ITRM970388A1 - DEVICE AND PROCEDURE FOR THE QUANTITATIVE ADJUSTMENT OF FUEL INJECTED INTO THE CYLINDERS OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: ''DISPOSITIVO E PROCEDIMENTO PER LA REGOLAZIONE QUANTITATIVA DEL CARBURANTE INIETTATO NEI CILINDRI DI UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA’’ accompanying a patent application for an invention entitled: '' DEVICE AND PROCEDURE FOR THE QUANTITATIVE ADJUSTMENT OF THE FUEL INJECTED INTO THE CYLINDERS OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE ''
L'invenzione concerne un procedimento per la regolazione della quantità iniettata del carburante alimentato ai cilindri di un motore a combustione interna nonché un dispositivo pr l'esecuzione di questo procedimento. The invention relates to a method for regulating the injected quantity of fuel supplied to the cylinders of an internal combustion engine as well as a device for carrying out this method.
Nella DE 37 21 300 Al è descritto un dispositivo che agisce su un dispositivo di regolazione di una pompa di iniezione di carburante. In questo caso, un organo di regolazione della quantità di carburante, il quale è regolabile attraverso un dispositivo di regolazione della quantità di carburante e un dispositivo di comando della regolazione del carburante in funzione di parametri di servizio del motore a combustione interna, è regolabile, inoltre, per mezzo di un organo di azionamento che, a sua volta, viene comandato da un segnale antispostamento a scatti, che è formato in funzione della manifestazione della rapida variazione del numero di giri indicata come spostamento a scatti o di movimenti relativi del motore a combustione interna sul veicolo e che reagisce allo spostamento a scatti attraverso organi di regolazione della quantità di carburante. Tra due arresti che definiscono una regolazione di base è oscillabile una leva di regolazione accoppiata con l'organo di regolazione della quantità di carburante. In un apparecchio di comando, al quale viene inviato almeno il numero di giri del motore a combustione interna, vengono generati, per mezzo di un algoritmo, cosiddetti segnali antimovimento a scatti che vengono inviati ad un motore a passi. Questo motore a passi gira con un determinato numero di passi e , in questo modo, regola gli arresti per la leva di regolazione che definiscono il campo di regolazione . DE 37 21 300 A1 describes a device which acts on a regulating device of a fuel injection pump. In this case, a fuel quantity adjustment member, which is adjustable via a fuel quantity adjustment device and a fuel adjustment control device as a function of the service parameters of the internal combustion engine, is adjustable, furthermore, by means of an actuation member which, in turn, is controlled by a jerky anti-displacement signal, which is formed as a function of the manifestation of the rapid change in the number of revolutions indicated as jerky displacement or relative movements of the motor at internal combustion on the vehicle and which reacts to the jerky movement through means of regulating the quantity of fuel. An adjustment lever coupled with the fuel quantity adjustment member can be swiveled between two stops which define a basic adjustment. In a control device, to which at least the number of revolutions of the internal combustion engine is sent, so-called jerky anti-motion signals are generated by means of an algorithm, which are sent to a stepping motor. This stepper motor runs with a certain number of steps and thereby adjusts the stops for the setting lever which define the setting range.
Il sistema noto è adatto soltanto per sistemi di iniezione meccanici dove la leva di regolazione è caricata, da un lato, da una molla che agisce sulla leva e, dall'altro lato, da un rivelatore centrifugo di numeri di giri. L'apparecchio di comando non può influire direttamente sulla posizione della leva di regolazione ma serve soltanto a modificare la posizione degli arresti, cioè a produrre una variazione del campo di regolazione. Per i moderni sistemi di iniezione con valvole di commutazione, in cui la velocità di commutazione è parzialmente dell'ordine di < 1 millesimo di secondo, il sistema noto non è adatto a causa dell'inerzia delle masse che agiscono e da spostare. The known system is only suitable for mechanical injection systems where the adjustment lever is loaded, on one side, by a spring acting on the lever and, on the other side, by a centrifugal speed detector. The switchgear cannot directly influence the position of the setting lever but only serves to change the position of the stops, i.e. to produce a change in the setting range. For modern injection systems with switching valves, in which the switching speed is partially of the order of <1 thousandth of a second, the known system is not suitable due to the inertia of the masses which act and to move.
