ITMI20011819A1 - Procedimento diagnostico in un sensore, specialmente in un sensore dibattito in testa - Google Patents
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Description
Descrizione
L'invenzione prende le mosse da un procedimento diagnostico del genere di cui alla rivendicazione principale, in un sensore, specialmente in un sensore di battito in testa in un motore a combustione interna.
Stato dell'arte
E' noto che nei sensori, per esempio nei sensori di battito in testa, che vengono utilizzati per individuare un battito in testa e perciò per regolare il battito in testa in un motore a combustione interna, deve essere effettuata una diagnosi affidabile, nella quale venga assicurato che da un lato vengono individuati in maniera affidabile malfunzionamenti del sensore e dall'altro lato vengono in modo affidabile impedite individuazioni difettose, a titolo di esempio l'errata individuazione di un battito in testa.
Sensori di battito in testa sono per esempio associati di volta in volta ad un cilindro di un motore a combustione interna, essi emettono un segnale di uscita che, dopo un'elaborazione del segnale e secondo uno speciale procedimento di analisi, permette di individuare se nel cilindro in questione si è verificato un battito in testa, quindi se si è verificata oppure no una combustione detonante. Per quanto concerne il battito in testa trattasi in proposito di combustioni indesiderate, che è meglio evitare.
Un procedimento atto all'individuazione di battiti in testa, unitamente ad una diagnosi, è per esempio noto dal documento PCT DE94/01041. In questo noto procedimento, dall'apparecchiatura di comando del motore a combustione interna, come genericamente usuale nel caso dei procedimenti atti all'individuazione di battito in testa, a partire dai segnali di uscita del sensore di battito in testa, oppure dei sensori di battito in testa, a titolo di esempio sensori di suono via solido, vengono formati livelli normalizzati di riferimento dipendenti dal numero di giri. In funzione di questi livelli di riferimento vengono formate soglie di livello di riferimento dipendenti dal numero di giri, laddove di volta in volta vengono determinate una soglia superiore ed una inferiore di livello di riferimento. Le due soglie di livello di riferimento vengono memorizzate in una memoria elettronica dell'apparecchiatura di comando del motore a combustione interna, sotto forma di curva caratteristica. La formazione dei livelli di riferimento avviene in modo che essi corrispondano alla rumorosità del motore a combustione interna nel funzionamento in assenza di battito in testa. Allo scopo, i livelli di riferimento, rispettivamente i livelli di riferimento normalizzati, da qui derivati, vengono effettuati - -con l'ausilio di un'integrazione dei segnali di uscita dei sensori di battito in testa,
in condizioni alle quali non è stato individuato alcun battito in testa, per esempio entro una finestra di misurazione preassegnabile.
Ai fini dell'individuazione propriamente detta di difetti, nel caso del noto procedimento, ciascun livello di riferimento normalizzato, attuale, viene confrontato con le soglie di livello di riferimento dipendenti dal numero di giri. In presenza di uno scostamento preassegnabile del livello di riferimento normalizzato, attuale, se ne deduce un malfunzionamento. In proposito, per esempio nel caso di un superamento per difetto del valore di soglia di livello di riferimento inferiore, se ne deduce un degrado del sensore di battito in testa, dato che in questo caso nessun segnale può pervenire all'apparecchiatura di analisi. In presenza di un superamento per eccesso del livello di riferimento superiore se ne deduce parimenti un malfunzionamento .
Al fine di rispettare una distanza di sicurezza dal livello superiore del rumore di fondo, che viene provocato da rumori casuali, irradiazione nella linea del sensore di battito in testa, ecc., nel caso del noto procedimento la diagnosi viene effettuata solo al di sopra di una determinata soglia minima di numero di giri. Questa soglia viene scelta in modo che la distanza tra il livello di riferimento normalizzato ed il rumore di fondo sia tanto grande, per cui può essere effettuata una verifica affidabile.
