ITMI20001130A1 - Dispositivo e metodo per consentire il corretto funzionamento di un motore a combustione interna alimentato alternativamente ad un primo o a - Google Patents

Description

Descrizione di un brevetto d'invenzione nome:

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo per consentire il corretto funzionamento di un motore a combustione interna alternativamente alimentato ad un carburante primario come benzina o ad un carburante secondario, come gas secondo il preambolo della rivendicazione principale.

Forma anche oggetto del trovato un metodo per permettere il funzionamento sopra indicato.

Come è noto, sui veicoli di nuova produzione, in particolari autoveicoli, è prevista la presenza di un controllo elettronico dell'ottimale funzionamento del motore (sistema 0BD=on board diagnostic) con lo scopo di limitare le emissioni nell'ambiente di agenti inquinanti. Tale controllo elettronico comprende un'unità di controllo collegati a mezzi sensori ad esempio atti a rilevare la composizione dei gas di scarico, a rilevare anche le modalità secondo le quali avviene l'alimentazione di carburante al motore ed a rilevare il successivo impiego di tale carburante nei cilindri di tale motore. Tale unità di controllo è pure collegata a visualizzatori, definiti da una pluralità di "spie", presenti nell'abitacolo del veicolo ed in particolare sul suo cruscotto. Tale unità è anche connessa a mezzi memorizzatori atti a registrare le eventuali condizioni di malfunzionamento del motore.

Sono altrettanto noti mezzi atti a consentire il funzionamento dei motori endotermici di veicoli mediante gas (o altro carburante secondario). Tale gas è contenuto in un apposito serbatoio posto sul veicolo in aggiunta a quello per la benzina (o altro carburante primario), e sono previsti usuali mezzi commutatori ed alimentatori dì gas atti a consentire l'afflusso del gas nel condotto di alimentazione del carburante quando è richiesto il funzionamento a gas. Ciò in alternativa, ovviamente, alla benzina.

Tale alimentazione a gas dei motori montati sui veicoli di nuova produzione può provocare diversi problemi legati al rilevamento di condizioni di funzionamento del motore differenti da quelle preimpostate nei mezzi di controllo e legate all'impiego della benzina come carburante. Ad esempio, col funzionamento a gas rispetto a quello a benzina si ha una alterazione della composizione dei gas di scarico (e un'alterazione delle emissioni inquinanti), dei parametri di combustione entro i cilindri e di quelli di alimentazione del carburante. Come conseguenza, l'unità di controllo del funzionamento del motore registra tali alterazioni come condizioni di malfunzionamento del motore e visualizza sul cruscotto mediante l'attivazione di una o più spie correlate ai parametri considerati non entro valori accettati.

Tutto ciò ha portato a notevoli difficoltà nell'alimentare a gas i suddetti motori.

Scopo pertanto del presente trovato è quello di offrire un dispositivo atto a consentire una alimentazione a gas dei motori elettronicamente controllati tramite sistemi diagnostici OBD e nel contempo atti a consentire un efficace controllo del motore stesso.

Un ulteriore scopo è quello di offrire un dispositivo del tipo citato che permetta di evitare la registrazione e la visualizzazione di dati inerenti condizioni di funzionamento non ricadenti entro parametri prefissati e derivanti da una alimentazione a gas del motore (o altro carburante secondario), tale alimentazione consentendo però l'ottimale impiego del veicolo sia dal punto di vista meccanico che da quello delle emissioni inquinanti .

Questi ed altri scopi che risulteranno evidenti all'esperto del ramo vengono raggiunti da un dispositivo secondo le rivendicazioni allegate.

L'invenzione prende spunto dal fatto che nei motori di nuova produzione e provvisti di controllo elettronico secondo la tecnica OBD, la diagnosi del funzionamento del motore viene disattivata automaticamente a seguito del rilevamento da parte dell'unità di controllo (tramite un apposito sensore) che il livello della benzina (o altro carburante primario) nel relativo serbatoio è inferiore ad un valore prefissato (ovvero è nella condizione di carenza di carburante primario). Ciò al fine .di evitare che un'eventuale completo esaurimento del suddetto carburante porti ad un rilevamento di valori errati e non accettati di tutte le grandezze controllate: ad esempio si ha un valore di rilevamento errato (ovvero non accettabile) da parte di ogni rilevatore della composizione dei gas di scarico (sonde lambda), si rilevano mancate combustioni, un'errata alimentazione del carburante, ecc.

