ITMI20002238A1 - Procedimento e dispositivo per equiparare almeno due bancate di cilindri di un motore endotermico - Google Patents

Description

Stato della tecnica

L'invenzione riguarda un procedimento ed un dispositivo per equiparare almeno due bancate di cilindri di un motore endotermico.

Dal DE 3700 088.Al ( Brevetto US 4773 372) è noto un motore endotermico con almeno due elementi di impostazione della potenza, che vengono comandati elettricamente indipendentemente fra di loro. I motori endotermici di tale tipo possono aversi differenti contributi di coppia della bancate di cilindri, la cui aria viene addotta tramite differenti elementi di impostazione di potenza, ossia che presentano condotti di aspirazione separati. Ciò' è dovuto dalla differenti carica dei cilindri, poiché la corrente di massa d'aria addotta è fra l'altro dipendente dalla geometria dell'elemento di impostazione della potenza (la valvola a farfalla) , in cosiddetti sistemi elettronici del pedale acceleratore dalle differenti caratteristiche dei traduttori di valori effettivi dell'elemento di impostazione della potenza (potenziometro della valvola a farfalla) e, oppure dalle differenti correnti di fuga per difetto di tenuta (ad esempio tramite le valvole a farfalla, le valvole di sfiato del serbatoio, lo sfiato del basamento, le valvole di riciclo del gas di scarico, il servofreno ecc.) . Le cariche dei cilindri differenti da ciò' risultanti pertanto differenti contributi di coppia tuttavia portano ad un comportamento di esercizio del motore endotermico non completamente soddisfacente.

L'invenzione si pone il compito di indicare accorgimenti, con l'ausilio dei quali ha luogo un'equiparazione delle bancate dei cilindri con riferimento ai loro contributi di coppia. Ciò' si ottiene mediante le caratteristiche delle rivendicazioni indipendenti.

Dal DE 3336 028 Al ( Brevetto US 4688 535) è noto il fatto di determinare, mediante valutazione di tempi di segmento, una grandezza rappresentante le differenze nei contributi di coppia di singoli cilindri, e di utilizzarla per 'equiparare i cilindri.

Vantaggi dell'invenzione

Viene relizzato un procedimento, in cui in maniera semplice ha luogo l'equiparazione di bancate di cilindri, la cui adduzione d'aria viene influenzata mediante elementi di impostazione della potenza comandati indipendentemente fra di loro. E' particolarmente importante il fatto che 1 'equiparazione dei cilindri avviene tramite un intervento di equiparazione come corrispondente tramite le valvole a parfalla del motore e l'angolo di accensione non dovrà essere regolato rispettivamente dovrà essere regolato solo limitatamente per l'equiparazione. Di coneguenza è possibile compensare differenze di coppia sostanzialmente maggiori fra le bancate dei cilindri. Inoltre si risparmia combustibile, poiché l'angolo di accensione può' essere mantenuto nell'intervallo ottimale e si riducono emissioni di gas di scarico, poiché l'angolo di accensione può' essere utilizzato più per 1'ìottimizzazione della combustione che non per 1'equiparamento dei cilindri.

E' inoltre particolarmente vantaggioso il fatto che specialmente nel funzionamento al minimo rimane garantita la capacità di aumentare la coppia di una regolazione dell'angolo di accensione, poiché l'angolo di accensione non viene utilizzato oppure viene utilizzato solo limitatamente per equipare i cilindri.

Ulteriori vantaggi risultano dalla seguente descrizione degli esempi di realizzazione rispettivamente dalle rivendicazioni dipendenti.

DISEGNO

L'invenzione viene illustrata più dettagliaamente in seguito in base alle forme di realizzazione rappresentate nel disegno.

In particolare:

La figura 1 mostra un dispositivo di comando per comandare un motore endotermico, con almeno due elementi di impostazione della potenza, comandati elettricamente indipendentemente, e con il numero corrispondente di gruppi di cilindri (bancate di cilindri),

la figura 2 mostra una realizzazione preferita dell'equiparazione di questi gruppi o bancate di cilindri in base allo schema. Questo rappresenta un programma di calcolo effettuante 1'equiparazione .

