IT8323940A1

IT8323940A1 - Procedimento e disposizione circuitale per valutare segnali di uscita di un rilevatore di valori misurati situato su un motore endotermico"

Info

Publication number: IT8323940A1
Application number: IT1983A23940A
Authority: IT
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1982-12-04
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1985-05-30
Also published as: FR2537286B1; ES527750A0; US4563995A; DE3244940C2; DE3244940A1; JPH0467020B2; FR2537286A1; IT1167669B; JPS59110846A; ES8406633A1; IT8323940A0

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

PROCEDIMENTO E DISPOSIZIONE CIRCUITALE PER VALU-TARE SEGNALI DI USCITA DI UN RILEVATORE DI VALO-RI MISURATI SITUATO SU UN MOTORE ENDOTERMICO"

RIASSUNTO

i'invenzione concerne un procedimento per valutare i segnali di uscita di un Rilevatore di valori misurati, situato su un motore endotermico, nonch? concerne una disposizione circuitale per attuare detto procedimento? Il procedimento ? impiegabile su tutte le grandezze misurate che compaiono in successione temporale, purch? la forma dei segnali presenti un andamento caratteristico. Se si utilizza questo procedimento specialmente per determinare la durata di iniezione in un motore endotennico die sel, ? possilaile ottenere una elevata precisione per la determinazione dell'inizio dell'iniezione? Escludendo diverse zone del segnale di iniezione ? possi bile ottenere un'elevata sicurezza nei confronti dei distura nel corso della determinazione della fine dell'iniezione ?la disposizione circuitale per attuare questo pr?cedimento presenta una nemori po sitiva delle tensioni di cresta nonch? una unit? co mandata di scarico della memoria. In tal modo ? pos sibile comandare i valori di soglia^ necessari per rilevare l'inizio dell'iniezione, in dioendenza del l'ampiezza del segnale di iniezione, ma anche in di pendenza di altri parametri, caratteri per lo stato di esercizio del motore endotermico

Stato della tecnica

L'invenzione parte da un procedimento per valutare i segnali di uscita di un rilevatore di valori misurati, che si trova in un motore endotermico, determina grandezze misura te per caratteri re lo stato di esercizio del motore endotermico e fornisce segnali di uscita elettri , che in succes sione tempora le dipendono dalla grandezza misurata ? sono caratteristici nella loro forma lineare, ed inoltre l'invenzione conc?rne una disposizione cir cuitale per attuare questo procedimento?

TJn'importante grandezza caratteristica dello stato di esercizio di un motore endotermico ovve ro per comandare o regolare su un comportamento di esercizio ottimale ? rappresentato dalla quantit? carburante addotta al motore endotermico? Specialmen te in motori, endotermici con iniezione diretta si ha la possibilit? di determinare la quantit? di carburante addotta, per una pressione nota nella conduttura del carburante , tramite il tempo di apertura delle valvole di iniezione? Uno speciale procedimento per determinare la durata di iniezione consiste nel fatto di rivelare tramite un sensore la corsa ovvero la velocit? dello spillo ugellare?

Cos? ad. esempio ne!L^ DE-OS 30 32 381 viene proposto un dispositivo di comando elettronico, in cui il segnale della durata di iniezione viene impiegato per comandare ovvero regolare una delle grandezze di inizio di iniezione, quantit? di iniezione oppure percentuale di riciclo dei gas di sca rico? Come rilevatore dei valori misurati serve ad esempio un sensore della corsa dello spillo, in cui i segnali di uscita elettrici vengono prodotti medi ante il movimento dello spillo ugellare dell?ugel lo di iniezione in una induttanza? Corrispondentemente alla figura 4 del menzionato brevetto pubblicato l?induttanza viene alimentata da una sorgente di corrente costante? Per la valutazione questi segnali di uscita vengono differenziati una o pi? volte per aumentare la ripidezza del fronte e successivamente addotti ad interruttori a soglia? In queste note disposizioni si dimostra svan taggioso il fatto che in conseguenza della dipenden za dal numero di giri della tensione di uscita del sensore della corsa dello spillo, in certe circostan ze possono verificarsi errori relativamente grandi nella determinazione dellnizio dell'iniezione e della fine dell'iniezione? Inoltre ai segnali del sensore della corsa dello spillo sono sovrapposti segnali di disturbo di alta frequenza con ampiezza in parte, grande , che risultano dallo svolgimento de movimento dello spillo ugellare , in pratica assai compii cato, nel corso dell'apertura e della chiusur? della valvola di iniezione? Anche in conseguenza di dispersioni dei dati elettrici dei sensori della corsa dello spillo da un esemplare all 'altro si verificano differenti tensioni di uscita cosicch? ? necessario impostare individualmente i valori di sogla de gli interruttori a soglia .