Vantaggi dell'invenzione
Il procedimento conforme all'invenzione, avente le caratteristiche di cui alla rivendicazione 1, ha contrariamente a ciò il vantaggio che la diagnosi può già essere effettuata a numeri di giri nettamente più piccoli rispetto a quanto avviene nello stato dell'arte. Difetti del sensore di battito in testa oppure malfunzionamenti di determinati sensori possono in seguito a ciò, in maniera vantaggiosa, essere individuati prima e perciò può essere impedito un danneggiamento del motore .
Questi vantaggi vengono ottenuti con un procedimento atto alla diagnosi ed alla individuazione di difetti avente le caratteristiche di cui alla rivendicazione 1. In proposito, in un'apparecchiatura di analisi, a partire dai segnali di uscita del sensore vengono formati livelli di riferimento che, ai fini dell'individuazione di difetti, vengono confrontati con valori limite superiori e/oppure inferiori e, in presenza di un superamento per eccesso preassegnabile del limite superiore e/oppure di un superamento per difetto preassegnabile del valore limite inferiore da parte del livello di riferimento attuale se ne deduce un difetto. La diagnosi viene tuttavia effettuata solamente quando viene superata per eccesso una soglia minima di riconoscimento, la quale può tuttavia assumere due valori differenti.
Altri vantaggi dell'invenzione vengono conseguiti per effetto dei provvedimenti indicati nelle rivendicazioni subordinate.
Disegno
Un esempio di realizzazione dell'invenzione è rappresentato nel disegno e viene illustrato più in dettaglio nella descrizione che segue. In particolare, la figura l fa vedere un procedimento di analisi conforme all'invenzione, la figura 2 fa vedere un dispositivo atto all'individuazione di battito in testa, noto dal documento PCT/DE94/01041, il quale è anche in grado di attuare il procedimento conforme all'invenzione di cui alla figura 1. Nella figura 3 sono riportate alcune curve di livelli di riferimento in rapporto al numero di giri.
Descrizione
Nella figura 1 è rappresentato un esempio di realizzazione dell'invenzione, il quale permette di capire il modo di procedere nella diagnosi del sensore di battito in testa. Ai fini della diagnosi di un sensore di battito in testa, il livello di riferimento normalizzato, quindi il livello di riferimento che tiene conto dello stadio di amplificazione utilizzato, viene confrontato con una soglia superiore e con una inferiore, applicabili, di individuazione. Quando i livelli di riferimento normalizzati superano per eccesso la soglia superiore, rispettivamente i livelli di riferimento normalizzati superano per difetto la soglia inferiore, se ne deduce un difetto. L'esatto modo di procedere all'atto della formazione del livello di riferimento normalizzato, in un'apparecchiatura atta all'individuazione di battito in testa, viene per esempio descritto nel documento PCT/DE94/01041 e non viene pertanto in questa sede spiegato più nel dettaglio .
Per effetto degli irraggiamenti elettromagnetici sulla linea del sensore, a bassi numeri di giri e perciò con rumori modesti, la distanza di disturbo relativamente alle soglie inferiori di individuazione è assai modesta. Al fine di garantire una sicura individuazione di difetti, la diagnosi può essere attivata solo a partire da una soglia applicabile di numero di giri. A motivo di questa soglia di numero di giri relativamente elevata, nel caso della nota soluzione un difetto può essere individuato solo relativamente tardi.
Nell'esempio di realizzazione, rappresentato nella figura 1 sotto forma di circuito a blocchi, nella diagnosi, che a titolo di esempio si svolge nell'apparecchio di comando del motore a combustione interna, si procede nel seguente modo.· per l'abilitazione della diagnosi viene verificato nel blocco 10 se il numero di giri del motore, rispettivamente il numero di giri del motore a combustione interna nmot è più grande di una soglia di numero di giri superiore DZSO. Se questo è il caso ed oltre a ciò si è in presenza della condizione per cui è attiva la regolazione del battito in testa, all'uscita del modulo di interrogazione AND 11 viene emesso un corrispondente segnale. Questo segnale viene addotto al blocco 12, sulla cui uscita si crea la condizione "diagnosi attiva" non appena il suo contenuto è maggiore od uguale a 1.