Descrizione degli esempi di realizzazione

La figura 1 mostra una unità di comando elettronica 10, che dispone almeno di un circuito di entrata 12, almeno di una unità calcolatore e almeno di un circuito di uscita 16. Il circuito di entrata,unità calcolatore del circuito di uscita sono collegati fra di loro tramite un sistema di comunicazione 18 per il reciproco scambio di dati. Il circuito di entrata 12 riceve addotte le seguenti linee di entrata. Una linea di entrata 20 da un dispositivo misuratore 22 per rilevare una grandezza di misurazione WPED per la posizione di un elemento di comando azionabile dal conducente, ad esempio un pedale acceleratore e linee di entrata 36 fino a 40 di dispositivi misuratori 42 fino a 46, per ulteriori grandezze di esercizio di un'unità motrice, oppure del veicolo, necessarie per attuare le funzioni effettuate dall'unità di comando 10, come ad esempio temperatura dell'aria di aspirazione, temperatura del motore, pressione ambiente, composizione gas di scarico ecc.. Tramite una linea di entrata 32 al circuito di entrata 12 da un dispositivo di misurazione 24 viene addotto un segnale rappresentante il numero di giri del motore Nmot. In particolare vengono rilevati i tempi di segmento associati ai singoli cilindri (ad esempio tramite un trasduttore dell'angolo dell'albero a gomiti o dell'angolo a camme). In particolare un segmento corrisponde all'angolo di un intero giro di motore ( con riferimento all'albero a gomiti 720°) diviso per il numero di cilindri, laddove il tempo necessario per percorrere questo angolo viene chiamato tempo di segmento. Al ritmo del tempo di segmento vengono nuovamente calcolate accensione ed iniezione. Inoltre al circuito di entrata 12 tramite le linee di entrata 80 e 82 vengono addotti segnali DK1 e DK2 che rappresentano la posizione attuale di almeno due elementi di impostazione della potenza (valvola a farfalla).

Tranite i circuiti di uscita 16 l'unità di comando elettronica 10 comanda elementi di impostazione in base alle grandezze misurate rilevate, specialmente in base ad almeno una delle grandezze misurate determinate dai dispositivi di misrazione 22. Tramite una prima linea di uscita 47 viene comandato un primo elemento di impostazione della potenza 48 e tramite una seconda linea di uscita 54 un secondo elemento di impostazione della potenza 55. Entrambi gli elementi di impostazione della potenza nell'esempio di realizzazione preferito sulla valvola a farfalla azionabile elettricamente, la cui posizione viene rilevata mediante corrispondenti dispositivi di misurazione e tramite le linee 80 e 82 viene riportata l'unità di comando. Inoltre tramite le linee di uscita 50 viene impostato l'istante di accensione dei singoli cilindri e tramite le linee 52 il dosaggio di combustibile verso i singoli cilindri. In un altro esempio di realizzazione per ogni gruppo rispettivamente bancata di cilindri è prevista un'unità di comando , che comanda valvola a farfalla, angolo di accensione e dosaggio del combustibile del gruppo rispettivamente della bancata associata.

La grandezza di misurazione WPED, rappresentante la posizione dell'elemento di comando, viene letta in entrata dal calcolatore 14 e convertita in valori prescritti per comandare gli elementi di impostazione della potenza 48 e 55, ad esempio mediante caratteristiche, campi di caratteristiche, tabelli o fasi di calcolo, tenendo conto eventualmente di ulteriori grandezze di esecizio. Questi valori prescritti vengono impostati nell'ambito di un circuito di regolazione della posizione, chiuso mediante le segnalazioni di risposta della posizione del rispettivo elemento di impostazione della potenza, mediante formazione di segnali di comando. La posizione del rispettivo elemento di impostazione della potenza finisce la carica che viene addotta al gruppo rispettivamente alla bancata di cilindri associata all'elemento di impostazione della potenza. In seguito a differenti proprietà degli elementi di impostazione della potenza nonché dei condotti di aspirazione, a parità di valore prescritto, la carica, impostata mediante impostazione di elementi di impostazione della potenza, per ognuno dei gruppi rispettivamente bancate, presenta differenti valori. Lo scostamento può' essere fino di alcuni 10%. In seguito alla differente carica dei singoli cilindri si hanno differenti contributi di coppia dei singoli gruppi di cilindri. Questo comportamento è indesiderato, cosicché vengono effettuati procedimenti di adattamento per l'equiparazione delle bancate di cilindri. Questi portano al fatto che i comandi degli elementi di impostazione della potenza vengono influenzati in modo tale che risultano sostanzialmente uguali contributi di coppia dei singoli gruppi o bancate di cilindri.