Vantaggi dell'invenzione

A differenza di ci? il procedimento secondo 1* invenzione per valutare i segnali di uscita di un rilevatore dei valori misurati, situato su un motore endotermico con le caratteristiche della rivendicazione 1 nonch? la disposizione circuitale per attuare detto procedimento con le caratteristiche della rivendicazione 8 preeenta il vantaggio consistente nel fatto che in conseguenza di un procedi? mento di valutatone, basato perfettamente sulla for

ma caratteristica dei segnali di uscita del sensore della corsa delie spillo, ed in conseguenza di una correzione, dipendente dall'ampiezza, delle soglie di eccitazione si ottiene una precisione sostanzial mente maggiore e una protezione dai disturbi nella determinatone, della durata di iniezione*. In particolare grazie alla, correzione di. soglia, dipendente dall'ampiezza, ? possibile evitare errori di tempo nella determinazione dell 'inizio dell 'iniezione in conseguenza di variazioni di ampiezza, dipendenti dal numero di giri, e da tolleranze di fabbricazione.,

Un ulteriore vantaggio dell'invenzione con siste nel fatto che in conseguenza della nota forma lineare caratteristica del segnale di uscita del sen sore della corsa dello spillo ? possibile escludere una parte del segnale in corso di definitone della fine dell' ini e rione. Viene applicate, per cos? dire una finestra di tempo segnale, in cui ? atteso l'istante della fine dell'iniezione in conseguenza della nota forma del segnale. In tal modo ? possibile sopprimere impulsi perturbatori, che all'esterno di queste finestra sono sovrapposti al segnale e a partire dalla forma del seggale i soddisfano casualmen te le condizioni per la fine dell?iniezione?

Ul teriori vantaggi risultano dagli accorgi menti indicati nelle sottorivendicazioni? Ad esempio nei caso di una esclusione relativamente lunga della niezione del carburante, come pu? verificarsi durante l?esercizio a veicolo lanciato, La soglia di ecci tazione per determinare l?istante di inizio dell?iniezione viene ricavata dal numero di giri oppure da altre grandezze caratteristiche del motore endotermi co? Conseguentemente si evita una impostazione erra ta delle soglie di eccitazione quando inizia di nuovi il dosaggio del carburante al termine dell 'esercizio a veicolo lanciato?

Disegio

In particolare :

la figura 1 mostra un sensore della corsa dello spillo, di per s? noto, con la relativa forma lineare caratteristica del segnale di uscita,

la figlia 2 mostra uno schema a blocchi della disposizione circuitale per attuare il procedimento di valutazione,

la figura 3 mostra un semplice esempio di realizzazione della memoria positiva della tensione di cresta e dell'unit? comandata di scarico della memoria, e

la figura 4 mostra un diagramma dei segna-

li e degli impulsi per illustrare la disposizione della figura 2?