Per evitare tale rilevamento, l'unità di controllo viene comandata a disattivare ogni mezzo visualizzatore e registratore di ogni malfunzionamento quando la quantità di carburante primario presente nel serbatoio è inferiore ad un valore indicante la carenza del suddetto carburante (ad esempio pari al 20% della capacità del serbatoio) .

Prendendo spunto da tale situazione, ed analogamente a quanto precede, la presente invenzione permette l'alimentazione a gas (o altro carburante secondario) del motore attraverso l'inibizione della visualizzazione e della registrazione di (presunti) malfunzionamenti del motore da parte dell'unità di controllo, malfunzionamenti legati ai diversi valori di emissione .dei gas inquinanti rilevati, ai diversi parametri d'accensione, ecc., derivanti dall'impiego del gas come carburante.

Per una maggior comprensione del presente trovato si allega a titolo puramente esemplificativo, ma non limitativo, il seguente disegno, in cui:

la figura 1 mostra uno schema a blocchi di una parte di un circuito di diagnosi ove è posto il dispositivo secondo il trovato;

la figura 2 mostra schematicamente una porzione del dispositivo di figura 1;

la figura 3 mostra un diagramma di flusso indicante le modalità di funzionamento del dispositivo secondo al trovato;

la figura 4 mostra un grafico di un segnale elettrico che perviene ad una unità di controllo del motore in funzione della diversa tipologia del carburante (benzina-e gas) che lo alimenta.

Con riferimento alle citate figure, un circuito per il controllo del corretto funzionamento di un motore a combustione interna di un veicolo operante sia mediante alimentazione a benzina (o altro carburante primario) che, in alternativa, a gas (o altro carburante secondario) comprende un'unità di controllo .1 del motore suddetto cooperante con una pluralità di sensori (non mostrati) atti a verificare la composizione dei gas di scarico, le caratteristiche della combustione in ogni cilindro e altri noti parametri. Tale unità è parte di un noto sistema diagnostico del motore di tipo OBD ed è connessa con uno o più visualizzatori o spie 2 poste entro l'abitacolo del veicolo, ad esempio un usuale cruscotto.

L'unità 1 è pure connessa ad un organo di registrazione o di memorizzazione (non mostrati) di eventuali malfunzionamente del motore rilevati attraverso i sensori sopra citati. Tale organo è preferibilmente e usualmente parte dell'unità 1.

Inoltre, tale unità è pure collegata ad un sensore di livello 3 posto entro il serbatoio della benzina. Attraverso il segnale di controllo, l'unità 1 rileva la quantità di carburante primario presente nel relativo serbatoio. Se tale quantità è inferiore ad un predeterminato valore, ad esempio pari al 20% della capacità del serbatoio, l'unità 1 disattiva ogni suo 'intervento sulle spie 2 e sull'organo di memorizzazione.

Il motore controllato dall'unità 1 può, come detto essere alimentato a gas (o altro carburante secondario) . Al fine di consentire un ottimale funzionamento del motore anche in presenza di tale alimentazione, all'unità 1 è associato il dispositivo 4 secondo il trovato. Tale dispositivo comprende una linea in ingresso 10 connessa al sensore di livello 3 e terminante ad un capo 10A con cui può cooperare un interruttore 11 comandato da un noto commutatore 12 del funzionamento a gas del motore collegato ad un serbatoio del gas (non mostrato) e ad un condotto di alimentazione del carburante al motore. Tale interruttore è-connesso in modo stabile ad una linea d'uscita 13 collegata all'unità 1 e può collegarsi al capo 10A che ad un capo 14A di una linea 14 collegata ad un organo 15 generatore di un segnale elettrico V di grandezza pari a quello M generato dal sensore di livello 3 nel caso in cui il livello della benzina nell'usuale serbatoio non superi un predeterminato valore (vedasi figura 4). Preferibilmente, l'interruttore è comandato da un elemento di controllo 16 connesso al commutatore 12 del funzionamento a gas. L'organo 15 è connesso all'usuale circuito elettrico del veicolo ed è attivato dalla chiusura dell'interruttore 11 sul capo 14A della linea 14.