Oltre all'abilitazione delì'a diagnosi viene ancora effettuata una verifica di fine banda. In questa verifica di fine banda nel blocco 13 viene verificato se il numero di giri del motore nmot è più grande di una seconda soglia di numero di giri DZSB. Se da questo confronto risulta che il numero di giri nmot è più grande della soglia di numero di giri per la verifica di fine banda DZSB, al blocco AND 14 viene addotta una corrispondente informazione. Non appena è soddisfatta la condizione "verifica di fine banda" e viene stabilito che il numero di giri del motore è più grande della soglia di numero di giri per verifica di fine banda DZSB, attraverso il blocco 12 viene emessa la condizione "diagnosi attiva" e viene effettuata la diagnosi del sensore di battito in testa.
Non appena si è in presenza della condizione "diagnosi attiva", nel blocco 15 viene verificato se il numero di giri del motore si trova al di sopra di una soglia di numero di giri inferiore DZSU. Se questa condizione è soddisfatta, sul blocco AND 16 viene inoltrata la corrispondente informazione. Nel blocco 17 viene inoltre verificato se il livello di riferimento normalizzato REFPN è più piccolo di una soglia di livello di riferimento inferiore REFPU. Questa soglia di livello di riferimento inferiore REFPU viene formata nel blocco 18 in dipendenza dal numero di giri. All'atto della formazione della soglia di livello di riferimento si svolge a titolo di esempio un procedimento come quello che viene descritto nel documento PCT/DE 94/01041, in combinazione con un calcolo di livelli di riferimento .
Se dall'interrogazione nel blocco 17 risulta che il livello di riferimento normalizzato REFPN è più grande della soglia inferiore REFPU, sul blocco 16 viene emesso un corrispondente segnale. Nel blocco 16 ha luogo un'interrogazione AND, la quale fornisce un segnale di uscita sì (alto) soltanto quando l'interrogazione nel blocco 15 è soddisfatta, quando quindi il numero di giri del motore è più grande della soglia di numero di giri inferiore ed anche il livello di riferimento normalizzato REFPN è più piccolo della soglia inferiore REFPU.
Sull'uscita del blocco 19 viene emessa l'informazione che si è in presenza di un difetto del sensore di battito in testa quando l'uscita del blocco 16 è attiva, inoltre un difetto del sensore di battito in testa viene individuato quando nel blocco 20 viene stabilito che il livello di riferimento normalizzato REFPN è più grande del valore di soglia superiore REFPO formato nel blocco 21. Questo valore di soglia superiore REFPO viene in proposito formato nel blocco 21 parimenti in dipendenza del numero di giri.
Per effetto del modo di procedere descritto nella figura 1, nel quale vengono analizzate due separate soglie di numero di giri DZSO e DZSU per la soglia di individuazione superiore e per quella inferiore, la diagnosi della soglia di individuazione superiore DZSO può essere effettuata già con numeri di giri nettamente più piccoli. Difetti del sensore di battito in testa possono in seguito a ciò essere individuati prima e pertanto prima possono essere impediti danneggiamenti del motore, dato che l'apparecchio di comando, nel quale si svolgono l'individuazione del difetto, rispettivamente la diagnosi rappresentata nella figura 1, può attuare per tempo uno spostamento dell'angolo di accensione.
Per consentire un'individuazione automatica del sensore di battito in testa nell'ambito di una verifica di fine banda, viene in questo caso completamente eliminata la soglia di carico. Per la verifica di fine banda esiste una propria soglia di numero di giri. Questa soglia di numero di giri DZSB deve situarsi al di sopra della normale soglia di numero di giri, al fine di consentire una sicura individuazione del sensore di battito in testa.
Nella figura 2 è rappresentato un dispositivo atto all'individuazione di battiti in testa, nel quale può svolgersi il procedimento di analisi descritto in quanto precede. Questo dispositivo di individuazione di battiti in testa è già noto dal documento PCT/DE 94/01041.