L'invenzione si prefigge il compito di realizzare un procedimento per la regolazione della quantità iniettata del carburante alimentato ai cilindri di un motore a combustione interna con cui elaborare il più rapidamente possibile i movimento del pedale dell'acceleratore in modo da effettuare una correzione di quantità iniettata e un corrispondente segnale di comando viene inviato ad un dispositivo che provoca l'iniezione del carburante. Inoltre, compito dell'invenzione è quello di indicare un dispositivo per l'esecuzione del procedimento. The invention has the aim of providing a procedure for regulating the injected quantity of fuel fed to the cylinders of an internal combustion engine with which to process the accelerator pedal movements as quickly as possible so as to carry out a quantity correction. injected and a corresponding command signal is sent to a device which causes the fuel injection. Furthermore, the aim of the invention is to indicate a device for carrying out the process.
Questo compito viene risolto, per quanto riguarda il procedimento, con i particolari della rivendicazione 1 e, per quanto riguarda il dispositivo, con i particolari della rivendicazione This task is solved, as regards the method, with the details of claim 1 and, as regards the device, with the details of claim
I vantaggi essenziale dell'invenzione vanno visti nel fatto che si ha un valutazione estremamente rapida del numero di giri e del segnale del valore del pedale e, allo stesso tempo, si considera se il numero di giri si trova in un campo vicino al pieno carico o in un campo vicino al funzionamento a vuoto. Con questo accorgimento nonché tenendo conto anche di un fattore di valutazione ponderata del numero di giri si possono ostacolare in modo affidabile oscillazioni di spostamenti a scatti. The essential advantages of the invention are to be seen in the fact that there is an extremely rapid evaluation of the number of revolutions and of the signal of the pedal value and, at the same time, it is considered whether the number of revolutions is in a range close to full load. or in a field close to no-load operation. With this measure and also taking into account a weighted speed evaluation factor, jerky movements can be reliably prevented.
Nel rilevamento del valore della correzione della quantità iniettata è opportuno includere di volta in volta la posizione di marcia del cambio del veicolo che viene momentaneamente utilizzata. Pertanto, la velocità di variazione del numero di giri dovrebbe essere prodotta mediante un filtro di banda dipendente di volta in volta dalle posizioni di marcia di un cambio di veicolo. E' anche vantaggioso archiviare nell'apparecchio di comando dati specifici del tipo di veicolo, un cosiddetto modello di veicolo oppure inviarli a questo. In questo modo si ottiene il calcolo di un valore di variazione del numero di giri in funzione di parametri tipici del veicolo in modo che nella regolazione venga inclusa, ad esempio, l'inerzia delle masse significativa per processi di accelerazione o di decelerazione. When detecting the correction value of the injection quantity, it is appropriate to include the gear position of the vehicle gearbox that is currently being used in each case. Therefore, the rate of change of the number of revolutions should be produced by means of a band filter depending on each case on the gear positions of a vehicle gearbox. It is also advantageous to store data specific to the vehicle type, a so-called vehicle model, in the control unit or to send them to this. In this way, a value for the variation of the number of revolutions is calculated as a function of typical parameters of the vehicle so that, for example, the inertia of the masses significant for acceleration or deceleration processes is included in the regulation.
