ITMI992126A1 - Procedimento e dispositivo atti alla gestione di un motore a combustione interna - Google Patents

Description

Descrizione

Stato dell'arte

L’invenzione concerne un procedimento ed un dispositivo atti alla gestione di un motore a combustione interna.

Nei moderni motori a combustione interna vengono in misura crescente utilizzati tubi di aspirazione di materia plastica. In proposito si osserva in alcuni casi che, a motivo di cosiddetti botti del tubo di aspirazione, vale a dire punte di pressione nel tubo di aspirazione, specialmente in occasione dell'avviamento oppure in occasione dell'arresto del motore a combustione interna, il tubo di aspirazione di materia plastica è stato danneggiato .

Compito dell'invenzione è quello di indicare provvedimenti, con l'ausilio dei quali nel tubo di aspirazione possa essere tenuta sotto controllo la sovrav enienza di punte di pressione.

Ciò viene conseguito per effetto delle caratteristiche che caratterizzano le rivendicazioni indipendenti .

Moderni sistemi atti alla gestione dei motori a combustione interna contemplano, oltre ai tradizionali pilotaggi elettronici dell'angolo di accensione e del dosaggio del carburante, in misura crescente anche valvole a farfalla azionabili elettricamente, le quali vengono azionate per via elettrica attraverso un apparecchio di comando. La posizione della valvola a farfalla azionabile elettricamente viene di norma regolata sulla base della richiesta del conducente, che viene per esempio trasmessa con l'azionamento di un pedale dell 'acceleratore.

In alcune situazioni di funzionamento la valvola a farfalla viene azionata anche indipendentemente dalle impostazioni del conducente. Un esempio di ciò è la fase di avviamento del motore a combustione interna. Dal documento DE 4426 365 Al è noto il fatto di aprire, all'avviamento, la valvola a farfalla in misura tale, per cui il motore a combustione interna riceve l'aria necessaria per uno svolgimento ottimale dell'operazione di avviamento. Per effetto di questo procedimento, nel tubo di aspirazione non vengono tenute sotto controllo in maniera soddisfacente le punte di pressione, cosicché sussiste il pericolo del corrispondenza del quale il motore a combustione interna viene alimentato con l'afflusso d'aria ottimale per l'avviamento. Diventa in seguito a ciò possibile scaricare le punte di pressione nel tubo di aspirazione ed efficacemente evitare danneggiamenti del tubo di aspirazione.

Particolarmente vantaggioso è il fatto che la valvola a farfalla viene di nuovo chiusa al verificarsi di un criterio predeterminato e poi viene addotta l'aria necessaria per la situazione di funzionamento allora esistente. Particolarmente vantaggioso è il fatto di effettuare la chiusura della valvola a farfalla al superamento di una preassegnata soglia del numero di giri, al di sopra della quale non si verificano più nel tubo di aspirazione le punte di pressione che portano al danneggiamento. Particolarmente vantaggioso è il fatto di porre la soglia del numero di giri sulla soglia che indica la fine dell'operazione di avviamento.

Particolarmente vantaggioso è il fatto di chiudere la valvola a farfalla, una volta decorso un tempo preassegnato, dopo la messa in funzione dell'accensione rispettivamente del motorino di avviamento, oppure di chiuderla dopo la sua disattivazione .

I corrispondenti vantaggi vengono conseguiti in occasione dell'arresto del motore a combustione interna, laddove qui la valvola a farfalla viene di nuovo chiusa quando il numero di giri scende in prossimità del proprio valore zero, oppure un determinato tempo è decorso dall'arresto del motore a combustione interna.

Disegno

L'invenzione viene in appresso illustrata più nel dettaglio in relazione a forme di realizzazione rappresentate nel disegno. In proposito, la figura 1 mostra uno schema circuitale a blocchi, complessivo, di un dispositivo di comando per un motore a combustione interna, mentre nella figura 2 sono schizzati diagrammi di flusso, i quali rappresentano una preferita realizzazione della soluzione di cui all'invenzione, sotto forma di programma di calcolatore. Nella figura 3 infine, in relazione a diagrammi temporali, è rappresentato il modo di operare della soluzione di cui all'invenzione.

