ITTO20010670A1 - Sistema di controllo dell'avviamento per un motore. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Sistema di controllo dell'avviamento per un motore"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un sistema di controllo per un motore provvisto di un iniettore, e in particolare ad un sistema di controllo dell'avviamento per un motore, che è in grado di ottenere una buona caratteristica di avviamento anche in una condizione nella quale la capacità di scarica di una batteria è ridotta.

All'atto dell'avviamento di un motore è richiesta l'alimentazione di energia sufficiente, in particolare, per una bobina di accensione. Perciò, se si intende avviare un motore mentre si porta corrente ad un carico, ad esempio un faro, che con-suma grosse quantità di energia in una condizione in cui la capacità di scarica della batteria è ridotta, non si riesce a fornire energia sufficiente ad una bobina di accensione e si presenta un problema relativo alla riduzione della caratteristica di avviamento del motore.

Un sistema di controllo dell'avviamento per un motore inteso a risolvere tale problema è stato proposto nella domanda di brevetto giapponese resa accessibile al pubblico con il numero Hei 4-132877, nel modello di utilità giapponese registrato con il numero 2518904, e nel modello di utilità giapponese reso accessibile al pubblico con il numero Hei 2-18786, in cui un carico di una lampadina di un faro viene temporaneamente escluso da una linea di alimentazione dell'energia all'atto dell'avviamento del motore.

Nel sistema di controllo dell'avviamento sopra descritto per un motore, poiché il carico della lampadina, quale il faro, viene escluso dalla linea di alimentazione della corrente nel momento dell'avviamento del motore, si può aumentare l'energia che viene fornita dalla batteria alla bobina di accensione. Pertanto è possibile perfezionare la caratteristica di avviamento del motore rispetto ai sistemi tradizionali. Il sistema di controllò dell'avviamento sopra descritto, tuttavia, comporta un problema. Infatti, nel caso in cui il sistema sia applicato a veicoli di costruzione recente del tipo in cui un carico elettrico viene aumentato in modo significativo, ad esempio prevedendo un dispositivo di iniezione del carburante al posto del carburatore, risulta ancora insufficiente l'energia che può essere alimentata dalla batteria ad una bobina di accensione.

Uno scopo della presente invenzione è di risolvere il problema del sistema della tecnica nota sopra descritto, e di realizzare un sistema di controllo dell'accensione per un motore che sia caratterizzato dall'attivazione esclusiva di unità che non richiedono necessariamente di essere azionate simultaneamente all'atto dell'avviamento di un motore per risparmiare energia da fornire a ciascuna unità al momento dell'avviamento del motore, migliorando così la caratteristica di avviamento del motore.

Per raggiungere il suddetto scopo, secondo la presente invenzione si realizza un sistema di controllo dell'avviamento per un motore comprendente almeno un sistema di carburante per fornire carburante in un cilindro del motore ed un sistema di accensione per fornire energia di accensione ad una candela accensione, caratterizzato dal fatto che almeno parte del sistema di carburante viene arrestata in un tempo in cui l'energia di accensione viene fornita alla candela di accensione in uno specifico periodo di tempo dopo l'inizio di un'operazione di avviamento del motore.

Il sistema di carburante e il sistema di accensione non necessariamente devono essere azionati simultaneamente, e particolarmente in uno specifico periodo di tempo dopo l'inizio di un'operazione di avviamento del motore. Ad esempio, anche lasciando riposare il sistema di accensione in un periodo di tempo nel quale il sistema del carburante viene attivato e facendo poi attivare il sistema di accensione mentre il sistema del carburante è a riposo, il carburante che è stato iniettato nel momento dell'attivazione del sistema del carburante può essere combusto nella fase di accensione successiva. Azionando i rispettivi sistemi secondo modalità a divisione di tempo o con controllo esclusivo come sopra descritto è possibile ridurre un consumo di energia in un tempo scelto arbitrariamente, e quindi fornire energia sufficiente al sistema di accensione .

Nel seguito la presente invenzione verrà descritta in dettaglio facendo riferimento ai disegni.

La figura 1 è uno schema a blocchi delle parti essenziali di un sistema di controllo dell'avviamento per un motore al quale è applicata la presente invenzione,

la figura 2 è uno schema a blocchi che mostra il funzionamento di una prima forma di realizzazione della presente invenzione,

la figura 3 è uno schema a blocchi che illustra il funzionamento di un processo di decisione di controllo esclusivo,

la figura 4 è uno schema a blocchi che illustra il funzionamento di un controllo esclusivo, la figura 5 è un diagramma dei tempi che mostra il funzionamento di una seconda forma di realizzazione della presente invenzione, e

la figura 6 è un diagramma dei tempi che mostra il funzionamento di una terza forma di realizzazione della presente invenzione.

