ITMI20011658A1 - Procedimento programma per computer e dispositivo atti al pilotaggio e oppure alla regolazione della pressione in un accumulatore a bassa pr - Google Patents

Description

Descrizione

Stato dell'arte

La presente invenzione concerne un procedimento atto al pilotaggio e/oppure alla regolazione della pressione in un accumulatore a bassa pressione di una servoapparecchiatura azionata pneumaticamente, nel quale l'accumulatore a bassa pressione viene sottoposto a depressione attraverso un tubo di aspirazione di un motore a combustione interna.

Un procedimento del genere menzionato all'inizio trova per esempio impiego in autoveicoli che si conoscono dal mercato. Gli amplificatori della forza frenante di tali autoveicoli lavorano pneumaticamente e ricevono la loro energia ausiliaria da un accumulatore a bassa pressione. Attraverso una conduttura di spillatura questo è collegato con il tubo di aspirazione del motore dell'autoveicolo. Dato che nel tubo di aspirazione dell'autoveicolo regna una depressione durante il funzionamento del motore, in questa maniera l'accumulatore a bassa pressione può essere evacuato ed in seguito a ciò può essere messa a disposizione la depressione necessaria al funzionamento dell'amplificatore della forza frenante.

Problematico in proposito è tuttavia il fatto che la depressione nel tubo di aspirazione di motori moderni è relativamente bassa, quantomeno nella condizione di funzionamento ottimizzata ai fini delle emissioni, rispettivamente dei consumi. Ciò vale soprattutto nel caso dei motori con iniezione diretta del carburante, nei quali la valvola a farfalla nel tubo di aspirazione, nella condizione di funzionamento ottimale, è sostanzialmente aperta e pertanto la depressione nel tubo di aspirazione è relativamente bassa.

Nei motori con acceleratore E (pedale dell'acceleratore elettronico) il rendimento dell'accensione, ai fini del riscaldamento del catalizzatore, in determinate condizioni di funzionamento, per esempio durante la fase di riscaldamento, viene inoltre peggiorato e la valvola a farfalla viene ulteriormente aperta. Un peggiore rendimento dell'accensione fa aumentare la temperatura del gas di scarico. L'arretramento della coppia, a ciò conseguente, viene oltre a ciò compensato tramite maggiore riempimento.

In tali motori, per esempio dopo una frenata, quando, a motivo di una quantità d'aria che dall'amplificatore della forza frenante affluisce nell'accumulatore a bassa pressione, diventa minore la depressione nell'accumulatore a bassa pressione, deve essere adottato un provvedimento che faccia scendere la pressione nel tubo di aspirazione fino a che l'accumulatore a bassa pressione può essere evacuato in maniera sufficiente. Generalmente questo provvedimento consiste nel fatto che viene chiusa la valvola a farfalla, quindi il motore viene "strozzato" .

Per esempio nei motori a benzina ad iniezione diretta un tale provvedimento significa che questo viene fatto funzionare nel cosiddetto esercizio omogeneo e non nel cosiddetto esercizio stratificato, per cui viene incrementato il consumo. In special modo durante la fase di riscaldamento del motore di un tale autoveicolo viene anche peggiorato il comportamento delle emissioni, dato che il riscaldamento del catalizzatore, con valvola a farfalla chiusa, a motivo del migliore rendimento dell'accensione, avviene più lentamente e pertanto il catalizzatore per un tempo relativamente lungo non lavora alla sua temperatura di funzionamento ottimale .

In alternativa, oppure in aggiunta può essere prevista una pompa di aspirazione elettrica, con la quale può essere evacuato l'accumulatore a bassa pressione. Una tale pompa di aspirazione ha però un tempo complessivo di funzionamento limitato. Essa dovrà pertanto essere attivata per quanto possibile raramente .

Compito della presente invenzione è pertanto quello di sviluppare un procedimento del genere menzionato all'inizio in modo tale che siano migliorati il consumo ed anche il comportamento del gas di scarico di un corrispondente motore a combustione interna e nel contempo si abbia cura della pompa di aspirazione eventualmente installata.