In un diagramma caratteristico depositato nell'apparecchio di comando si calcola, tenendo conto del segnale del rilevatore di valori del pedale e del numero di giri attuale, un valore del momento desiderato. Da questo valore si può formare, tenendo conto di altri parametri, un rapporto di carico delle coppie, cioè della quantità desiderata/quantità massima (Mdesideraata : MmaX), dove la quantità massima, fra l'altro, è dipendente dal valore λ. Pertanto, in un diagramma caratteristico dell'apparecchio di comando si può determinare, in funzione di determinati parametri, di volta in volta la massima coppia per ottenere, ad esempio, una limitazione di fumo, in modo che, in un determinato punto di funzionamento, si liberi soltanto una certa quantità di carburante, indipendentemente dal fatto se, attraverso la posizióne del pedale dell'acceleratore, è prestabilita una maggiore richiesta di carburante. A value for the desired moment is calculated from a characteristic diagram stored in the control unit, taking into account the signal from the pedal value sensor and the current speed. From this value it is possible to form, taking into account other parameters, a load ratio of the pairs, i.e. the desired quantity / maximum quantity (Mdesired: MmaX), where the maximum quantity, among other things, depends on the value λ. Therefore, in a characteristic diagram of the control unit, the maximum torque can be determined in each case, depending on certain parameters, in order to achieve, for example, a smoke limitation, so that, at a certain operating point, only a certain amount of fuel is released, regardless of whether, through the position of the accelerator pedal, a greater demand for fuel is predetermined.
L'invenzione è illustrata più dettagliatamente in seguito con riferimento ai disegni. In essi: The invention is illustrated in more detail below with reference to the drawings. In them:
La figura 1 mostra una rappresentazione schematica di un dispositivo per il controllo della portata iniettore dipendente dal pedale dell'acceleratore, Figure 1 shows a schematic representation of an injector flow control device dependent on the accelerator pedal,
la figura 2 mostra un sistema per la produzione di un segnale di correzione della portata iniettore, Figure 2 shows a system for producing an injector flow rate correction signal,
la figura 3 mostra un sistema per la produzione di un valore di variazione del numero di giri specifico del veicolo. Figure 3 shows a system for producing a vehicle-specific RPM change value.
Nella figura 1 è rappresentato schematicamente un dispositivo per il controllo della portata iniettore dipendente dal pedale dell'acceleratore. Un apparecchio di comando 5 serve a produrre un segnale per il controllo della portata iniettore e rispettivamente di un corrispondente valore di variazione in funzione di più parametri immessi nell'apparecchio di comando. In questo caso, una particolare importanza è data, naturalmente, dalla posizione di un pedale di acceleratore 1 disposto in modo oscillante su un autotelaio 2. Questa posizione del pedale dell'acceleratore viene inviata come tensione UFP all’apparecchio di comando 5 dove, naturalmente, la variazione nella posizione del pedale 1 dell'acteleratore provoca, di conseguenza, una variazione della tensione UFP. Inoltre all'apparecchio di comando 5 viene inviato il numero di giri attuale n rilevato da un dispo-sitivo di rilevamento di numeri di giri 26. Figure 1 schematically represents a device for controlling the injector flow rate dependent on the accelerator pedal. A control device 5 serves to produce a signal for controlling the injector flow rate and, respectively, a corresponding variation value as a function of several parameters entered in the control device. In this case, a particular importance is given, of course, by the position of an accelerator pedal 1 arranged in an oscillating manner on a chassis 2. This position of the accelerator pedal is sent as voltage UFP to the control unit 5 where, of course , the variation in the position of the accelerator pedal 1 consequently causes a variation of the voltage UFP. In addition, the current speed n detected by a speed detection device 26 is sent to the control unit 5.
Da ulteriori grandezze di entrata dell’apparecchio di comando 5 possono fungere, ad esempio, la pressione di alimetazione PL, la temperatura del mezzo refrigerante TK e la temperatura della carica d'aria TL. Il segnale di uscita calcolato nell'apparecchio di comando 5 con riferimento ai parametri di entrata corrisponde alla variazione della portata iniettore necessaria alla variazione del pedale dell'acceleratore indicata con me. Questo segnale viene inviato ad un convertitore 6, il cui segnale di uscita funge da corrente I per l’attivazione di un iniettore 7. L'iniettore 7 può essere, ad esempio, un elemento costitutivo di un sistema di iniezione Common-Rail. The supply pressure PL, the temperature of the cooling medium TK and the temperature of the air charge TL can act as additional input quantities of the control unit 5, for example. The output signal calculated in the control device 5 with reference to the input parameters corresponds to the variation of the injector flow rate necessary for the variation of the accelerator pedal indicated by me. This signal is sent to a converter 6, whose output signal acts as a current I for the activation of an injector 7. The injector 7 can be, for example, a constituent element of a Common-Rail injection system.