La figura 1 è uno schema a blocchi che illustra una configurazione di parti essenziali di un sistema di controllo dell'avviamento per un motore al quale è applicata la presente invenzione.

Il carburante contenuto in un serbatoio di carburante 11 viene risucchiato da una pompa di carburante 10, e viene fornito ad un iniettore 20 tramite un tubo per carburante 12. La pompa del carburante 10 è azionata da un'unità di azionamento 17 della pompa, e l'iniettore 20 è azionato da un'unità di azionamento 18 dell'iniezione. Una tensione in uscita da una batteria 29 viene alimentata ad un'unità di accensione 16 ed un carico di corrente continua attraverso un commutatore principale 28. L'unità di accensione 16 controlla sia un'alimentazione di corrente ad una bobina di accensione 19 e l'interruzione della corrente alimentata ad essa, in modo tale da fornire l'energia di accensione ad una candela di accensione 30.

La bobina di accensione 19 include un avvolgimento primario 19a al quale viene applicata una tensione in corrente continua, ed un avvolgimento secondario 19b che genera una tensione elevata corrispondente ad un cambiamento di corrente sull'avvolgimento primario 19a. L'unità di accensione 16 induce l'avvolgimento primario 19a a generare un rapido cambiamento in corrente in sincronia con un ritardo di iniezione.

Una tensione in corrente alternata generata da una bobina di carica 25 di un generatore di corrente alternata 24 viene alimentata ad un regolatore 27. Una bobina 23 generatrice di impulsi emette in uscita un segnale ad impulsi all'unità di accensione 16 ad ogni rotazione del motore. Una tensione in corrente continua emessa in uscita dal regolatore 27 viene fornita alla batteria 29 e viene anche fornita al carico di corrente continua attraverso il commutatore principale 28.

Un'unità 21 di controllo esclusivo restringe le operazioni delle unità di azionamento 17 e 18 e dell'unità di accensione 16 in modo tale che un sistema di accensione includente l'unità di accensione 16, la bobina di accensione 19, e la candela di accensione 30 sia azionato non simultaneamente ma a divisione di tempo o esclusivamente con almeno uno di un sistema a pompa comprendente la pompa carburante 10 e un sistema di iniezione comprendente l'iniettore 20.

Il termine "esclusivo" usato in questo contesto sta ad indicare una condizione in cui è inibito l'azionamento simultaneo di due unità da controllare ma una condizione in cui due unità da controllare non sono azionate simultaneamente.

Un'operazione di questa forma di realizzazione verrà descritta con riferimento alle figure 2 e 3.

La figura 2 è uno schema a blocchi che mostra un'operazione dell'unità di controllo esclusivo 21 sopra descritta. L'operazione dell'unità di controllo esclusivo 21 viene tipicamente eseguita per ciascun avviamento del motore.

Nella fase S1, viene effettuato un procedimento di decisione di controllo esclusivo per decidere se il controllo esclusivo debba essere effettuato o meno. La figura 3 è uno schema a blocchi che mostra un'operazione del procedimento di decisione esclusivo.

Facendo riferimento alla figura 3, dopo l'accensione del commutatore principale 28, nella fase SII, una tensione terminale VBAT della batteria 29 viene rilevata e comparata con una specifica tensione di riferimento Vref. In questa forma di attuazione, la tensione di riferimento Vref è regolata ad 8V. A meno che la tensione VBAT della batteria sia minore di 8V quando il motore è fermo, si decide che la capacità di scarica della batteria è sufficiente e quindi non occorre effettuare il controllo esclusivo, ed il processo passa alla fase S12 .

Nella fase S12, un contatore Ces di arresto del motore è stabilito a "0". Il valore del contatore di motore in arresto Ces, rappresenta il numero di colpi di un pedale di avviamento che sono stati effettuati ripetutamente per avviare il motore senza riuscirci. Nella fase S13, viene resettata una modalità di avviamento a pedale.

D'altro canto, se si decide nella fase S11 che la tensione di batteria VBAT è minore della tensione di riferimento Vref, cioè se si decide che la capacità di scarica della batteria 29 è insufficiente ed occorre perciò effettuare il controllo esclusivo, il procedimento passa alla fase S14. Nella fase S14, si decide se si debba o meno stabilire un indicatore di rilevamento dei colpi del pedale Fkick (descritto più avanti). Poiché l'indicatore Fkick non viene stabilito nella condizione iniziale, il processo passa alla fase S15.