In un tale dispositivo atto all'individuazione di battiti in testa, al motore a combustione interna 22, rappresentato solo schematicamente, sono associati due sensori di battito in testa 23a e 23b, i quali sono disposti in punti preassegnabili del motore a combustione interna. I sensori di battito in testa 23a e 23b forniscono i segnali SI e S2 ad un circuito analizzatore 24, il quale è collegato attraverso un ingresso E1 con un microprocessore, rispettivamente calcolatore 25. Il calcolatore è parte integrante di un apparecchio di comando, non meglio rappresentato, del motore a combustione interna. Al calcolatore 25 possono essere addotti, attraverso un ulteriore ingresso E2 , segnali aggiuntivi, per esempio un segnale di numero di giri nmot . In funzione dei segnali addotti il calcolatore 25 pilota a titolo di esempio gli stadi finali di accensione 26 del motore a combustione interna e/oppure apparecchiature, come le valvole di iniezione, ecc., per esempio emettendo segnali adatti sull'uscita A. L'intero circuito analizzatore può anche essere completamente integrato nel calcolatore 25 dell'apparecchio di comando del motore a combustione interna.
Il circuito analizzatore 24 comprende per esempio quantomeno un amplificatore 27 con coefficiente di amplificazione regolabile, cui vengono addotti alternativamente, attraverso un multiplexer 28, i segnali di uscita SI e S2 forniti dai sensori di battito in testa 23a e 23b. In un filtro passa-banda 29 che segue, nonché in un circuito di demodulazione 30, a titolo di esempio un raddrizzatore, i segnali vengono rielaborati ed infine integrati nell'integratore 31. I segnali integrati, rispettivamente il valore dell'integratore che si viene ad impostare vengono contrassegnati con KI. Il valore di KI viene confrontato, in un comparatore 32, con un livello di riferimento REF, dal risultato del confronto risulta un battito in testa quando il valore di KI supera per eccesso il livello di riferimento REF in ragione di valori preassegnabili.
Il comparatore 32, oppure un altro mezzo di comparazione, non rappresentato nella figura 2, cui vengono addotti anche i segnali KI e REF, servono anche per l'individuazione di difetti, rispettivamente per la diagnosi. In proposito si svolgono i procedimenti descritti nella rivendicazione 1.
Nella figura 3 è rappresentato un esempio per la curva di una soglia superiore di livello di riferimento superiore e di una inferiore REFPO, REFPU, rapportata al numero di giri nmot, nonché ad un livello di riferimento minimo. Tramite lo scorporo di questo livello di riferimento minimo in due differenti livelli di riferimento DZSO e DZSU possono essere conseguiti i vantaggi di cui all'invenzione .
Claims (1)
- Rivendicazioni 1.- Procedimento diagnostico all'atto dell'analisi di segnali di sensori, specialmente all'atto dell'analisi dei segnali di uscita di un sensore di battito in testa in un motore a combustione interna, comprendente un'apparecchiatura di analisi che a partire dai segnali di uscita forma un livello di riferimento, il quale viene confrontato, ai fini dell'individuazione di difetti, con valori limite superiori e/oppure inferiori e, in presenza di un superamento per eccesso preassegnabile del valore limite superiore e/oppure di un superamento per difetto del valore limite inferiore da parte del livello di riferimento attuale, se ne deduce un difetto e la diagnosi viene effettuata solamente quando viene superata per eccesso una soglia minima di individuazione, caratterizzato dal fatto che in qualità di soglia minima di individuazione vengono scelte due soglie differenti . 2.- Procedimento atto all'individuazione di difetti secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le due soglie minime di individuazione sono soglie di numero di giri, oppure sono soglie dipendenti dal numero di giri. 3.- Procedimento atto all'individuazione di difetti secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che, non appena viene superata per eccesso la soglia inferiore di individuazione del valore di riferimento, ha luogo una diagnosi riguardo al valore limite superiore per il livello di riferimento e viene ancora soppressa la diagnosi per quanto concerne il valore limite inferiore . 4.- Procedimento atto all'individuazione di difetti secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che in una verifica di fine banda, in luogo della soglia minima di individuazione superiore, viene adottata un'altra soglia minima di individuazione, la quale è più grande della soglia minima di individuazione, e dal fatto che la diagnosi viene effettuata anche quando la regolazione del battito in testa non è attiva.
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