Questo compito viene risolto per il fatto che, in una condizione di riposo della servoapparecchiatura, nella quale questa non è azionata e nessun azionamento viene ipotizzato, viene preassegnata per l'accumulatore a bassa pressione una pressione nominale più alta e, in una condizione nella quale la servoapparecchiatura è azionata oppure un azionamento viene ipotizzato, più bassa.

Questo provvedimento conforme all'invenzione si basa sulla nozione che nell'accumulatore a bassa pressione spesso regna una depressione che, per un sicuro funzionamento della servoapparecchiatura, non è assolutamente necessaria in molte situazioni di funzionamento dell'autoveicolo. Prendendo ad esempio un amplificatore della forza frenante, è stato trovato che è del tutto sufficiente che all'inizio di una fase di frenata nell'accumulatore a bassa pressione sia presente una certa depressione e perciò sia possibile una certa assistenza della fase di frenata da parte della servoapparecchiatura. Questa depressione, che deve essere presente nella condizione di riposo della servoapparecchiatura, nella quale questa quindi non è azionata e nessun azionamento viene ipotizzato, può essere considerevolmente più bassa rispetto a quella depressione che è necessaria per garantire un azionamento duraturo e vigoroso della servoapparecchiatura.

Una più bassa pressione nominale nell'accumulatore a bassa pressione significa tuttavia automaticamente che gli interventi, con i quali nel tubo di aspirazione del motore a combustione interna viene realizzata una depressione necessaria per l'evacuazione dell'accumulatore a bassa pressione, possono avere luogo più raramente e/oppure in una maniera meno svantaggiosa per i consumi, rispettivamente per il comportamento delle emissioni. Anche deve essere attivata meno frequentemente una pompa di aspirazione elettrica eventualmente presente.

Particolarmente vantaggioso è l'utilizzo del procedimento conforme all'invenzione quando un accumulatore a bassa pressione viene esercito a quote elevate: dato che qui la pressione dell'ambiente è già relativamente bassa, in determinate circostanze dovevano sempre essere adottati provvedimenti per ulteriormente abbassare la pressione nel tubo di aspirazione del motore a combustione interna ed in seguito a ciò mettere a disposizione la differenza di pressione che è necessaria per potere sottoporre a depressione, attraverso il tubo di aspirazione, l'accumulatore a bassa pressione. In un tale caso, senza l'adozione del procedimento conforme all'invenzione, il consumo di combustibile nel motore a combustione interna verrebbe sempre aumentato, rispettivamente verrebbe sempre peggiorato il comportamento delle emissioni. In alternativa, una pompa di aspirazione elettrica eventualmente presente dovrebbe in determinate circostanze essere sempre attivata, ciò che ne riduce nettamente la durata utile. Ciò viene impedito in modo durevole nel caso del procedimento conforme all'invenzione.

Vantaggiosi, ulteriori aspetti del procedimento conforme all'invenzione si trovano nelle rivendicazioni subordinate. Al fine di avere a disposizione una depressione sufficiente nel momento in cui la servoapparecchiatura deve essere azionata, è vantaggioso che la pressione nell'accumulatore a bassa pressione corrisponda già poco prima alla pressione nominale più bassa. Una semplice possibilità per prevedere con elevata probabilità l'andamento della servoapparecchiatura è offerta dalla posizione del pedale dell'acceleratore: di ciò tiene conto un ulteriore aspetto, per cui un azionamento della servoapparecchiatura viene previsto quando la posizione di lavoro del pedale dell'acceleratore scende al di sotto di un determinato valore limite.

Particolarmente vantaggioso è il fatto che, come anche è rivendicato, le pressioni nominali vengono determinate in funzione della pressione ambientale. In caso di bassa pressione ambientale per esempio può in seguito a ciò essere ridotta la richiesta differenza di pressione ("depressione") tra accumulatore a bassa pressione ed atmosfera esterna, ciò che parimenti porta al fatto che più raramente oppure in maniera meno pesante possono avere luogo gli interventi sulla fluidodinamica nel tubo di aspirazione, con i quali deve essere predisposta la depressione necessaria per l'evacuazione dell'accumulatore a bassa pressione, oppure un'attivazione di una pompa di aspirazione elettrica .

