ITTO20010544A1 - Apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante, e più in particolare ad una apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante per determinare una quantità di iniezione base di carburante allo scopo di migliorare le caratteristiche di guida in fase di accelerazione.

Una apparecchiatura tradizionale di controllo dell'iniezione di carburante calcola una quantità di iniezione base di carburante da una velocità di rotazione del motore, da una apertura della valvola del gas, eccetera, nel funzionamento normale, e calcola, in fase di accelerazione, una quantità correttiva di accelerazione per la velocità di rotazione del motore in funzione di una -rapidità di variazione di una apertura della valvola del gas in base ad una tabella di quantità correttiva di accelerazione o simili, e coregge la quantità di iniezione base di carburante con la quantità correttiva di accelerazione. Per l'iniezione di carburante in base alla quantità di iniezione calcolata in fase di accelerazione, sono disponibili due tipi di iniezione, ossia un tipo sincrono per aggiungere una quantità di correzione di accelerazione ad una quantità di iniezione normale ed iniettare la somma delle quantità, ed un tipo asincrono per iniettare una quantità correttiva di accelerazione indipendentemente da una quantità di iniezione normale. Un esempio di tale apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante è descritto nella pubblicazione di Brevetto giapponese a disposizione del pubblico n. 2-27.128.

Il calcolo di una quantità correttiva di accelerazione in funzione di una rapidità di variazione di una apertura della valvola del gas presenta i seguenti problemi: le figure 4 e 5 mostrano diagrammi che illustrano l'apertura della valvola del gas in fase di accelerazione e la rapidità di variazione dell'apertura della valvola del gas nella loro evoluzione temporale. Come rappresentato nelle figure 4 e 5, dopo l'apertura della valvola del gas, quando la velocità di una azione di apertura della valvola del gas è ridotta e quindi viene eseguita una azione di riapertura della valvola del gas (azione di apertura addizionale della valvola del gas), l'apertura della valvola del gas è leggermente maggiore di prima dell'esecuzione dell'azione di apertura addizionale della valvola del gas (vedere l'istante T1 nella figura 4),ma la rapidità di variazione dell'apertura della valvola del gas è ridotta (vedere l'istante T1 nella figura 5). Se una quantità correttiva di accelerazione è calcolata soltanto in funzione della rapidità di variazione dell'apertura della valvola del gas, allora la quantità correttiva di accelerazione diventa insufficiente nell'istante T1, producendo una miscela aria-carburante temporaneamente povera che non fornisce buone caratteristiche di guida.

La presente invenzione è stata realizzata per risolvere i problemi precedenti. Costituisce uno scopo della presente invenzione realizzare una apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante che sia in grado di impedire che un rapporto ariacarburante diventi eccessivamente povero per migliorare le caratteristiche di guida quando la velocità di una azione di apertura della valvola del gas è temporaneamente ridotta durante l'accelerazione prodotta da una azione di apertura addizionale della valvola del gas.

Per raggiungere lo scopo precedente, si realizza, in conformità con una prima caratteristica della presente invenzione,una apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante caratterizzata dal fatto che l'apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante comprende mezzi di rilevamento dell'apertura della valvola del gas, mezzi di calcolo della rapidità di variazione destinati a calcolare una rapidità di variazione dell'apertura della valvola del gas, mezzi di calcolo della quantità correttiva di accelerazione destinati a calcolare una quantità correttiva di accelerazione di una quantità di carburante iniettata in funzione della rapidità di variazione suddetta dell'apertura della valvola del gas, e mezzi di correzione per sostituire una quantità correttiva di accelerazione calcolata al momento con un valore medio tra la quantità correttiva di accelerazione calcolata al momento, ed una quantità correttiva di accelerazione calcolata in precedenza quando la rapidità di variazione suddetta dell'apertura della valvola del gas è ridotta in fase di accelerazione .

In accordo con una seconda caratteristica della presente invenzione, i mezzi di correzione sono destinati a sostituire una quantità correttiva di accelerazione calcolata al momento con un valore medio tra la quantità correttiva di accelerazione calcolata al momento ed una quantità correttiva di accelerazione calcolata in precedenza quando la quantità correttiva di accelerazione suddetta è ridotta in fase di accelerazione .

In accordo con una terza caratteristica della presente invenzione, il valore medio suddetto è calcolato mediante applicazione di una pesatura predeterminata alla quantità correttiva di accelerazione calcolata al momento ed alla quantità correttiva di accelerazione calcolata in precedenza.