Descrizione degli esempi di realizzazione

Nella figura la con 10 ? indicato un sensore della corsa dello spillo noto dall'attuale sta to della tecnica? Questo sensore 10 della corsa del? lo spillo viene formato dal circuito-serie di una sorgente di corrente 11 nonch? di una induttanza 12 variabile temporalmente per effetto del movimento dello spillo ugellare. La tensione di uscita U^, pr? levata tramite l'induttanza 12,_? riportata nel dia?? gramma della fi gura 1b in dipendenza del tempo t? Con l'apertura dell'ugello di iniezione mediante il movimento dello spillo ugellare nell'induttanza viene. variato il flusso di induzione, in modo tale che la tensione di uscita sul sensore 10 della corsa del lo spillo cresce su valori positivi fino al valore di cresta U+ ? Questa tensione di cresta positiva corrisponde alla velocit? massimo dello spillo nel corso dell 'operazione di apertura ? Con l'ulteriore svolgimento si imposta un ritardo dello spillo ugel lare in conseguenza della forza crescente della molla di pressione, in senso opposto a quello di movimen to, cosicch? la tensione di uscita ricade a valo ri piccoli . Durante la operazione di chiusura dell'ugello di iniezione lo spillo ugellare si muove in direzione opposta e la tensione che compare sull 'in duttanza 12 assume ora valori negativi. Durante que sto movimento discendente dello spillo ugellare per effetto di vibrazioni meccaniche si verificano segna li di disturbo di alta frequenza sovrapposti alla' an demento propriamente interessante dei segnali . Il ri pi do aumento della tensione di uscita U dal valore di cresta negativo U ? riconducibile alla brusca frenatura dello spillo ugellare alla fine dlli *inie zione tg? La seguente oscillazione smorzata ? dovuta a vibrazioni di rimbalzo dello spillo ugellare.

Da prove pratiche, ? risultato ?he ? opportuno definire l'istante iniziale dell'iniezione t come una determinata percentuale del valore della teh sione, di cresta positiva. L'istante della fine della iniezione t_ ? definito dal secondo passaggio per lo zero della tensione di uscita U^? Inoltre per questa forma, dei segnali h caratteristico il fatto che il valore U del valore di cresta negativo assume serapre importi maggiori del valore U del valore di ere sta positivo

Il procedimento di valutazione adattato a questa speciale forma dei segnali, nonch? .la relativa disposizione circuitale. verranno illustrati dettagli a tamente in base, allo schema a blocchi della figura 2?

Il sensore della corsa dello spillo, indicato con 10 come in figura Ja, dal lato di uscita ? collegato con un interruttore a soglia 13, con una memoria positiva 14 delle tensioni di cresta nonch? con un ulteriore interruttore a soglia 15? Dal lato di uscita 1 'interruttore a soglia 13 tramite un monoflop 16 ? connesso ad un flip-flop 17? I segnali di uscita della memoria positiva 14 della tensione di cresta vengono addotti ad un invertitore 18 non_ ch? ad una unit? comandata 19 di scarica della memo ria? L'invertitore 18 fornisce i valori di soglia per l'ulteriore interruttore a soglia 15 che da parte sua comanda il flip-flop 17? Un monoflop 20, che fornisce una frequenza di ripetizione degli impulsi proporzionale al numero di giri , ? connesso alla uni t? comandata J9 di scarica della memoria, e alternativamente anche ad un integratore 21 disegnato trat teggiato. I segnali di uscita dell'unit? comandata 19 di scarica della memoria nonch? dell'integratore 21 vengono addotti all'interruttore a soglia 13? In corrispondenza delle uscite del flip-flop 17 ? dispo nibile l'informazione relativa alla durata dell'inie zione, che pu? essere addotta .ad esempio ad un ap-_ parecchio di comando per scopi di regolazione oppure impie per indicare il consumo momentaneo del carburante?

Uh semplice esempio di realizzazione della memoria positiva 14 della tensione di cresta nonch? dell1 unit? comandata 19 di scarica della memoria ? rappresentata nella figura 3. Un diodo 22 tramite un condensatore 23 ? connesso al potenziale di massa? In parallelo al condensatore 23 ? inserita una resistenza 24? laddove questo circuito-parallelo pu? essere tuttavia interrotto tramite un interruttore 25 comandato ad esempio da segnali del numero di ri ?

