezza REGRpuò essere espressa come:
REGR = 1 – (O2 / O2_REF) [24]
O2percentuale reale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione; e
O2_REF percentuale di ossigeno contenuto nel volume di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
La strategia illustrata nella figura 6 prevede invece di ipotizzare una percentuale virtuale O2-RICdi ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è proveniente sia dal circuito 32 canister sia dal circuito 50 di sfiato. La percentuale virtuale O2-RICdi ossigeno rappresenta un contributo correttivo della percentuale O2 di ossigeno presente nella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione che consente di tenere in considerazione la portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato sia dal circuito 32 canister sia dal circuito 50 di sfiato.
In particolare, il metodo prevede di determinare in una fase di metodo indicata al blocco 46, la frazione RRICdi combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 32 canister e il circuito 50 di sfiato mediante la formula che segue:
RRIC =(MCANMBLOW-BY) / MTOT[25]
RRIC = (MCAN MBLOW-BY) / (MEGR_LP MCAN MBLOW-BY MAIR) [26]
MCANmassa di combustibile ricircolato attraverso il circuito 32 canister;
MBLOW-BYmassa di combustibile ricircolato attraverso il circuito 50 di sfiato;
MTOTmassa della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione;
MAIRmassa di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione; e
MEGR_LPmassa di gas di scarico recircolata attraverso il circuito EGRLP a bassa pressione che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
La percentuale virtuale O2-RIC di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato sia dal circuito 32 canister sia dal circuito 50 di sfiato è variabile in funzione della frazione RRIC di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 32 canister e il circuito 50 di sfiato.
E’ importante evidenziare che anche la massa MBLOW-BYdi combustibile ricircolato attraverso il circuito 50 di sfiato è stimata attraverso dei modelli dalla centralina 22 elettronica di controllo.
Una volta determinata la frazione RRICdi combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 32 canister e il circuito 50 di sfiato, attraverso la curva caratteristica del sensore 30 fornita dal costruttore del sensore 30 e memorizzata all’interno della centralina 22 elettronica di controllo è possibile determinare un valore grezzo della percentuale virtuale O2-RIC<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato sia dal circuito 32 canister sia dal circuito 50 di sfiato. La curva caratteristica fornisce il valore grezzo della percentuale virtuale O2-RIC<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato sia dal circuito 32 canister sia dal circuito 50 di sfiato in funzione della frazione RRIC di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 32 canister e il circuito 50 di sfiato; è importante evidenziare che il valore grezzo della percentuale virtuale O2-RIC<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato sia dal circuito 32 canister sia dal circuito 50 di sfiato ha un andamento sostanzialmente parabolico in funzione della frazione RRIC di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato attraverso il circuito 32 canister e il circuito 50 di sfiato.
Secondo una preferita variante, il valore grezzo della percentuale virtuale O2-RIC<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato sia dal circuito 32 canister sia dal circuito 50 di sfiato viene successivamente filtrato mediante un filtro f del primo ordine per tenere conto del tempo di trasporto e mescolamento del combustibile dal punto in cui il ramo 38 sfocia nel condotto 6 di aspirazione fino al sensore 30 e dal punto in cui il condotto 51 sfocia nel condotto 6 di aspirazione. Il filtro f è funzione della massa MTOTdella miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Infine, secondo una preferita variante è possibile migliorare il valore grezzo della percentuale virtuale O2-
RIC<*>di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato sia dal circuito 32 canister sia dal circuito 50 di sfiato mediante la formula che segue:
O2-RIC<*>* K1<*>(Pt) * K2<*>(Tt)=O2-RIC[27]
O2-RIC percentuale virtuale di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister e dal circuito 50 di sfiato;
K1<*>K2<*>fattori di compensazione;
Ptpressione di sovralimentazione, rilevata dal sensore 23;
Tttemperatura di sovralimentazione, rilevata dal sensore 23; e
O2-RIC<*>valore grezzo filtrato della percentuale virtuale di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister e dal circuito 50 di sfiato.
La strategia prevede ora di determinare la percentuale O2reale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione attraverso la somma fra la percentuale virtuale O2-RICdi ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister e dal circuito 50 di sfiato e la percentuale O2-ADT di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Più in dettaglio, la percentuale O2reale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione è determinato nella fase di metodo indicata col blocco 47 attraverso la formula che segue:
O2= O2-ADT+ O2-RIC[28]
O2 percentuale reale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione;
O2-RICpercentuale virtuale di ossigeno indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto 6 di aspirazione ed è ricircolato dal circuito 32 canister e dal circuito 50 di sfiato; e
O2-ADTpercentuale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
Infine, dalla equazione [11] rappresentata nel blocco 45, si ricava che la grandezza REGR può essere espressa come:
REGR= 1 – (O2/ O2_REF) [29]
O2percentuale reale di ossigeno contenuto nel volume della miscela di gas che scorre nel condotto 6 di aspirazione; e
O2_REF percentuale di ossigeno contenuto nel volume di aria fresca proveniente dall’ambiente esterno che scorre nel condotto 6 di aspirazione.
I metodi per determinare la grandezza REGRindicativa della incidenza del circuito EGRLP di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione fin qui descritti possono essere utilizzati in combinazione con i metodi oggetto delle domande di Brevetto Europeo 16183039.3 e 16183020.3 qui incorporate per riferimento.