Descrizione di esempi di realizzazione

La figura 1 mostra un'unità di comando 10 atta alla gestione di un motore a combustione interna. L'unità di comando 10 contempla in proposito, in qualità di elementi più essenziali, un circuito di ingresso 12, perlomeno un microcalcolatore 14, un circuito di uscita 16 ed un sistema di comunicazione 18 che collega questi elementi. Al circuito di ingresso 12 dell'unità di comando 10 vengono addotti, attraverso linee di ingresso oppure attraverso un sistema di Bus, segnali che rappresentano grandezze di funzionamento che vengono analizzate per l'attuazione della gestione del motore a combustione interna. Nella figura 1 sono rappresentati in modo esplicito solo quei segnali che sono rilevanti in combinazione con la soluzione descritta in appresso. Da un interruttore della batteria, che serve ad attivare l'alimentazione della tensione {posizione di commutazione "accensione inserita") e da un interruttore di accensione 20, che serve all'attivazione del motorino di avviamento, (entrambi gli interruttori vengono in appresso raggruppati sotto forma di interruttore di accensione a due posizioni) una linea di ingresso 22 porta al circuito di ingresso 12, attraverso il quale viene trasmesso un segnale di commutazione corrispondente alla posizione dell'interruttore. Previsto è inoltre un dispositivo di misurazione 24 che, attraverso una linea di ingresso 26, è collegato con il circuito di ingresso 12 dell'unità di comando 10. Attraverso questa linea di ingresso viene trasmesso un segnale che è rilevato dal dispositivo di misurazione 24 e che rappresenta il numero di giri del motore a combustione interna. Previste sono inoltre linee di ingresso 28 fino a 32, le quali collegano il circuito di ingresso 12 con dispositivi di misurazione 34 fino a 38. Questi dispositivi di misurazione rilevano segnali che rappresentano ulteriori grandezze di funzionamento del motore a combustione interna e/oppure del veicolo. Tali grandezze di funzionamento sono a titolo di esempio l'angolo della valvola a farfalla, la posizione del pedale dell'acceleratore, la temperatura del motore, ecc.. Al circuito di uscita 16 sono collegate linee di uscita, attraverso le quali l'unità di comando 10 pilota parametri di potenza del motore a combustione interna. Attraverso una linea di uscita 40 l'unità di comando 10 aziona una valvola a farfalla 42 azionabile elettricamente. Attraverso le linee di uscita 44, simbolizzate sotto forma di singola linea, si interviene sul dosaggio del carburante 50 del motore a combustione interna.

L'unità di comando 10, qui il microcalcolatore 14, pilota, nell'ambito di programmi implementati, la potenza del motore a combustione interna in funzione delle grandezze di ingresso. In proposto, per esempio dalla posizione del pedale dell'acceleratore viene riconosciuta una richiesta del conducente che, tenendo presente eventuali, ulteriori grandezze di funzionamento o grandezze di intervento di altri sistemi di comando, viene convertita in segnali di comando che servono a regolare l'alimentazione dell'aria attraverso la valvola a farfalla azionabile elettricamente, a regolare l'angolo di accensione e/oppure ad influenzare l’alimentazione del carburante.

Si è osservato che, specialmente quando si utilizzano tubi di aspirazione di materia plastica, in occasione dell'avviamento del motore a combustione interna e/oppure in occasione dell'arresto del motore a combustione interna, esiste il pericolo che il tubo di aspirazione di materia plastica venga danneggiato in conseguenza di punte di pressione troppo elevate. Normalmente, durante la fase di avviamento, la valvola a farfalla viene aperta elettricamente, indipendentemente dalla richiesta del conducente, in modo che il motore riceva l'afflusso d'aria necessario per un avviamento ottimale. Questa apertura della valvola a farfalla è relativamente piccola, vale a dire che la valvola a farfalla è ampiamente lontana dalla propria posizione completamente aperta. Secondo l'invenzione è previsto di aprire, in occasione dell'avviamento del motore a combustione interna e/oppure in occasione dell'arresto del motore a combustione interna, la valvola a farfalla in maniera tale che le punte di pressione verificantesi non portino al danneggiamento del tubo di aspirazione. Onde di pressione eventualmente verificantesi non vengono allora assorbite dal tubo di aspirazione di materia plastica, bensì dal filtro dell'aria. La valvola a farfalla è in proposito aperta completamente oppure più o meno completamente. L'apertura della valvola a farfalla deve in proposito essere quantomeno tanto grande, per cui al verificarsi di punte di pressione elevate all'avviamento rispettivamente in occasione dell'arresto, queste vengano scaricate con sicurezza. L'apertura della valvola a farfalla è però sempre sostanzialmente più grande rispetto all'apertura che serve a predisporre l'aria necessaria per l'avviamento del motore a combustione interna.