Il funzionamento del circuito rappresentato in figura 3 ? il seguente:

se il condensatore 23 ? scaricato nell?istante iniziale allora il diodo 22 in caso di segna li di entrata positivi , addotti all?anodo, viene fatto funzionare nel senso diretto ? Tramite il diodo 22 circola una corrente di carica caricante il con . densatore 23 a valori corrispondenti ? Se la tensione di entrata scende di nuovo a valori minori o addirittura negativi , il diodo 22 blocca e la carica accumulata del condensatore 23 rimane invariata quando l'interruttore. 25 ? aperto e quando i componenti vengono supposti ideali ? Ito comando selettivo della scarica del condensatore 23 ? possibile azonando l 'interruttore 25? Il grado di scarica dipende in primo luogo dal valore della resistenza 24 ed in se condo luogo dalla durata di chiusura dell*interruttp re 25? Nell' esempio di realizzazione in questione questo interruttore 25 viene azionato da segnali dipendenti dal numero di giri? Tuttavia ? possibile un comando della scari oa da altri parametri , come ad esempio dalla temperatura, da valori dei gas di sca-

rico oppure anche dalla preseione?

Il funzionamento, della disposizione circu? tale della figura 2 verr? illustrato in base ai diagrammi della figura 4? Le tensioni riportate sull * as se delle ordinate sono contraddistinte da numeri eh si riferiscono ai blocchi della figura 2. In tutti i diagrammi sull'asse delle ascisse ? riportato il tempo. La tensione di uscita del sensore 10 della corsa dello spillo ? rappresentata in figura 4a per un determinato numero di giri costante? La forma dei seriali pu? variare leggermente da una i niezione alla iniezione seguente come ? rappresenta to esageratamente , in figura 4a. Nel caso di una vaza temporale dei segnali che la loro ampiezza? Il segnale invertito U^g della memoria positiva 14 del la tensione di cresta, con cui viene definita la so glia dell'ulteriore interruttore a soglia 15? ? riportato in figura 4h? Affinch? questa tensione U^g corrisponda come valore al valore di cresta positivo U+, ? necessaria una costante di tempo di tenuta del la memoria positiva della tensione di cresta, che ? sostanzialmente maggiore della massima distanza di tempo possibile fra due segnali di iniezione? Dalla figura 4c ? rilevatile il comportamento circuita le dell'ulteriore inter uttore a soglia 15 destinato a definire la fine dell'iniezione ? La fine della iniezione viene caratterizzata da un salto di tensione positivo della tensione U^? P ima che l 'ulte riore interruttore a soglia 15 sia soprattutto in grado di rivelare la fine dell'iniezione, e precisa mente il passaggio per lo zero seguente il fronte netto del segnale di iniezione, esso dovr? essere dapprima impostato? Come presupposto per la rivelazione del passaggio per lo zero di richiede che la tensione del segnale U^0 scenda al disotto della soglia impostata dalla tensione U^g? Solo in questo istante l'ulteriore interruttore a soglia

15 viene impostato su low e il seguente passaggio per lo zero viene indicato da un salto di tensione positivo da Low ad High? Per limitare l'intervallo di tempo per la rivelazione della fine della inie zione nell'esempio, in questione, si utilizza pertanto una caratteristica della forma lineare dei segnali di iniezione, e precisamente il fatto che il valore di cresta negativo U_ , che compare prima della, fine dell'iniezione, ? sempre maggiore del valore. di cre sta positivo U+? _