Nella figura 2 è rappresentato che il pedale dell’acceleratore 1 disposto in modo oscillante sull'autotelaio agisce per mezzo di un dispositivo di accoppiamento 3 su un rivelatore di valori 4 del pedale che, nell'esempio di esecuzione, è eseguito come resistenza variabile. Invece della resistenza si può usare anche un generatore Hall oppure un rivelatore induttivo. Per mezzo di questo rivelatore di valori 4 del pedale, la tensione U viene variata in funzione della posizione del pedale e rispettivamente della variazione del pedale 1 dell'acceleratore e viene inviata come tensione UFP all 'apparecchio ·di comando 5 indicato nella figura 1. Questo comprende, secondo la rappresentazione nella figura 2, prima un diagramma caratteristico di marcia 8 con un gruppo di parametri ivi depositato. Oltre alla tensione UFP del rivelatore di valori 4 del pedale, all'apparecchio di comando 5 viene inviato il numero di giri n attuale. Figure 2 shows that the accelerator pedal 1 arranged in an oscillating way on the chassis acts by means of a coupling device 3 on a pedal value detector 4 which, in the example of execution, is performed as a variable resistance. Instead of the resistance, a Hall generator or an inductive detector can also be used. By means of this pedal value detector 4, the voltage U is varied as a function of the pedal position and respectively of the variation of the accelerator pedal 1 and is sent as voltage UFP to the control device 5 indicated in Figure 1. This comprises, according to the representation in Figure 2, first a characteristic travel diagram 8 with a group of parameters stored therein. In addition to the voltage UFP of the pedal value detector 4, the current speed n is sent to the control unit 5.
Secondo l'esempio di esecuzione della figura 2, l'ulteriore calcolo nell'apparecchio di comando deve avvenire sulla base della coppia auspicata tramite l'azionamento del pedale dell'acceleratore. Per questo motivo, dal diagramma caratteristico di marcia 8 si deve inviare il valore del momento desiderato Mnominale ad un diagramma di pressione 9 collocato a valle. Come ulteriore parametro, nel diagramma delle curve caratteristiche 9 deve arrivare la pressione di alimentazione PL in modo che l'iniettore 7, nella figura 1, per effetto delle caratteristiche di coppia archiviate nel diagramma caratteristico di pressione, inietti infine, in funzione del livello di ciascuna pressione di alimentazione, anche una quantità di carburante adeguatamente limitata. In questo modo, il diagramma caratteristico 9 della pressione funge da limitazione di fumo. Il segnale Mi applicato sul lato di uscita del diagramma caratteristico 9 della pressione corrisponde al quoziente ottenuto dalla coppia desiderata : coppia massima Mmax, dove quest'ultimo è determinato in base al valore λ del diagramma caratteristico della pressione 9. According to the exemplary embodiment of FIG. 2, the further calculation in the control unit must take place on the basis of the desired torque by actuating the accelerator pedal. For this reason, the value of the desired moment Mnominal must be sent from the characteristic running diagram 8 to a pressure diagram 9 located downstream. As a further parameter, the supply pressure PL must arrive in the diagram of the characteristic curves 9 so that the injector 7, in figure 1, finally injects, depending on the level of each feed pressure, even an adequately limited amount of fuel. In this way, the pressure characteristic diagram 9 acts as a smoke limitation. The signal Mi applied on the output side of the pressure characteristic diagram 9 corresponds to the quotient obtained from the desired torque: maximum torque Mmax, where the latter is determined on the basis of the value λ of the pressure characteristic diagram 9.