Nel caso di un altro, ulteriore aspetto dell'invenzione, quando la pressione nell'accumulatore a bassa pressione scende al di sotto di un valore limite, viene attivato un provvedimento che fa scendere la pressione e, quando la pressione nell'accumulatore a bassa pressione scende al di sotto di un valore limite, viene posto termine ad un provvedimento che fa abbassare la pressione, laddove uno dei due valori limite corrisponde al valore nominale e l'altro valore limite si differenzia da questo per un fattore di isteresi. Viene in seguito a ciò creato un intervallo di tolleranza per la pressione nominale nell'accumulatore a bassa pressione, per effetto del quale viene impedito che già in presenza di un modesto incremento della pressione nell'accumulatore a bassa pressione vengano attivati provvedimenti atti a fare scendere la depressione.

Menzionati sono inoltre svariati provvedimenti vantaggiosi e di semplice realizzazione, con i quali può essere abbassata la depressione nell'accumulatore a bassa pressione. Di questi fanno parte la chiusura di una valvola a farfalla nel tubo di aspirazione e/oppure l'attivazione di una pompa di aspirazione.

L'invenzione concerne inoltre un programma per computer che si addice all'attuazione del procedimento menzionato più sopra quando viene eseguito su un computer. Particolarmente vantaggioso in proposito è il fatto che esso sia memorizzato su una memoria, in special modo su una memoria del tipo Flash.

L'invenzione concerne infine anche un dispositivo atto al pilotaggio della pressione in un accumulatore a bassa pressione di una servoapparecchiatura azionata pneumaticamente di un veicolo contemplante un motore a combustione interna, laddove l'accumulatore a bassa pressione è connesso ad una conduttura di aspirazione. Previsto è, conformemente all'invenzione, che il dispositivo sia configurato in modo che esso predetermini per l'accumulatore a bassa pressione (24) una pressione nominale più alta (p2) in una condizione di riposo della servoapparecchiatura, nella quale questa non è azionata e nessun azionamento viene ipotizzato, ed una pressione nominale più bassa (p1 in una condizione nella quale la servoapparecchiatura è azionata, oppure un azionamento viene ipotizzato.

Vantaggiosi, altri aspetti di questo dispositivo sono indicati nelle rivendicazioni che seguono .

Un esempio di realizzazione dell'invenzione viene illustrato in appresso, nel dettaglio, con riferimento al disegno allegato. Nel disegno fanno vedere:

figura 1 un dispositivo atto al pilotaggio della pressione in un accumulatore a bassa pressione di una servoapparecchiatura azionata pneumaticamente in un motore a combustione interna; e

figura 2 un diagramma schematico di svolgimento del procedimento atto al pilotaggio del dispositivo di cui alla figura 1.

Una macchina a combustione interna, per esempio un motore a combustione interna di un veicolo, reca nella figura 1 complessivamente il contrassegno 10.

Durante il funzionamento esso aspira aria attraverso un tubo di aspirazione 12 e scarica gas di scarico attraverso un tubo del gas di scarico 14. Nel tubo di aspirazione 2 è disposta una valvola a farfalla 16, la quale può essere movimentata tramite un attuatore 18. Questo è da parte sua collegato con un'elettronica di comando 20 attraverso una linea di comando (priva di contrassegno).

Tra valvola a farfalla 16 e motore a combustione interna 10 si dirama dal tubo di aspirazione 12 una conduttura di aspirazione 22 che fa capo ad un accumulatore a bassa pressione 24. Al fine di impedire un flusso d'aria dal tubo di aspirazione 12 nell'accumulatore a bassa pressione 24 una valvola di ritegno corrispondentemente orientata può essere prevista nella conduttura di aspirazione 22. Dalla conduttura di aspirazione 22 si dirama da parte sua un segmento di conduttura 26, il quale fa capo ad una pompa di aspirazione elettrica 28. Anche questa è collegata con l'elettronica di comando 20 attraverso una linea di comando (priva di contrassegno). Sull'accumulatore a bassa pressione 24 è disposto un sensore di pressione 30 che, sul lato di uscita, è collegato con l'elettronica di comando 20.