A seconda dell'esempio di realizzazione, il descritto pilotaggio della valvola a farfalla viene attuato già in occasione di "accensione inserita", oppure in occasione dell'attivazione del motorino di avviamento, oppure al comparire dei primi segnali del numero di giri . Per chiudere la valvola a farfalla, a seconda dell'esempio di realizzazione, sono previsti svariati criteri. Da un lato è previsto un criterio del numero di giri, laddove la valvola a farfalla viene chiusa di nuovo quando è superato un determinato valore di soglia del numero di giri. Questo valore di soglia va allora collocato in modo che il motore a combustione interna funzioni in un intervallo, nel quale non ci si deve più aspettare alcuna onda di pressione con punte di pressione esagerate. In un esempio di realizzazione preferito si è osservato che un valore di soglia del numero di giri, che contraddistingue la fine dell'operazione di avviamento (per esempio 300 giri/min) soddisfa a queste condizioni. In un altro esempio di realizzazione la valvola a farfalla viene chiusa quando l'interruttore viene riportato dalla posizione Starter nella posizione "accensione inserita", oppure il motorino di avviamento si disattiva. In un ulteriore esempio di realizzazione è previsto un criterio temporale, laddove una volta decorso un tempo predeterminato dall'azionamento del motorino di avviamento, la valvola a farfalla viene chiusa rispettivamente viene portata ad un valore che garantisce, per la situazione di funzionamento allora esistente, un sufficiente afflusso d'aria al motore a combustione interna. Questi criteri vengono preassegnati o singolarmente oppure in combinazione arbitraria (sotto forma di concatenazione o).

Corrispondenti provvedimenti vengono adottati in occasione dell'arresto del motore a combustione interna. La valvola a farfalla viene in proposito completamente aperta quando il conducente disattiva l'interruttore ("accensione disinserita"), oppure quando il numero di giri scende al di sotto di un valore di soglia, in corrispondenza del quale il motore a combustione interna non funziona più in modo autonomo. Con l'arresto definitivo del motore a combustione interna, oppure con la disattivazione della tensione di alimentazione, oppure dopo un certo tempo dall'apertura, la valvola a farfalla viene chiusa.

Il diagramma di flusso nella figura 2 fa vedere un preferito esempio di realizzazione. Questo diagramma di flusso schizza un programma del microcalcolatore 14, che viene eseguito in occasione dell'inserimento dell'accensione oppure, a seconda dell'esempio di realizzazione, in occasione dell'azionamento del motorino di avviamento. La figura 2a fa in proposito vedere una preferita soluzione in occasione dell'avviamento, mentre la figura 2b rappresenta una preferita soluzione in occasione dell'arresto del motore a combustione interna .

Il programma descritto nella figura 2 viene avviato quando vengono messi in funzione l'accensione rispettivamente il motorino di avviamento. Nel primo passo 100 la valvola a farfalla DK viene aperta ad un valore massimo DKmax, che corrisponde alla posizione completamente aperta rispettivamente più o meno completamente aperta. Ciò avviene o attraverso il pilotaggio per mezzo di un valore massimo rispettivamente di un valore situato in prossimità del valore massimo del segnale di attivazione, oppure nell'ambito della regolazione prevista per l'impostazione della valvola a farfalla, il cui valore nominale viene posto sul valore massimo DKmax. Poi, nel passo 102, viene verificato se il numero di giri del motore Nmot ha superato il valore di soglia preassegnato Se questo non è il caso, il programma viene ripetuto con il passo 100, vale a dire che la valvola a farfalla viene lasciata aperta. Se il numero di giri del motore ha superato il valore di soglia, la valvola a farfalla viene chiusa conformemente al passo 104. Ciò ha luogo per il fatto che il segnale massimo di attivazione viene azzerato e la regolazione viene attivata, oppure il valore nominale per la regolazione della posizione della valvola a farfalla viene posto su un valore corrispondente alla situazione attuale di funzionamento. Un tale valore nominale è per esempio il valore nominale di una regolazione del numero di giri al minimo che, in caso di pedale dell'acceleratore non azionato, aziona la valvola a farfalla in modo che il numero di giri effettivo del motore a combustione interna raggiunga un valore nominale. Il programma viene poi terminato.