Nell'apparecchio di comando 5 della figura 1 si trova, secondo la rappresentazione della figura 2, un cosiddetto modello di veicolo 10 in cui sono archiviati i valori specifici del veicolo per un calcolo adeguato al tipo di veicolo. In questo modo, dal momento M1 nonché dal numero di giri n del motore a combustione interna si calcola, tramite il modello di veicolo 10, un'accelerazione corrispondente ad un valore di variazione di numero di giri previsto n . Il valore n della variazione del numero di giri atteso, calcolato nel modello di veicolo 10, viene inviato ad un organo di addizione 11 a cui è pplicata, inoltre, la variazione n del numero di giri formata tramite l'organo DT1. La differenza ottenuta dal valore di variazione del numero di giri atteso n e dalla variazione del numero di giri n viene inviata ad un diagramma caratteristico 13 della portata in cui viene immesso il momento Mi come ulteriore grandezza. In the control unit 5 of Figure 1 there is, according to the representation of Figure 2, a so-called vehicle model 10 in which the vehicle-specific values are stored for a calculation suitable for the vehicle type. In this way, from the moment M1 as well as from the number of revolutions n of the internal combustion engine, an acceleration corresponding to an expected speed variation value n is calculated by means of the vehicle model 10. The value n of the variation in the expected number of revolutions, calculated in the vehicle model 10, is sent to an addition member 11 to which the variation n of the number of revolutions formed by the member DT1 is also applied. The difference obtained from the variation value of the expected number of revolutions n and from the variation of the number of revolutions n is sent to a characteristic flow chart 13 in which the moment Mi is entered as a further quantity.
Il gruppo di parametri nel diagramma caratteristico della portata 13 è applicato in modo che, in funzione del valore del momento Mx rilevato dalla variazione del pedale dell'acceleratore nonché del valore della variazione del numero di giri atteso n e della variazione del numero di giri n, si calcola un valore per la correzione della portata iniettore Ame. Per contrastare problemi di regolazione che si potrebbero ottenere in prossimità del pieno carico oppure in prossimità del funzionamento a vuoto (al momento del rilascio del pedale dell'acceleratore 1), il segnale della correzione della portata iniettore Ame che parte dal diagramma caratteristico della portata 13 viene inviato ad un organo moltiplicatore 14 al quale viene inviato, inoltre, un valore del numero di giri n prodotto tramite un filtro di banda 15. In questo modo, nell'organo moltiplicatore 14 ha luogo una valutazione ponderata della velocità di variazione del numero di giri tramite il rapporto di carico e il numero di giri. Questo valore prodotto in ultimo è la correzione della portata iniettore me valutata in modo ponderato. The group of parameters in the flow characteristic diagram 13 is applied in such a way that, as a function of the value of the moment Mx detected by the change in the accelerator pedal as well as the value of the change in the expected speed n and the change in the speed n, a value is calculated for the correction of the Ame injector flow rate. To counteract regulation problems that could be obtained near full load or near no-load operation (when the accelerator pedal 1 is released), the injector flow correction signal Ame which starts from the characteristic flow diagram 13 is sent to a multiplier member 14 to which a value of the number of revolutions n produced through a band filter 15 is also sent. In this way, in the multiplier member 14 a weighted evaluation of the speed of variation of the number of revolutions via the load ratio and the number of revolutions. This ultimately produced value is the correction of the injector flow rate m evaluated in a weighted way.
Nella figura 3 è mostrato un sistema per la produzione di un valore di variazione di numero di giri specifico del veicolo. A questo scopo si utilizzano, come segnali di entrata, il momento Mi e il numero di giri attuale n . Il momento M: viene inviato ad una unità di correzione 25 della portata iniettore che comprende, sostanzialmente, il diagramma caratteristico della portata 13 e l'organo moltiplicatore 14 del sistema indicato nella figura 2. Inoltre, il valore della coppia M1 è applicato ad un organo addizionatore 16. Il numero di giri attuale n viene inviato prima tramite un filtro di banda 21 ad un organo DTi 22. Il filtro di banda 21 è progettato secondo i rapporti di trasmissione delle posizione di marcia del cambio. Il segnale di uscita dell'organo DT1 22 è la variazione del numero di giri n che viene inviato ad un organo PT1 20. Inoltre, la variazione del numero di giri n viene inviata ad un organo addizionatore 18 al quale è applicato, dall'altro lato, il segnale del valore atteso della variazione del numero di giri. Figure 3 shows a system for producing a vehicle-specific RPM change value. For this purpose, the moment Mi and the current speed n are used as input signals. The moment M: is sent to an injector flow rate correction unit 25 which substantially comprises the characteristic flow rate diagram 13 and the multiplier member 14 of the system indicated in Figure 2. Furthermore, the value of the torque M1 is applied to a adding member 16. The actual number of revolutions n is first sent via a band filter 21 to a DTi member 22. The band filter 21 is designed according to the transmission ratios of the gearshift gear positions. The output signal of the member DT1 22 is the variation of the number of revolutions n which is sent to a member PT1 20. Furthermore, the variation of the number of revolutions n is sent to an adding element 18 to which it is applied, on the other side, the signal of the expected value of the speed change.