Con l'ausilio del monoflop 20 i segnali analogici , proporzionali al numero di giri del motore endotermico, vengono convertiti in impulsi rettangolari di ampiezza costante, come ? indicato con in figura 4d. Mediante questi segnali ?> vene comandato l'interruttore 25 dell'unit? comandata 19 di s cari ca della memoria, che pu? essere eseguita come interruttore meccanico od elettrico. Nella figura 4 e ? rappresentata la tensione risultante u-j.g che compare sull'uscita dell' unit? comandata 19 di scarico della memoria? ?I ritmo degli impulsi U proporzionali al numero di giri , viene scaricato il condensatore 23 nell'intervallo fra due segnali di cresta? Il valore finale indicato con x i? U+ si ottiene mediante adeguato^ dimensionamento del condensatore 23 ovvero della resistenza 24 e dell 'ampiezza degli impulsi gli g? proporzionale al numero di Q ri ? Mantenendo costanti queste grandezze una varia zione del valore assoluto di x fi U+ si basa esclu sivamente su una variazione dell'ampiezza del segnale di iniezione? In tal modo ? garantito che nel caso di una variazione dell'ampiezza del segnale, di iniezione anche la soglia x # U+ viene trasportata nello stesso senso per determinare l'i nizio dell'iniezione? Nell' esempio di realizzazione in questione la soglia per il (n+1 ) esimo segnale di iniezione eviene ri cavata dallennesimo segnale . Tuttavia sono pos si bili anche situazioni nelle quali non ogni segnale di iniezione viene utilizzato per la determinazione del valore di soglia oppure nelle quali l'ennesimo segnale di iniezione viene utilizato per determinare il valore di soglia per l*(n+m ) esimo segnale?

Se esiste uguaglianza fra la tensione del segnale di iniezione del (n+1 ) esimo segnale e la soglia ricavata dall' ennesimo segnale, allora l'interruttore a soglia 13 comanda un monoflop 16, che produce gli impulsi di lunghezza costante rappresentati in figura 4f? La lunghezza degli impulsi viene scelta di grandezza tale che essi coPer determinare l'inizio dell'iniezione si sfrutta pertanto il fatto che la forma lineare come pure 1 ^ampiezza di segnali di iniezione consecutivi si distinguono reciprocamente solo in maniera irrilevante? I segnali della durata di iniezione rappre sentati in figura 4g sono applicati sull'uscita del flip-flop 17 alimentato con i segnali U, _ nonch? U Questi per scopi di comando e di regolazione vengono addotti ad un apparecchio di comando o ad ulteriori componenti del motore endotermico?

Esiste inoltre la possibilit? di influenzare la soglia dell 'interruttore a soglia 13 median te altre caratteristiche del motore endotermico, co me ad esempio numero di giri oppure anche pressione.. Se per il motore endotermico ? prevista una disinserzione della adduzione del carburante nell'esercizio a veicolo lanciato, allora nell'esercizio a veicolo lanciato Rimango ,o chiuse le valvole di iniezione e scompaiono i segnali di iniezione U^Q? Corrisponden temente anche i valori di soglia ?, ? scendono a valo ri assai piccoli ovvero a zero, cosicch? nel caso di un ripristino dell'iniezione al termine dell 'eserci zio a veicolo lanciato la soglia U _i y non ? adattata alla ampiezza effettiva del segnale di iniezione U alla fine dell'esercizio a veicolo lanciato pu? sen z'altro assumere valori elevati ( elevato numero di giri ) ? In questa situazione si dimostra opportuno ricavare il valore di soglia per determinare l'istan te di iniezione dopo il ripristino dell'iniezione, dapprima ad esempio dal numero di giri? A tale scopo si impiega l'integratore indicato con 21 in fi gura 2 e che ad esempio integra gli impulsi di usci ta del monoflop 20, cosicch? la tensione di uscita presenta un comportamento di.pend.ente dal numero di giri . Al posto del segnale del numero di giri sareb be anche possibile impiegare altre grandezze, carat

teristiche delio stato di uscita dei motore endoter mi co, per influenzare- il valore di soglia ?