Se l'accensione viene disattivata tramite corrispondente azionamento dell'interruttore, viene attivato il programma schizzato nella figura 2b. Anche qui, analogamente al passo 100, nel passo 110 la valvola a farfalla viene portata alla sua posizione completamente aperta rispettivamente nella sua posizione più o meno completamente aperta. Nel passo 112 viene poi verificato se il motore è fermo, vale a dire se il numero di giri del motore si trova nell'intervallo di 0. Se questo non è il caso, il passo 110 viene ripetuto e la valvola a farfalla viene lasciata aperta. Se il motore è fermo, la valvola a farfalla viene chiusa conformemente al passo 114 ed il programma viene terminato.

Quando in quanto precede si parla di una chiusura della valvola a farfalla, ciò comprende anche tutte quelle soluzioni nelle quali la valvola a farfalla abbandona solamente la propria posizione massima e viene regolata nel senso di valvola a farfalla chiusa, per esempio viene chiusa su un valore preassegnato, che non corrisponde alla posizione di avviamento sopra descritta.

Nella figura 3 è rappresentata la soluzione di cui all'invenzione per il caso dell'avviamento. La figura 3a fa in proposito vedere un diagramma temporale del segnale dell'interruttore di accensione, la figura 3b l'andamento nel tempo della posizione della valvola a farfalla e la figura 3c l'andamento nel tempo del numero di giri del motore.

Secondo la figura 3, il conducente inserisce anzitutto l'interruttore della batteria nella posizione "accensione inserita". Nell'istante T0 egli aziona, tramite l'azionamento dell'interruttore del motorino di avviamento, il motorino di avviamento (si veda la figura 3a). Secondo la figura 3b, la valvola a farfalla viene aperta al suo valore massimo DKmax . A partire dall'istante TO il numero di giri del motore aumenta (figura 3c). Nell'istante TI il conducente fa partire il motorino di avviamento, rispettivamente disattiva il motorino di avviamento (si veda la figura 3a). Nell'istante T2 il numero di giri del motore supera il valore di soglia (figura 3c), ciò che porta ad una chiusura della valvola a farfalla in questo istante (figura 3b). Dopo l'istante T2 il numero di giri viene regolato, attraverso la posizione della valvola a farfalla, sul numero di giri al minimo NLL (si vedano le figure 3b, 3c).

Claims (1)

1. Rivendicazioni 1.- Procedimento atto alla gestione di un motore a combustione interna, nel quale una valvola a farfalla, influenzante l'afflusso dell'aria al motore a combustione interna, perlomeno all'avviamento e/oppure in occasione dell'arresto del motore a combustione interna, viene azionata per via elettrica, caratterizzato dal fatto che la valvola a farfalla, all'avviamento e/oppure in occasione dell'arresto del motore a combustione interna, viene portata su un valore massimo, che corrisponde alla posizione completamente aperta oppure ad una posizione più o meno completamente aperta . 2.- Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la valvola a farfalla abbandona di nuovo il valore massimo rispettivamente viene di nuovo chiusa quando il numero di giri ha superato un valore predeterminato, oppure quando il motorino di avviamento viene disinserito rispettivamente si disattiva, oppure quando è decorso un tempo predeterminato dall'avviamento del motore . 3.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che la valvola a farfalla abbandona di nuovo il valore massimo rispettivamente viene di nuovo chiusa quando, in occasione dell'arresto del motore a combustione interna, viene riconosciuta una fermata del motore a combustione interna, oppure quando è decorso un tempo predeterminato dal disinserimento dell'accensione. 4.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che la valvola a farfalla viene aperta quando l'accensione viene disattivata, oppure quando il numero di giri scende al di sotto di un valore di soglia e/oppure quando l'accensione viene inserita, oppure quando viene azionato il motorino di avviamento . 5.- Dispositivo atto alla gestione di un motore a combustione interna, comprendente un'unità di comando (10) che, quantomeno in occasione dell'avviamento e/oppure in occasione dell'arresto del motore a combustione interna, aziona elettricamente una valvola a farfalla influenzante l'afflusso dell'aria al motore a combustione interna, caratterizzato dal fatto che l'unità di comando (10) contempla un microcalcolatore, il quale è configurato in modo che, in occasione dell'avviamento e/oppure in occasione dell'arresto del motore a combustione interna, la valvola a farfalla venga completamente aperta rispettivamente più o meno completamente aperta.