In accordo con la prima caratteristica, viene calcolata una quantità correttiva di accelerazione in funzione della rapidità di variazione dell'apertura della valvola del gas. Se la rapidità di variazione dell'apertura della valvola del gas è ridotta in fase di accelerazione, allora la quantità correttiva di accelerazione calcolata è corretta in modo da essere maggiore del valore calcolato. In accordo con la seconda caratteristica, se la quantità correttiva di accelerazione è ridotta in fase di accelerazione, allora la quantità correttiva di accelerazione è corretta in modo da essere maggiore del valore calcolato. In accordo con la terza caratteristica, la misura in cui la quantità correttiva di accelerazione calcolata è corretta può essere modificata mediante l'impostazione di una pesatura.

La presente invenzione sarà descritta nel seguito con riferimento ai disegni.

La figura 1 rappresenta uno schema a blocchi di funzioni essenziali di una apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante in accordo con una forma di attuazione della presente invenzione;

la figura 2 rappresenta una vista di una parte essenziale di un motore a combustione interna che comprende l'apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante in accordo con la presente invenzione;

la figura 3 rappresenta un diagramma di flusso di una operazione di iniezione di carburante,·

la figura 4 rappresenta un diagramma che mostra variazioni di una apertura della valvola del gas,· la figura 5 rappresenta un diagramma che mostra la transizione di una rapidità di variazione dell'apertura della valvola del gas;

la figura 6 rappresenta un diagramma che mostra variazioni in una quantità correttiva di accelerazione ;

la figura 7 rappresenta un diagramma che mostra un esempio di un grafico che rappresenta la relazione associata tra la quantità correttiva di accelerazione e la rapidità di variazione dell'apertura della valvola del gas,· e

la figura 8 rappresenta uno schema a blocchi di funzioni essenziali di una apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante in accordo con una forma di attuazione modificata della presente invenzione .

La figura 2 rappresenta una vista di una parte essenziale di un motore a combustione interna che comprende una apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante in accordo con una forma di attuazione della presente invenzione. Nella figura 2, una luce di aspirazione 3 ed una luce di scarico 4 sboccano in una camera di combustione 2 di un cilindro 1, ed una valvola di aspirazione 5 ed una valvola di scarico 6 sono disposte rispettivamente nella luce di aspirazione 3 e nella luce di scarico 4. Una candela di accensione 7 è disposta nella camera di combustione 2.

Un passaggio di aspirazione 8 comunicante con la luce di aspirazione 3 presenta una valvola del gas 9 per regolare la quantità di aria di aspirazione in funzione della sua apertura ΘΤΗ, una valvola di iniezione di carburante 10, un sensore della valvola del gas 11 per rilevare l'apertura ΘΤΗ, ed un sensore di pressione negativa 12. All'estremità terminale del passaggio di aspirazione 8, è collegato un depuratore di aria 13 che contiene un filtro di aria 14 per introdurre aria esterna attraverso tale filtro nel passaggio di aspirazione 8.Un sensore di temperatura dell'aria di aspirazione 15 è disposto nel depuratore di aria 13.

Il cilindro 1 contiene uno stantuffo 16 nel suo interno che è collegato ad un albero a gomiti 18 attraverso una biella 17. Un sensore di angolo di rotazione 19 è disposto in relazione di contrapposizione con l'albero a gomiti 18 per rilevare un angolo di rotazione dell'albero a gomiti 18 e fornire in uscita un impulso dell'albero a gomiti per ogni dato angolo dell'albero a gomiti. Un sensore di velocità del veicolo 21 è disposto in relazione di contrapposizione con un corpo rotativo 20, quale un ingranaggio o simile, che è accoppiato con l'albero a gomiti 18. Il cilindro 1 è circondato da una camicia di acqua avente un sensore di temperatura dell'acqua 22 per rilevare la temperatura di un refrigerante che rappresenta una temperatura del motore.Una bobina di accensione 23 è collegata alla candela di accensione 7 .

Un dispositivo di controllo 24 comprende un microcalcolatore avente una CPU ed una memoria, e comprende elementi di interfaccia che includono porte di ingresso/uscita ed un convertitore A/D. Il dispositivo di controllo 24 è alimentato con energia elettrica da una batteria, non rappresentata. Segnali di uscita dai vari sensori sono forniti attraverso le porte di ingresso al dispositivo di controllo 24. Il dispositivo di controllo 24 fornisce in uscita segnali di comando alla valvola di iniezione di carburante 10 ed alla candela di accensione 7 in funzione di risultati elaborati in base ai segnali di ingresso dai sensori. Il segnale di comando per la valvola di iniezione di carburante 10 (segnale di iniezione) è un segnale impulsivo avente una durata di impulso che dipende da una quantità di iniezione. La valvola di iniezione di carburante 10 è aperta per un tempo corrispondente alla durata dell'impulso per iniettare carburante nel passaggio di aspirazione 8.