Nella fase S15 si decide se una velocità Ne del motore si maggiore o minore di 800 giri al minuto. Qui, se l'avviamento del motore viene effettuato tramite il pedale, la velocità Ne del motore assume istantaneamente un valore maggiore di 800 giri al minuto, mentre se l'avviamento del motore viene effettuato tramite un motorino di avviamento, la velocità Ne del motore è solitamente compresa tra 400 e 500 giri al minuto. Pertanto, se la velocita Ne del motore è minore o uguale a 800 giri al minuto si decide che l'avviamento del motore viene effettuato dal motorino d'avviamento. In questo caso, dato che non è richiesto che il controllo esclusivo venga effettuato il processo passa alla fase S12. Al contrario, se la velocità Ne del motore è maggiore di 800 giri al minuto, si decide che l'avviamento del motore verrà effettuato a pedale. In questo caso il processo passa alla fase S16. Nella fase S16 viene predisposto l'indicatore di rilevamento Fkick per l'avviamento a pedale.

Nella fase S17 si decide se un albero motore sia stato ruotato 10 volte o più dopo che è stata determinata la posizione della manovella. In questo caso l'albero a gomiti viene ruotato solo da 5 a 7 volte tramite un'operazione di avviamento a pedale. Pertanto, se l'albero a gomiti è stato ruotato 10 volte o più, si decide che l'operazione di avviamento a pedale debba essere commutata in un'operazione di avviamento tramite motorino, e in questo caso il processo passa alla fase S12. Se invece l'albero a gomiti è stato ruotato meno di 10 volte, si decide che l'operazione di avviamento a pedale debba continuare, e in questo caso il processo passa alla fase S18. Nella fase S18, il vaiore di conteggio del contatore Ces di motore fermo viene incrementato di "1". Nella fase S19, viene stabilita la modalità di avviamento a pedale.

Facendo ancora riferimento alla figura 2, nella fase S2, il controllo esclusivo viene eseguito sulla base del risultato di decisione del procedimento di decisione di controllo esclusivo sopra descritto. La fase 4 è uno schema a blocchi che illustra un'operazione del controllo esclusivo.

Nella fase S21 mostrata in figura 4, si fa riferimento alla modalità di avviamento a pedale. Se si decide che non sia predisposta la modalità di avviamento a pedale, il processo passa alla fase S22 nella quale l'unità 21 di controllo esclusivo permette all'unità 17 di azionamento della pompa di azionare la pompa carburante 10. Di conseguenza, dopo questa fase, la pompa carburante 10 viene azionata in continuo secondo il metodo della tecnica nota.

Nella fase S23, l'unità 21 di controllo esclusivo permette all'unità 18 di azionamento dell'iniezione di azionare l'iniettore 20 e permette anche all'unità di accensione 16 di svolgere un'operazione di accensione. Dopo questa fase, pertanto, sia l'iniettore 20 che l'unità di accensione 16 vengono azionati con fasatura specifica secondo il metodo di controllo della tecnica nota.

Se al contrario si decide nella fase S21 di stabilire la modalità di avviamento a pedale, il procedimento passa alla fase S24 nella quale un resto dato dalla divisione del valore di conteggio del contatore di motore fermo Ces per "5" viene preso come variabile N. Nella fase S25 si decide se la variabile N sia o meno "0". Se la variabile N non è "0", il processo passa alla fase S26 nella quale l'unità di controllo esclusivo 21 permette all'unità 17 di azionamento della pompa di controllare la pompa carburante 10. Se la variabile N è "0", il procedimento passa alla fase S27 nella quale l'unità di controllo esclusivo 21 permette all'unità 18 di azionamento dell'iniezione e all'unità 16 di accensione di essere attivate.

Come sopra descritto, secondo questa forma di attuazione, all'atto dell'avviamento del motore tramite il pedale di avviamento, se il numero ripetuto di tentativi è minore o uguale a 4, solo la pompa carburante 10 viene attivata, e quando il numero ripetuto di tentativi raggiunge 5, vengono azionati sia l'iniettore 20 e sia l'unità di accensione 16. Dopo di ciò, il controllo esclusivo verrà ripetuto con le operazioni di avviamento a pedale ripetute per 5vinque volte considerate come un ciclo.

Nel controllo esclusivo sopra descritto, nel momento della quinta operazione di avviamento a pedale la pompa carburante 10 non viene azionata; tuttavia, dato che la pressione viene accumulata nel tubo del carburante 12 o in un accumulatore (non illustrato) dalla pompa carburate 10 che è stata attivata in risposta alle prime quattro operazioni di avviamento a pedale, la pressione nella pompa carburante 10 è aumentata a sufficienza. Di conseguenza, nella fase S27, anche quando la pompa carburante 10 è rimasta ferma, un quantitativo sufficiente di carburante può essere iniettato nel cilindro per essere combusto solo azionando l'iniettore 20 e l'unità di accensione 16.