II- procedimento, qu? descritto nonch? la disposizione per attuarlo sono impiegabili vantaggiosamente anche per valutare precisamente altre grandez ze misurate., che compaiono in successione temporale, come ad esempio segnali del nvuero di giri , segnali dell'istante di accensione oppure anche segnali per comandare la trasmissione e similare Ji'unico presupposto per l 'impiego di questo procedimento e la conoscenza della forma lineare di principio? In tal caso in conseguenza dell'esclusione di determinate zone di segnale ? possibile ottenere una elevata protezione dai disturbi , nonch? grazie ad una cor

Claims

RIVENDICAZI ONI

1 * Procedimento per valutare i segnali di uscita di un rilevatore dei valori misurati , che si trova su un motore endotermico, determina grandez ze misurate per caratterizzare lo stato di esercizio del motore endotermico e in successione temporale fornisce segnali di uscita, elettrici , dipendenti dalla grandezza misurata e caratteristici nella loro fonia lineare, e da questi pu? essere ricavata un'ulteriore grandezza misurata non necessariamente identica alla grandezza misurata, caratterizzato dal fatto che l' ennesimo segnale di uscita del rilevato re dei valori misurati viene utilizzato per valutare un seguente (n+m) esimo segnale della sequenza temporale?
2 Procedimento secondo la rivendicazione 1 , catatterizzato dal fatto che ulteriori grandezze caratteristiche di esercizio del motore endoter mico vengono utilizzate per valutare i segnali di uscita del rilevatore dei valori misurati ?
3 Procedimento secondo le rivendicazioni t e, oppure 2, caratterizzato dal fatto che una fra zione del valore di cresta dell ? ennesimo segiale di uscita del rivelatore dei valori misurati viene utilizzata come soglia di eccitazione per l'(n+m)esimo segnale di uscita?
4 Procedimento secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti , caratterizzato dal fatto che si tratta specialmente di un motore endotermico diesel e come rilevatore dei valori misurati ? pref visto un sensore ( 10 ) della corsa dello spillo sensibile allo spillo ugellare di un ugello di iniezio ne del motore endotermico?
5* Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che dal segnale di usci ta del sensore della corsa dello spillo viene ricavata ima informazione relativa alla durata di ini e zione e quindi relativa alla quantit? di carburante addotta al motore endotermico?
6 Procedimento secondo una delle rivendi cazioni 4, 5 ? caratterizzato dal fatto che viene ef fettuata una rivelazione della fine dell 'iniezione, defin?ta come passaggio per lo zero del segnale, so lo dopo che ? passata una soglia ricavata dal valore di cresta del segnale di iniezione?
7 Procedimento secondo almeno una delle rivendicazioni da 3 fino a 6, caratterizzato dal fa to che nel caso di una interruzione della' dduzione del carburante, ad esempio nell* esercizio a veicolo , le soglie di eccitazione vengono ricavate da altre grandezze caratteristiche del motore endotermico , ad esempio dal numero di giri ?
8. Procedimento secondo almeno una delle rivendicazioni 5, 6 e .7., caratterizzato dal fatto che il segnale ricavato dalla durata di .iniezione, e dipendente dal carico del motore, endotermico viene addotto ad un apparecchio di comando per regolare la quantit? del carburante e , oppure per regolare il ri ciclo dei gas di scarico e, oppure per la regolazio ne al minimo e, oppure detto segnale viene utilizzato per indicare il consumo momentaneo di carburante*
9 Disposizione circuitale per attuare il procedimento secondo almeno una delle rivendicazioni precedente, caratterizzato dal fatto che ad un rilevatore ( lO) dei valori misurati sono associati interruttori a soglia (13 e 15), i cui valori di soglia vengono influenzati da una memoria (14)-, al ri levatone .(l0_) dei valori misurati , con seguente unit? (l_9) di scarico della memoria e, oppure con seguente invertitore (18).
lO. Disposizione circuitale secondo la ri vendicazione 9, caratterizzata dal fatto che l'unit? comandata (19) di scarico della memoria viene comandata da segnali dipendenti dal numero di giri
11 ? D sposizione circuitale secondo alme-

dal fatto che la soglia dell'interruttore a soglia ( 13) e, oppure dell'ulteriore interruttore a soglia (15) viene influenzata da altre grandezze caratteri stiche di esercizio del motore endotermico