Con l'ausilio del numero di giri sì determina l'irregolarità di funzionamento di un motore endotermico, di un motore a ciclotto oppure di un motore diesel. A tale scopo viene migliorato il tempo in cui l'albero a gomiti ruota in ragione di esattamente un segmento. Il tempo di segmento, ossia il tempo che intercorre per percorrere questo segmento (intervallo angolare) , viene utilizzato sia per riconoscere mancati funzionamenti sia anche per l'equiparazione dei cilindri. Con l'equiparazione dei cilindri il tempo di segmento attualmente misurato viene associato al cilindro che è stato per ultimo interessato da accensione. Se il tempo di segmento di un cilindro è manifestamente breve oppure lungo rispetto al valore medio dei tempi di segmento trascorsi di tutti i cilindri, allora ciò' viene interpretato come una coppia eccedente rispettivamente insufficente del cilindro interessato. Nel caso di un motore a quattro cilindri, in cui l'albero a gomiti ruota due volte ad ogni giro del motore, un segmento di tale tipo presenta un angolo di 180° della rotazione dell'albero a gomiti. I tempi di segmento in tal caso vengono sorvegliati soprattutto in stati di esercizio stazionari, ad esempio nel funzionamento al minimo.

Questo procedimento fondamentale può' essere adottato anche quando si hanno motori endotermici con almeno due bancate di cilindri con differenti contributi di coppia specifici per bancate di cilindri. Mediante un'associazione del cilindro ad accensione ed il suo tempo di segmento ad una bancata di cilindri è possibile determinare differenze di coppia specifiche per bancata. Differenze di coppia specifiche per bancata di cilindri in motori endotermici con almeno due bancate di cilindri, come menzionato all'inizio si verificano ad esempio quando le bancate di cilindri hanno condotte di aspirazione reciprocamente separate. Nell'ambito dell'equiparazione dei cilindri vengono riconosciute le differenze di coppia specifiche per bancata di cilindri, in quanto come precedentemente rappresentato, viene formata la media delle grandezze {ad esempio dei tempi di segmento) rappresentanti contributi di coppie di cilindri di una bancata. In particolare, poiché è nota la conoscenza dell'associazione del cilindro, in accensione per ultimo, relativo alla rispettiva bancata di cilindri, per la formazione del valore medio di una bancata di cilindri vengono utlizzati soltanto tempi di segmento che provengono da cilindri di questa bancata di cilindri.Se si riconosce uno scostamento fra i tempi di segmento specifici di bancata di cilindri determinati {ad esempio della media dei tempi di segmento), allora questi vengono compensati, laddove preferibilmente ha luogo una corrispondente correzione di almeno una delle posizioni della valvola a farfalla, ma anche una regolazione del'angolo di accensione dei cilindri di una oppure di entrambe le bancate di cilindri. Ad esempio per l'equiparazione sul valore prescritto per la posizione della valvola a farfalla viene inserito un preassegnato fattore offset provocante l'equiparazione delle bancate di cilindri .

In un altro esempio di realizzazione si tiene conto dei valori offset, ricavati dagli scostamenti rilevati dai contributi di coppia delle singole bancate, per la preassegnazione dei valori prescritti di coppia, individuali per bancata di cilindri, nell'ambito di una struttura di comando orientata alla coppia. A riguardo le parti di correzione vengono sommate alle coppie prescritte specifiche di bancata. Il procedimento prescritto viene impiegato per motori a ciclo otto con iniezione nel condotto di aspirazione o motori diesel con più bancate di cilindri.

Al posto del rilevamento di tempi di segmento in altri esempi di realizzazione in modo corrispondente si utilizzano le distanze temporali dei processi di combustione dei singoli cilindri delle bancate di cilindri, oppure le distanze delle accensioni dei rispettivi cilindri.

Nell'esempio di realizzazione preferito il procedimento precedentemente rappresentato viene realizzata come programma del calcolatore 14. Nella figura 2 è rappresentato uno schema di funzionamento schematizzante una realizzazione del procedimento precedentemente rappresentato nella forma di un tale programma di calcolatore. Questo programma viene percorso in dipendenza del numero di giri.