Attraverso il dispositivo 4, il cui funzionamento verrà di seguito descritto, è possibile impiegare un'alimentazione a gas (o altro carburante secondario) su un veicolo a benzina (o altro carburante primario) senza che il sistema OBD o meglio l'unità 1 (centralina di controllo del motore a benzina (con strategia OBD), come indicato in figura 1) intervenga sulle spie 3 (attivandole) o sull'organo di memorizzazione rilevando delle condizioni di funzionamento del motore differenti da quelle preimpostate. Tali diverse condizioni derivano dal fatto che i valori di riferimento {ad esempio la composizione dei gas di scarico), sono impostati per un'alimentazione a benzina del motore e che, come noto, tali valori cambiano con l'alimentazione a gas.

Più in particolare, si supponga che il motore sia alimentato a benzina e che la quantità di quest'ultima nel serbatoio sia superiore ad un valore minimo prefissato (ad esempio pari al 20% della capacità del serbatoio). In tale condizione, l'interruttore 11 è collegato al corpo 10A della linea 10 e questa è connessa alla linea 13. Il sensore di livello 3 è quindi collegato all'unità 1.

Si supponga ora di voler utilizzare l'alimentazione a gas. Per far questo, si interviene nell'istante temporale tl (figura 4) sul commutatore 12 che, in modo in sè noto e quindi non descritto, consente il cambio della tipologia del carburante. Parallelamente, il commutatore 12, ad esempio attraverso un segnale elettrico attivato da un interruttore (non mostrato), attiva l'elemento 16 che sposta l'interruttore 11 dalla linea 10 al capo 14A della linea 14 e contemporaneamente attiva l'organo generatore 15 affinchè esso generi il segnale V avente livello elettrico (ad esempio un segnale resistivo o di tensione) uguale a quello del segnale M generato dal sensore 3 quando il livello della benzina è pari ad un predeterminato valore (vedasi figura 4).

A seguito di tale segnale, l'unità 1 in modo noto disattiva ogni connessione con le spie 2 e con l'organo di memorizzazione ad essa unità connesso. Il motore pertanto può essere alimentato a gas senza che il sistema OBD rilevi malfunzionamenti del motore stesso a seguito della variazione del carburante .

Se all'istante t2 (vedasi figura 4) si torna all'alimentazione a benzina, il segnale V cessa perchè l'interruttore 11 viene riportato dall'elemento 16 in collegamento con la linea 10 con modalità analoghe a quanto già descritto.

Pertanto, il dispositivo 4 opera secondo le modalità mostrate in figura 3. In altre parole, periodicamente (blocco 30 figura 3) si valuta nel dispositivo 4 se vi è un funzionamento a gas (blocco 31). Se la risposta è negativa, si ha un eventuale segnale di uscita M dal dispositivo 4 (blocco 32); se la risposta è positiva, da tale dispositivo si ha l'uscita del segnale V (blocco 33) attraverso le modalità più sopra descritte.

E' stata descritta una forma di attuazione del trovato in cui la disabilitazione dell'unità 1 a seguito della commutazione dell'alimentazione da benzina a gas avviene attraverso la generazione'di un "falso segnale" corrispondente al segnale di disabilitazione dell'unità generato da un cursore di livello della benzina nel rispettivo serbatoio quando tale benzina è in quantità inferiore ad un valore prefissato. Ovviamente, tale falso segnale può corrispondere ad un qualsiasi altro segnale elettrico ricevuto dall'unità 1 che, secondo normative ben precise, è tale da inibire l'intervento sulle spie 2 e sull'organo di memorizzazione (come ad esempio il segnale di disattivazione generantesi nei casi in cui venga impiegata una presa di potenza presente sul veicolo oppure nel caso in cui la temperatura ambiente o la pressione atmosferica rappresentante l'altitudine siano inferiori a predeterminati valori).