Appare evidente inoltre che metodi per determinare la grandezza REGR indicativa della incidenza del circuito EGRLP di ricircolo dei gas di scarico di bassa pressione fin qui descritti possano trovare vantaggiosa applicazione sia nel caso di titolo magro per gas di scarico sia nel caso di titolo ricco per i gas di scarico, sia in caso di titolo stechiometrico
Nella trattazione che precede si è fatto esplicito riferimento al caso di un motore 1 a combustione interna sovralimentato ma il metodo fin qui descritto può trovare vantaggiosa applicazione anche nel caso di un motore 1 a combustione interna aspirato.
Inoltre le strategie sopra descritte sono di semplice ed economica implementazione nella centralina 22 elettronica di controllo in quanto impegnano una modesta capacità di calcolo della centralina 22 elettronica di controllo stessa e non richiedono modifiche fisiche.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1.- Metodo per determinare la percentuale di ossigeno contenuto nella miscela di gas che scorre nel condotto (6) di aspirazione di un motore (1) a combustione interna comprendente un collettore (4) di aspirazione che riceve una miscela di gas attraverso un condotto (6) di aspirazione; ed un circuito (32) canister che recupera i vapori di combustibile che si sviluppano in un serbatoio (33) del combustibile e ne immette una frazione nel condotto (6) di aspirazione attraverso un condotto (34) di recupero; il motore (1) a combustione interna comprende inoltre un sensore (30) disposto lungo il condotto (6) di aspirazione e atto a misurare la quantità di ossigeno presente nella miscela di gas che scorre nel condotto (6) di aspirazione; il metodo prevede le fasi di: determinare la percentuale (O2-ADT) stimata di ossigeno contenuto nella miscela di gas che scorre nel condotto (6) di aspirazione mediante il sensore (30); determinare un contributo (O2-CAN; O2-RIC) correttivo di ossigeno, il quale è indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto (6) di aspirazione e proviene dal circuito (32) canister; e determinare la percentuale (O2) reale di ossigeno contenuto nella miscela di gas che scorre nel condotto (6) di aspirazione attraverso la somma della percentuale (O2-ADT) stimata fornita dal sensore (30) e del contributo (O2-CAN) correttivo di ossigeno. 2.- Metodo secondo la rivendicazione 1 e comprendente le ulteriori fasi di: determinare la portata massica (MCAN) di combustibile ricircolato attraverso il circuito (32) canister; determinare un valore grezzo del contributo (O2-CAN*; O2- RIC<*>) correttivo di ossigeno in funzione della portata massica (MCAN) di combustibile ricircolato attraverso il circuito (32) canister e della curva caratteristica di funzionamento del sensore (30); e elaborare il valore grezzo del contributo (O2-CAN*; O2- RIC<*>) correttivo di ossigeno per determinare il primo contributo (O2-CAN; O2-RIC) correttivo di ossigeno. 3.- Metodo secondo la rivendicazione 2 e comprendente la fase di determinare un valore grezzo del contributo (O2- CAN*; O2-RIC<*>) correttivo di ossigeno in funzione del rapporto fra la portata massica (MCAN) di combustibile ricircolato attraverso il circuito (32) canister e la portata massica (MTOT) totale della miscela di gas che scorre nel condotto (6) di aspirazione. 4.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui in cui il motore (1) a combustione interna è provvisto di un circuito (50) di sfiato dei gas cosiddetti di “blowby”; il metodo prevede le ulteriori fasi di: determinare la portata massica (MBLOW-BY) di combustibile ricircolato attraverso il circuito (50) di sfiato; determinare un valore grezzo del contributo (O2-RIC<*>) correttivo di ossigeno in funzione della portata massica (MBLOW-BY) di combustibile ricircolato attraverso il circuito (50) di sfiato e della curva caratteristica di funzionamento del sensore (30); e elaborare il valore grezzo del contributo (O2-RIC<*>) correttivo di ossigeno per determinare il primo contributo (O2-RIC) correttivo di ossigeno, il quale è indicatore della portata di combustibile che scorre nel condotto (6) di aspirazione ed è ricircolato dal circuito (50) di sfiato. 5.- Metodo secondo la rivendicazione 4 e comprendente le fasi di: calcolare la somma della portata massica (MCAN) di combustibile ricircolato attraverso il circuito (32) canister e la portata massica (MBLOW-BY) di combustibile ricircolato attraverso il circuito (50) di sfiato; determinare un valore grezzo del contributo (O2-RIC<*>) correttivo di ossigeno in funzione del rapporto fra la detta somma e la portata massica (MTOT) totale della miscela di gas che scorre nel condotto (6) di aspirazione. 6.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui la fase di elaborare il valore grezzo del contributo (O2-CAN*; O2-RIC<*>) correttivo di ossigeno prevede di moltiplicare il valore grezzo del contributo (O2-CAN*; O2-RIC<*>) correttivo di ossigeno per un primo valore di compensazione variabile in funzione della pressione (Pt) di sovralimentazione. 7.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 2 a 6, in cui la fase di elaborare il valore grezzo del contributo (O2-CAN*; O2-RIC<*>)correttivo di ossigeno prevede di moltiplicare il valore grezzo del contributo (O2-CAN*; O2-RIC<*>) correttivo di ossigeno per un secondo valore di compensazione variabile in funzione della temperatura (Tt) di sovralimentazione. 8.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 2 a 7, in cui la fase di elaborare il valore grezzo del contributo (O2-CAN*; O2-RIC<*>) correttivo di ossigeno per determinare il primo contributo (O2-CAN) correttivo di ossigeno prevede di filtrare il valore grezzo del contributo (O2-CAN*; O2-RIC<*>) correttivo di ossigeno mediante un filtro (f) del primo ordine per tenere conto del tempo di trasporto e mescolamento del combustibile. 9.- Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui il filtro (f) è funzione della portata massica (MTOT) totale della miscela di gas che scorre nel condotto (6) di aspirazione.
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