La durata dell'impulso del segnale di iniezione, ossia il tempo di iniezione di carburante, è calcolato in base ad una velocità di rotazione del motore Ne ed al valore rilevato dal sensore della valvola del gas 11 (apertura della valvola del gas ΘΤΗ). In questa forma di attuazione, in fase di accelerazione, una quantità correttiva di accelerazione TACC corrispondente ad una rapidità di variazione D0TH dell'apertura della valvola del gas è reperita da una tabella correttiva di accelerazione. Se la quantità correttiva di accelerazione reperita TACC è ridotta, essa è corretta in modo da essere aumentata, ed utilizzata. Ad esempio, una media tra la quantità correttiva di accelerazione reperita al momento TACC ed una quantità correttiva di accelerazione precedente TACC è utilizzata come quantità correttiva di accelerazione presente TACC.

La figura 3 rappresenta un diagramma di flusso di un'operazione di iniezione di carburante. Nella fase SI, viene letta la velocità di rotazione del motore Ne. La velocità di rotazione del motore Ne è determinata conteggiando impulsi dell'albero a gomiti forniti in uscita dal sensore di angolo di rotazione 19. Nella fase S2, viene letta l'apertura della valvola del gas ΘΤΗ. Nella fase S3, viene calcolata una rapidità di variazione D0TH dell'apertura della valvola del gas θΤΗ. La rapidità di variazione DθTH dell'apertura della valvola del gas θΤΗ è calcolata in base alla differenza tra un valore elaborato al momento θΤΗ2 dell'apertura della valvola del gas ΘΤΗ rilevata nella fase S2 ed un valore θΤΗ1 che è stato elaborato un dato tempo ΔΤ prima, secondo la seguente equazione (fi): rapidità di variazione DθTH = (θΤΗ2 -θΤΗ1) / ΔΤ ... (f1).

Nella fase S4, viene letta la temperatura TW del refrigerante rilevata dal sensore di temperatura dell'acqua 22. Nella fase S5, viene calcolato un tempo di iniezione base TiM dalla velocità di rotazione del motore Ne e dall'apertura della valvola del gas θΤΗ. Il tempo di iniezione base TiM può essere reperito da una mappa stabilita in funzione della velocità di rotazione del motore Ne e dell'apertura della valvola del gas θΤΗ. Poiché la quantità di iniezione corrisponde al tempo di iniezione, il tempo di iniezione sarà descritto come rappresentativo della quantità di iniezione.

Nella fase S6, viene consultata una tabella di quantità correttiva di accelerazione per individuare una quantità correttiva di accelerazione TACCtable in base alla rapidità di variazione DθΤΗ dell'apertura della valvola del gas. La figura 7 mostra a titolo di esempio il grafico di quantità correttiva di accelerazione che memorizza la relazione tra la rapidità di variazione DθΤΗ dell'apertura della valvola del gas e la quantità correttiva di accelerazione TACCtable. La quantità correttiva di accelerazione può essere calcolata invece di essere reperita dalla tabella.

Nella fase S7, si determina se la quantità correttiva di accelerazione TACCtable è minore della quantità correttiva di accelerazione precedente TACC o meno, ossia se la quantità correttiva di accelerazione è o meno in fase di riduzione. In caso affermativo, allora il controllo passa alla fase S8 in cui viene calcolato un valore medio tra la quantità correttiva di accelerazione reperita al momento TACCtable e la quantità correttiva di accelerazione precedente TACC, ed il valore medio calcolato è utilizzato per aggiornare la quantità correttiva di accelerazione TACC.

La quantità correttiva di accelerazione aggiornata TACC non è limitata al semplice valore medio, ma può essere un valore medio dopo che una quantità o entrambe le quantità tra la quantità correttiva di accelerazione reperita al momento TACCtable e la quantità correttiva di accelerazione precedente TACC sono state pesate con un rapporto predeterminato. In sostanza, la quantità correttiva di accelerazione reperita al momento TACCtable può essere sostituita da un valore tra la quantità correttiva di accelerazione reperita al momento TACCtable e la quantità correttiva di accelerazione precedente TACC.

Invece di correggere la quantità correttiva di accelerazione reperita al momento TACCtable quando la quantità correttiva di accelerazione TACC si riduce, la quantità correttiva di accelerazione reperita al momento TACctable può essere corretta quando la rapidità di variazione DθTH dell'apertura della valvola del gas si riduce. Ciò è dovuto al fatto che la rapidità di variazione DθTH dell'apertura della valvola del gas e la quantità correttiva di accelerazione TACCtable corrispondono l'una all'altra.