L'accumulatore a bassa pressione serve per mettere a disposizione una depressione di cui ha necessità una servoapparecchiatura, nel caso in oggetto un amplificatore della forza frenante, non rappresentato nella figura, per un freno del veicolo. In presenza di un azionamento del freno aria affluisce dall'amplificatore della forza frenante nell'accumulatore a bassa pressione 24. Nel freno aria affluisce dall'amplificatore della forza frenante nell'accumulatore a bassa pressione 24. Questo viene da parte sua evacuato tramite il tubo di aspirazione 12 del motore a combustione interna 10 e/oppure tramite la pompa di aspirazione elettrica 28.

Nella figura 1 inoltre un pedale dell'acceleratore 32 è rappresentato schematicamente, e più precisamente in una posizione di riposo (linee continue) ed in una posizione di lavoro (linee tratteggiate). Il pedale dell'acceleratore 32 è collegato con un sensore di angolazione 34, che, attraverso un'uscita, fornisce parimenti segnali all'elettronica di comando 20. Previsto è infine ancora un sensore della pressione ambientale 36, il quale fornisce all'elettronica di comando 20 segnali corrispondenti alla pressione ambientale .

La modalità di funzionamento e l'interazione delle componenti rappresentate nella figura 1 vengono ora illustrati in relazione al diagramma di svolgimento rappresentato nella figura 2:

il procedimento ha inizio nel blocco di partenza 37. Dal sensore di angolazione 34 viene messo a disposizione nel blocco 38 un segnale wPED, il quale corrisponde alla posizione angolare del pedale dell'acceleratore 32. Se il pedale dell'acceleratore si trova nella posizione di riposo wPED ha il valore 0. Nella posizione di lavoro, rappresentata con tratteggio nella figura 2, del pedale dell'acceleratore 32 wPED ha un valore maggiore di 0.

Nel blocco decisionale 40 la posizione angolare wPED del pedale dell'acceleratore 32 viene confrontata con un valore limite w1. Se wPED è minore di w1, quindi la posizione di lavoro del pedale dell'acceleratore 32 si trova al di sotto di un determinato valore minimo w1, si può da ciò dedurre che una frenata è direttamente imminente. Come è già stato spiegato più sopra, una frenata porta ad un flusso d'aria dall'amplificatore della forza frenante nell'accumulatore a bassa pressione 24. Al fine di mettere a disposizione nell'accumulatore a bassa pressione 24 la depressione necessaria per la prevista frenata, nel blocco 42 la pressione nominale PBKV-SOLL nell'accumulatore a bassa pressione 24 viene perciò posta uguale ad un valore p2 . Se nel blocco decisionale 40 la risposta è no, il pedale dell'acceleratore 32 è quindi premuto relativamente a fondo, nel blocco 44 la pressione nominale pBKV-S0LL viene posta uguale ad un valore p2.

Per stabilire se si è in presenza di una frenata possono anche essere utilizzati il segnale luminoso di frenata oppure la pressione nell'amplificatore della forza frenante. Anche da segnali di accelerazione può eventualmente essere dedotta un'imminente frenata.

I valori p1 rispettivamente p2 vengono calcolati nei blocchi 46 rispettivamente 48 sulla base della pressione ambientale pu (blocco 50) messa a disposizione dal sensore della pressione ambientale 36. Le corrispondenti funzioni f1 e f2, che vengono utilizzate per il calcolo di p1 e p2 nei blocchi 48 e 46 sono scelte in modo che p2 sia minore di p1 (p2 corrisponde quindi ad una depressione maggiore nell'accumulatore a bassa pressione 30). In questa maniera si ottiene quindi che, quando la posizione di lavoro del pedale dell'acceleratore 32 si trova al di sotto di un determinato valore minimo wi; la pressione nominale

PBKW-SOLL viene abbassata proporzionalmente da un valore p1 ad un valore p2. Per effetto della concatenazione con la pressione ambientale pu è d'altra parte assicurato che non venga richiesta alcuna pressione nominale PBKW-SOLL "irragionevolmente" bassa .