Nell'organo PTi 20 viene formato, tenendo conto di ciascuna posizione di marcia del cambio in cui al momento avviene l'azionamento, un segnale che viene inviato ad un organo addizionatore 19. In the PTi member 20 a signal is formed, taking into account each gear position of the gearbox in which the actuation takes place, which is sent to an adding member 19.
All'organo addizionatore 19 è applicato, inoltre, il valore atteso n della variazione del numero di giri, dove questo valore viene sottratto dal valore di uscita formato nell'organo PT1 20. Il risultato formato nell'organo addizionatore 19 viene trasformato, in un integratore 24, in un valore di coppia corrispondente al quoziente di ΔΜ : Mmax. Nell’organo addizionatore 16, questo valore di coppia espresso dal quoziente viene sottratto dal momento auspicato M1 , applicato inoltre all'organo addizionatore 16 e questo risultato viene inviato ad un organo PT2 17. In questo organo PT1 17, dal valore di coppia viene formato il valore atteso n della variazione del numero di giri applicato, come già detto sopra, all'organo addizionatore 18. Pertanto, nell'organo addizionatore 18 viene formata una differenza Δη corrispondente alla sottrazione di n meno n. Furthermore, the expected value n of the speed variation is applied to the adding member 19, where this value is subtracted from the output value formed in the PT1 member 20. The result formed in the adding member 19 is transformed into a integrator 24, in a torque value corresponding to the quotient of ΔΜ: Mmax. In the addition member 16, this torque value expressed by the quotient is subtracted from the desired moment M1, further applied to the addition member 16 and this result is sent to a member PT2 17. In this member PT1 17, the torque value is formed the expected value n of the variation of the number of revolutions applied, as already mentioned above, to the addition member 18. Therefore, in the addition member 18 a difference Δη is formed corresponding to the subtraction of n minus n.
Il valore della variazione del numero di giri cosi formato viene inviato al dispositivo di correzione 25 della portata iniettore e, tenendo conto del valore di coppia ivi applicato M1, viene elaborato, in un diagramma caratteristico di portata, in modo da formare un valore della correzione della portata iniettore Ame. Dal numero di giri attuale n viene ricavato, in un organo PT2 23, il numero di giri medio n e questo viene inviato alla correzione di portata iniettore 25. In questo dispositivo di correzione 25 della portata iniettore ha luogo una valutazione ponderata della velocità di variazione del numero di giri, cioè il valore della correzione della portata iniettore Δme viene moltiplicato con il fattore di portata iniettore in modo da disporre, infine, di una correzione di portata iniettore me valutata in modo ponderato . The value of the variation of the number of revolutions thus formed is sent to the correction device 25 of the injector flow rate and, taking into account the torque value M1 applied therein, is processed, in a flow characteristic diagram, so as to form a correction value of the Ame injector flow rate. The average speed n is obtained from the current speed n in a PT2 element 23 and this is sent to the injector flow correction 25. In this injector flow correction device 25, a weighted evaluation of the rate of change of the injector takes place. number of revolutions, i.e. the value of the injector flow rate correction Δme is multiplied with the injector flow rate factor so as to have, finally, an injector flow correction m and evaluated in a weighted way.
Claims (10)
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