In caso di risposta negativa nella fase S7, allora il controllo passa alla fase S9 in cui la quantità correttiva di accelerazione TACC è aggiornata dalla quantità correttiva di accelerazione reperita al momento TACCtable. Nella fase S10, la quantità correttiva di accelerazione TACC è corretta in funzione della temperatura dell'acqua TW. Ad esempio, quando la temperatura dell'acqua TW è più bassa, viene aggiunta una quantità correttiva incrementale alla quantità correttiva di accelerazione TACC.Nella fase SII, il tempo di iniezione base TiM viene moltiplicato per un termine moltiplicatore a, come un coefficiente correttivo o simili, ed un termine additivo β della quantità correttiva di accelerazione TACC in funzione della temperatura dell'acqua TW e di un tempo di iniezione non valido TiVB è aggiunto per calcolare un tempo di iniezione di carburante Ti. Il coefficiente correttivo α è un coefficiente correttivo atmosferico, un coefficiente correttivo di temperatura dell'aria di aspirazione, o simili. Il tempo di iniezione non valido TiVB rappresenta un tempo di apertura della valvola del gas per cui non avviene una iniezione completa di carburante, ed è determinato dal tipo e dalla struttura della valvola di iniezione di carburante 10.

Nella fase S12, un segnale di comando per la valvola di iniezione 10 è fornito in uscita durante il tempo di iniezione di carburante Ti . Mentre viene fornito in uscita il segnale di comando, la valvola di iniezione di carburante 10 è aperta per iniettare carburante nel passaggio di aspirazione 8.

La figura 6 rappresenta un diagramma che mostra, a titolo di confronto, variazioni dipendenti dal tempo della quantità correttiva di accelerazione in accordo con la configurazione tradizionale e con la presente forma di attuazione. L'asse che rappresenta il tempo nella figura 6 corrisponde agli assi che rappresentano il tempo nelle figure 4 e 5. Nella figura 6, la quantità correttiva di accelerazione TACC corrisponde alla rapidità di variazione D0TH dell'apertura della valvola del gas nella configurazione tradizionale.Nella presente forma di attuazione, la quantità correttiva di accelerazione TACC è calcolata come "valore medio tra la quantità correttiva di accelerazione reperita al momento TACCtable e la quantità correttiva di accelerazione precedente TACC" precedentemente menzionato,nell'istante TI che corrisponde alla riduzione della rapidità di variazione DθΤΗ dell'apertura della valvola del gas.

La figura 1 rappresenta uno schema a blocchi che mostra funzioni essenziali dell'apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante in accordo con la forma di attuazione della presente invenzione. Nella figura 1, un segnale di uscita di un rivelatore di apertura della valvola del gas, ossia il sensore della valvola del gas 11, è memorizzato in una memoria di apertura della valvola del gas 25.Un calcolatore di rapidità di variazione di apertura della valvola del gas 26 calcola una rapidità di variazione DθTH dell'apertura della valvola del gas dal valore rilevato al momento dal sensore della valvola del gas Il e dal valore precedentemente rilevato memorizzato nella memoria di apertura della valvola del gas 25. Un calcolatore di quantità correttiva di accelerazione 27 calcola una quantità correttiva di accelerazione TACCtable in base alla rapidità di variazione D0TH dell'apertura della valvola del gas. Il calcolatore di quantità correttiva di accelerazione 27 può comprendere una memoria che memorizza la tabella precedente (figura 7).

Un segnale di uscita TACC dal calcolatore di quantità correttiva di accelerazione 27 è applicato attraverso un commutatore 31 ad una memoria di quantità correttiva di accelerazione 28 e memorizzato in quest'ultima come valore rilevato in precedenza TACC. Il segnale di uscita dal calcolatore di quantità correttiva di accelerazione 27 è anche applicato ad un calcolatore di media 30. Un comparatore di quantità correttiva di accelerazione 29 confronta il valore rilevato al momento TACCtable della quantità correttiva di accelerazione ed il valore rilevato in precedenza TACC di tale quantità memorizzato nella memoria di quantità correttiva di accelerazione 28 l'uno con l'altro per rilevare un aumento o una riduzione della quantità correttiva di accelerazione. Se la quantità correttiva di accelerazione è stata ridotta, il comparatore di quantità correttiva di accelerazione 29 fornisce in uscita un segnale di rilevamento DS. Il segnale di rilevamento DS è applicato al calcolatore di media 30, che fornisce in uscita un valore medio tra il segnale di uscita (valore calcolato al momento) del calcolatore di quantità correttiva di accelerazione 27 e la quantità correttiva di accelerazione (valore calcolato in precedenza) memorizzata nella memoria di quantità correttiva di accelerazione 28. Il valore medio è memorizzato come quantità correttiva di accelerazione precedente nella memoria di quantità correttiva di accelerazione 28.