Nel blocco decisionale 52 la pressione effettiva pBKV (blocco 54), che viene fornita dal sensore di pressione 30 e che regna nell'accumulare a bassa pressione 24, viene confrontata con un valore limite. Il valore limite viene da parte sua formato tramite una somma, che ha luogo nel blocco 55, della pressione nominale PBKV-SOLL, determinata nei blocchi 42, rispettivamente 44, e di un fattore di isteresi costante h messo a disposizione nel blocco 56 .

Se il risultato della verifica nel blocco 52 è positivo, la pressione pBKV che regna effettivamente nell'accumulatore a bassa pressione 24 è quindi maggiore rispetto al valore limite, nel blocco 58 viene verificato se la pressione pSR è più grande del valore limite. La pressione pSR nel tubo di aspirazione 12 viene messa a disposizione nel blocco 60. Essa può essere rilevata tramite un sensore disposto nel tubo di aspirazione 12, oppure può essere calcolata a partire dalla quantità che passa e dalla temperatura nel tubo di aspirazione 12.

Se la pressione pSR nel tubo di aspirazione 12 è effettivamente più grande del valore limite, un'evacuazione dell'accumulatore a bassa pressione 24 non potrà essere effettuata senza provvedimenti adeguati. In questo caso pertanto nel blocco 62 viene posto un Bit, tramite il quale per esempio 1'attuatore 18 della valvola a farfalla 16 viene pilotato in modo tale che il flusso d'aria nel tubo di aspirazione 12 venga strozzato e così venga abbassata la pressione pSR nel tubo di aspirazione 12. In aggiunta, oppure in alternativa può essere attivata la pompa di aspirazione elettrica 28, tramite la quale l'accumulatore a bassa pressione 24 può essere evacuato direttamente. Successivamente, nonché nel caso di un risultato negativo nel blocco 58, il procedimento termina nel blocco 68.

Se la pressione effettiva pBKV nell'accumulatore a bassa pressione 24 è più piccola del valore limite nel blocco 52, nel blocco 64 viene verificato se la pressione effettiva pBKV nell'accumulatore a bassa pressione 24 è più piccola di un secondo valore limite, il quale si differenzia dal valore limite nel blocco 52 per il fattore di isteresi h. Tramite il fattore di isteresi h viene impedito che, in presenza di pressioni nell'accumulatore a bassa pressione 30 dell'ordine della pressione nominale, troppo presto si pervenga a fasi di commutazione susseguentisi ("sfarfallamento") o della valvola a farfalla 16 e/oppure della pompa di aspirazione elettrica 28, ciò che solleciterebbe pesantemente i componenti. Se il risultato della verifica nel blocco 64 è positivo, nel blocco 66 viene annullato il Bit, viene quindi posto fine ai provvedimenti adottati per abbassare la pressione pBKV nell'accumulatore a bassa pressione 24. Dopo il blocco 66 il procedimento termina nel blocco 68.

Dal blocco 68 può avere luogo un ritorno al blocco di partenza 37, e più precisamente in modo pilotato dagli eventi, oppure con una determinata quota di sincronizzazione temporale. Ciò non è tuttavia rappresentato nella figura 2.

Claims (1)