Nella prima fase 100 si vede in entrata il tempo di segmento determinato per mezzo di un altro programma e nella fase successiva questo viene associato al cilindro interessato per ultimo all'accesione (fase 102). Questa associazione viene ottenua sulla base del collegamento meccanico prestabilito fra la posizione e gli alberi a gomiti rispettivamente a camme dei motori e la posizione dei cilindri in base ad un tabella. Dopo l'associazione del tempo di segmento attuale ad un cilindro, da tempi di segmento precedenti dei cilindri delle rispettive bancate di cilindri si determinano valori medi per ogni bancata (fase 104). Successivamente nella fase 106 viene controllato se sussiste uno scostamento fra questi valori medi delle bancate. Se ciò' non avviene allora il programma con fase 100 viene ripetuto nella successiva fase del numero di giri, altrimenti nella fase 106 si determinano i valori di correzione per i valori della valvola a farfalla, rispettivamente della coppia corrispondentemente alla grandezza dello scostamento .

In un altro programma non rappresentato quindi si tiene conto del valore di correzione, formato nella fase 106, per la determinazione dell'impostazione della valvola a farfalla oppure della coppia del motore endotermico.

Nel caso di un motore diesel al posto della posizione della valvola a farfalla si corregge la quantità di combustibile da iniettare per l'equiparazione dei cilindri.

La correzione della quantità di combustibile viene attuata anche per motori a ciclo otto, alternativamente oppure integrativamente per la correzione dell'impostazione della valvola a farfalla, oppure per la variazione dell'angolo di accensione per l'equiparazione delle bancate di cilindri .

Se per ogni bancata di cilindri è prevista una distinta unità di comando, allora i valori medi dei tempi di segmento per ogni bancata vengono formati nella rispettiva unità di comando e vengono determinati valori offset in una selezionata.

L'equiparazione delle bancate rispettivamente dei gruppi avviene a seconda dell'esempio di realizzazione tramite il comando di valvola a farfalla o di altri elementi di impostazione, comandanti l'adduzione dell'aria ad un motore endotermico, tramite i dosaggio del combustibile, oppure tramite l'angolo di accensione. A riguardo per ongi bancata rispettivamente gruppo si corregge corrispondetemente almeno una grandezza di comando (grandezza di comando per la valvola a farfalla, per il dosaggio del combustibile, oppure per l'angolo di accensione)

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Procedimento per equiparare almeno due bancate di cilindri di un motore endotermico, laddove ognuna delle bancate di cilindri viene comandata mediante almeno una grandezza di comando,caratterizzato dal fatto che si determina una grandezza rappresentante i contributi di coppia delle bancate dei cilindri e in dipendenza di questa grandezza si corregge almeno una grandezza di comando nel senso di un'equiparazione delle bancate di cilindri. 2 - Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la grandezza rappresentante i contributi di coppia viene ricavata dai tempi di segmento, dalla distanza di due processi di combustione in un cilindro oppure dalla distanza delle accensioni in un cilindro della rispettiva bancata di cilindri. 3 - Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che in dipendenza dello scostamento delle grandezze rappresentanti i contributi di coppia delle bancate di cilindri si corregge l'impostazione di un elemento di impostazione della potenza, come una valvola a farfalla. 4 - Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la grandezza rappresentante i contributi di coppia delle bancate di cilindri è di valore medio dei tempi di segmento e in dipendenza dello scostamento dei valori medi delle bancate di cilindri si corregge l'impostazione di un elemento di impostazione della potenza. 5 - Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che nel caso di un motore diesel viene corretta la quantità di combustibile da iniettare, nel caso di un motore a ciclo otto l'impostazione dell'elemento di impostazione della potenza e, oppure dell'angolo di accensione di almeno i cilindri di una bancata di cilindri, oppure il dosaggio del combustibile. 6 - Dispositivo per equiparare almeno due bancate di cilindri di un motore endotermico, con un'unità co comando che comanda almeno due bancate di cilindri mediante l'emissione di almeno una grandezza di comando, caratterizzato dal fatto che l'unità di comando comprende i mezzi che determinano grandezze rappresentanti i contributi di coppie delle bancate di cilindri e correggono almeno una grandezza di comando indipendenza di questa grandezze nel senso di un'equiparazione delle bancate di cilindri.