Il valore medio tra le quantità correttive di accelerazione è fornito attraverso un commutatore 31 ad un calcolatore di tempo di iniezione di carburante 32. Il commutatore 31 è commutato verso il calcolatore di media 30 in risposta al segnale di rilevamento DS dal comparatore di quantità correttiva di accelerazione 29.Quando il comparatore di quantità correttiva di accelerazione 29 non fornisce in uscita il segnale di rilevamento DS, il commutatore 31 è commutato verso il calcolatore di quantità correttiva di accelerazione 27,permettendo che il valore calcolato al momento sia fornito, senza correzioni, al calcolatore di tempo di iniezione di carburante 32.

Se la quantità correttiva di accelerazione reperita al momento TACCtable deve essere corretta in funzione della rapidità di variazione DθTH dell'apertura della valvola del gas, l'apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante è disposta come rappresentato nella figura 8. I numeri di riferimento nella figura 8 che sono identici a quelli riportati nella figura 1 indicano componenti identici. Nella figura 8, un segnale di uscita da una memoria di rapidità di variazione dell'apertura della valvola del gas 33 ed una uscita dal calcolatore di rapidità di variazione di apertura della valvola del gas 26 sono confrontati l'uno con l'altra da un comparatore di rapidità di variazione di apertura della valvola del gas 34, che determina se la rapidità di variazione dell'apertura della valvola del gas è aumentata o diminuita. Quando la rapidità di variazione dell'apertura della valvola del gas è diminuita, il comparatore di rapidità di variazione di apertura della valvola del gas 34 fornisce in uscita un segnale di rilevamento DS, commutando il commutatore 31 verso il calcolatore di media 30.

Come precedentemente descritto, secondo le invenzioni definite nelle rivendicazioni da 1 a 3, si impedisce che il rapporto aria-carburante diventi povero quando l'apertura della valvola del gas è aumentata ad esempio quando viene eseguita una azione di apertura addizionale della valvola del gas, ma la rapidità di variazione dell'apertura della valvola del gas è inferiore a quella in fase dì accelerazione subito prima dell'azione di apertura addizionale della valvola del gas.Pertanto le caratteristiche di guida in fase di accelerazione sono migliorate.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante caratterizzata dal fatto che l'apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante suddetta comprende: mezzi di rilevamento dì apertura della valvola del gas; mezzi di calcolo di rapidità di variazione destinati a calcolare una rapidità di variazione di una apertura della valvola del gas; mezzi di calcolo di quantità correttiva di accelerazione destinati a calcolare una quantità correttiva di accelerazione dì una quantità di carburante iniettata in funzione della rapidità di variazione suddetta dell'apertura della valvola del gas; e mezzi di correzione per sostituire una quantità correttiva di accelerazione calcolata al momento con un valore medio tra la quantità correttiva di accelerazione calcolata al momento ed una quantità correttiva di accelerazione calcolata in precedenza quando la rapidità dì variazione suddetta dell'apertura della valvola del gas è ridotta in fase di accelerazione.
2. 2. Apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante caratterizzata dal fatto che l'apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante suddetta comprende: mezzi di rilevamento di apertura della valvola del gas; mezzi di calcolo di rapidità di variazione destinati a calcolare una rapidità di variazione di una apertura della valvola del gas,· mezzi di calcolo di quantità correttiva di accelerazione destinati a calcolare una quantità correttiva di accelerazione di una quantità di carburante iniettata in funzione della rapidità di variazione suddetta dell'apertura della valvola del gas,· e mezzi di correzione destinati a sostituire una quantità correttiva di accelerazione calcolata al momento con un valore medio tra la quantità correttiva di accelerazione calcolata al momento ed una quantità correttiva di accelerazione calcolata in precedenza quando la quantità correttiva di accelerazione suddetta è ridotta in fase di accelerazione.
3. 3. Apparecchiatura di controllo dell'iniezione di carburante secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzata dal fatto che il valore medio suddetto è calcolato mediante applicazione di una pesatura predeterminata alla quantità correttiva di accelerazione calcolata al momento ed alla quantità correttiva di accelerazione calcolata in precedenza.