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per consentire il corretto funzionamento di un motore a combustione interna di un veicolo alimentato alternativamente a carburante primario quale ad esempio benzina, e carburante alternativo quale ad esempio gas, e controllato elettronicamente tramite sistema OBD, attraverso un'unità di controllo (1), detta unità (1) essendo connessa a mezzi (3) rilevatori della quantità del carburante primario presente in un serbatoio ed a mezzi atti a rilevare le condizioni di un'ottimale combustione entro detto motore, l'unità essendo inoltre connessa a mezzi visualizzatori (2) posti nell'abitacolo del veicolo ed atti ad indicare condizioni di funzionamento non ottimali di detto motore, ed a mezzi memorizzatori atti a registrare tali condizioni, il motore essendo collegabile mediante 'organo commutatore (12) con un serbatoio del carburante secondario collegato al condotto di alimentazione del carburante al motore, detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (15) generatori di un segnale elettrico (V) disabilitatore della connessione tra l'unità di controllo (1) ed i mezzi visualizzatori (2) e quelli memorizzatori, detti mezzi generatori (15) essendo comandati dall'organo commutatore (12) atto a consentire ai mezzi (15) stessi di inviare all'unità di controllo (1) il segnale di disabilitazione (V) nel momento in cui avviene la commutazione dell'alimentazione da una tipologia di carburante all'altra.
2. 2. Dispositivo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il segnale elettrico disabilitatore (V) ha livello elettrico uguale a quello di un segnale elettrico disabilitatore (M) presente nel sistema OBD.
3. 3. Dispositivo di cui alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il segnale elettrico disabilitatore (V) ha il livello elettrico del segnale (M) generato da un sensore di livello (3) del carburante primario nel relativo serbatoio quando tale livello è inferiore ad un livello prefissato.
4. 4. Dispositivo di cui alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il segnale elettrico disabilitatore (V) ha il livello elettrico di un segnale corrispondente a quello di impiego di una presa di potenza prevista nel veicolo.
5. 5. Dispositivo di cui alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il segnale elettrico disabilitatore (V) ha il livello elettrico di un segnale corrispondente a quello di impiego del motore ad una temperatura o ad una pressione inferiore ad un predefinito valore.
6. 6. Dispositivo di cui alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi (15) generatori del segnale elettrico disabilitatore (V) sono collegati all'unità di controllo (1) in modo interrompibile attraverso un interruttore (11) atto a collegare alternativamente detta unità (1) con detti mezzi (15) o con una linea elettrica (10) connessa ad un organo controllato o utenze del veicolo.
7. 7. Dispositivo di cui alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che l'interruttore (11) è atto a ·collegare alternativamente i mezzi generatori (15) ed il sensore (3) del livello del carburante primario nel relativo serbatoio.
8. 8. Metodo per consentire il corretto funzionamento di·un motore a combustione interna di un veicolo alimentato alternativamente a carburante primario, quale benzina, e a carburante secondario, quale gas, e controllato elettronicamente tramite sistema OBD, attraverso un'unità di controllo (1), detta unità (1) essendo connessa a mezzi (3) rilevatori della quantità di carburante primario presente in un rispettivo serbatoio ed a mezzi atti a rilevare le condizioni di un'ottimale combustione entro detto motore, l'unità essendo inoltre connessa a mezzi visualizzatori (2) posti nell'abitacolo del veicolo atti ad indicare condizioni di funzionamento non ottimali di detto motore, ed a mezzi memorizzatori atti a registrare tali condizioni, il motore essendo collegabile mediante organo commutatore (12) con un serbatoio del carburante secondario collegato al condotto di alimentazione del carburante al motore, detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere, a seguito dell'azione su detto organo commutatore (12), la generazione nel sistema OBD di un segnale elettrico (V) atto a disabilitare l'azione dell'unità di controllo sui mezzi visualizzatori (2) e sui mezzi memorizzatori.
9. 9. Metodo di cui alla rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il segnale elettrico disabilitatore (V) ha un livello elettrico pari a quello di un segnale elettrico (M) generabile entro tale sistema a seguito di una condizione di carburante primario inferiore ad un predefinito valore.
10. 10. ‘Metodo di cui alla rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il segnale elettrico disabilitatore ha un- livello elettrico pari a quello di un segnale elettrico generato nel momento dell'impiego di una presa di potenza prevista nel veicolo.
11. 11. Metodo di cui alla rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il segnale elettrico disabilitatore ha un livello elettrico pari a quello di un segnale elettrico generato all'atto dell'impiego del motore a temperatura o pressione ambiente inferiori ad un predeterminato valore.