1. Rivendicazioni 1.- Procedimento atto al pilotaggio e/oppure alla regolazione della pressione in un accumulatore a bassa pressione (24) di una servoapparecchiatura azionata pneumaticamente di un veicolo con motore a combustione interna, nel quale l'accumulatore a bassa pressione (24) viene sottoposto a depressione (PSR) attraverso una conduttura di aspirazione (22), caratterizzato dal fatto che per l'accumulatore a bassa pressione (24) vengono preassegnate una pressione nominale più alta (p1) in una condizione di riposo della servoapparecchiatura, nella quale questa non è azionata e nessun azionamento viene ipotizzato, ed una pressione nominale più bassa (p2) in una condizione, nella quale la servoapparecchiatura è azionata oppure un azionamento viene ipotizzato. 2.- Procedimento secondo la rivendicazione l, caratterizzato dal fatto che un azionamento della servoapparecchiatura viene ipotizzato quando la posizione di lavoro (wPED) del pedale dell'acceleratore (32) si pone al di sotto di un determinato valore minimo (w1) 3.- Procedimento secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che le pressioni nominali (p1, p2) vengono determinate in funzione della pressione ambientale (pu) . 4.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che, quando la pressione (pBKV) nell'accumulatore a bassa pressione (24) scende al di sotto di un primo valore limite (PBKV-SOLL + h)/ viene attivato un provvedimento che fa abbassare la pressione e, quando la pressione nell'accumulatore a bassa pressione (24) scende al di sotto di un secondo valore limite (PBKV-SOLL)/ viene posto fine ad un provvedimento che fa abbassare la pressione, laddove i valori limite vengono formati a partire dalle corrispondenti pressioni nominali e si differenziano l'uno dall'altro per un fattore di isteresi (h). 5.- Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i provvedimenti contemplano la chiusura di una valvola a farfalla (16) in un tubo di aspirazione (12) e/oppure l'attivazione di una pompa di aspirazione (28), la quale è collegata fluidodinamicamente con l'accumulatore a bassa pressione (24). 6.- Programma per computer, caratterizzato dal fatto che esso si addice all'attuazione del procedimento secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 5 se esso viene eseguito su un computer. 7.- Programma per computer secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che esso è memorizzato su una memoria, in special modo su una memoria del tipo Flash. 8.- Dispositivo atto al pilotaggio della pressione in un accumulatore a bassa pressione (24) di una servoapparecchiatura, azionata pneumaticamente, di un veicolo con motore a combustione interna, laddove l'accumulatore a bassa pressione (24) è connesso ad una conduttura di aspirazione (22), caratterizzato dal fatto che il dispositivo preassegna per l'accumulatore a bassa pressione (24) una pressione nominale più alta (p1) in una condizione di riposo della servoapparecchiatura, nella quale questa non è azionata e nessun azionamento viene ipotizzato, ed una pressione nominale più bassa (p2) in una condizione, nella quale la servoapparecchiatura è azionata oppure un azionamento viene ipotizzato. 9.- Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che esso contempla: a) mezzi (34) che rilevano un azionamento avvenuto oppure ipotizzato della servoapparecchiatura; b) un dispositivo (30) che determina la pressione (pBKV) nell'accumulatore a bassa pressione (24); c) un trasmettitore di valore nominale (46, 48) che preassegna quantomeno due differenti valori nominali (p1, p2) per la depressione nell'accumulatore a bassa pressione (24), ed una memoria di valore nominale (42, 44), nella quale è memorizzabile uno dei due valori nominali (p1, p2) ; e d) un dispositivo di concatenazione (40) che è collegato, sul lato di ingresso, con i mezzi (24) che rilevano l'azionamento della servoapparecchiatura e, sul lato di uscita, con la memoria di valore nominale (42, 44), in modo tale che esso carica nella memoria di valore nominale (42, 44) il valore nominale più basso (P1), quando i mezzi (34) indicano un azionamento in atto oppure ipotizzato della servoapparecchiatura, ed il valore nominale più alto (p2) nel caso contrario. 10.- Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che esso presenta un primo comparatore (52), il quale confronta la pressione effettiva (pBKV) nell'accumulatore a bassa pressione (24) con un valore limite formato in base al valore nominale e, in caso di superamento per eccesso, attiva un provvedimento atto a far scendere la pressione (pBKV) nell'accumulatore a bassa pressione (24) . 11.- Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che esso contempla un secondo comparatore (64), il quale confronta la pressione effettiva (pBKV) nell'accumulatore a bassa pressione (24) con un valore limite formato in base al valore nominale e, in caso di superamento per difetto, pone fine ad un provvedimento adottato per far abbassare la pressione (pBKV) · 12.- Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che esso contempla un circuito sommatore, il quale forma uno dei due valori limite aggiungendo al valore nominale un fattore di isteresi (h). 13 . Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 9 fino a 12, caratterizzato dal fatto che la conduttura di aspirazione (22) è collegata con il tubo di aspirazione (12) di un motore a combustione interna e/oppure di una pompa di aspirazione (28).