Secondo questa forma di attuazione, dato che il sistema di accensione viene azionato esclusivamente con altri carichi elettrici, il carico elettrico della batteria può essere ridotto nel momento di azionamento del sistema di accensione. Di conseguenza è possibile fornire un quantitativo di energia sufficiente ai sistema di accensione, e migliorare così la caratteristica di avviamento del motore .

La figura 5 è un diagramma dei tempi che illustra un'operazione di una seconda forma di attuazione della presente invenzione, in cui i tempi operativi dell'iniettore 20 del sistema di iniezione, della pompa carburante 10 del gruppo pompa e della bobina di accensione 19 del sistema di accensione sono riportati in relazione alla posizione rotazionale di un albero a gomiti.

Secondo questa forma di realizzazione, in un periodo Δt1 nel quale l'energia viene fornita dall'unità di accensione 16 alla bobina di accensione 19, il trasporto di corrente all'iniettore 20 e alla pompa carburante 10 viene interrotto per arrestarne il funzionamento.

Come sopra descritto, secondo questa forma di realizzazione, nel momento in cui una corrente viene trasferita al sistema di accensione, il trasporto di corrente sia alla pompa carburante 10 e sia all'iniettore 20 è interrotto. Di conseguenza è possibile fornire quantitativi di energia maggiori dalla batteria 29 al sistema di iniezione, e quindi migliorare la caratteristica di avviamento del motore .

La figura 6 un diagramma dei tempi che mostra il funzionamento di una terza forma di realizzazione della presente invenzione, nella quale i tempi di funzionamento dell'iniettore 20 del sistema di iniezione della pompa carburante 10 del sistema a pompa, e della bobina di accensione 19 del sistema di accensione sono illustrati in relazione ad una posizione rotazionale di un albero a gomiti. Secondo la seconda forma di attuazione sopra descritta, il periodo Δt1 di accensione "ON" della bobina di accensione 19 corrisponde al periodo di spegnimento "OFF" della pompa carburante 10 e pertanto entrambi i relativi periodi di azionamento diventano esclusivi. Al contrario, in questa terza forma di realizzazione, al momento in cui la condizione operativa della bobina di accensione 19 viene commutata dalla condizione OFF alla condizione ON, la pompa carburante 10 è mantenuta ancora in condizione. La condizione ON della pompa carburante 10 viene commutata nella condizione OFF immediatamente dopo l'istante della commutazione della bobina di accensione 19. Dopo di ciò, la pompa carburante 10 viene mantenuta nella condizione OFF fino a quando la condizione on della bobina di accensione 19 non viene commutata nella condizione OFF.

In questo modo, secondo questa forma di realizzazione, il periodo di accensione "ON" della bobina di accensione 19 non corrisponde al periodo di spegnimento "OFF" della pompa carburante 10; tuttavia, in una condizione immediatamente successiva al momento in cui inizia l'alimentazione di corrente alla bobina di accensione 19, la corrente trasportata alla bobina di accensione 19 viene gradualmente aumentata, e cioè la bobina di accensione 19 non richiede una grossa corrente così che un quantitativo di energia sufficiente può essere dato alla bobina di accensione 19 anche quando la pompa carburante 10 è in condizione ON. Poiché la pompa carburante 10 viene arrestata all'istante di spegnimento "OFF" della bobina di accensione 19 quando questa richiede una grossa corrente, una notevole variazione di corrente può essere data alla bobina di accensione 19.

La presente invenzione da luogo ai seguenti effetti:

(1) all'atto dell'avviamento del motore azionando il pedale, il sistema del carburante e il sistema di accensione non vengono azionati simultaneamente. Pertanto, dato che il carico elettrico della batteria viene ridotto nel momento in cui si attiva il sistema di accensione, può essere fornita energia sufficiente al sistema di accensione, per cui risulta migliorata la caratteristica di avviamento del motore;

(2) quando la corrente viene trasportata al sistema di accensione, dato che il trasporto di corrente alla pompa carburante viene interrotto, il carico elettrico della batteria nel momento in cui si attiva il sistema di accensione viene ridotto. Di conseguenza, dato che il carico elettrico nel momento di attivare il sistema di accensione viene ridotto, può essere fornita energia sufficiente al sistema di accensione, di modo che la caratteristica di avviamento del motore viene migliorata.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di controllo dell'avviamento per un motore comprendente almeno un sistema di carburante per alimentare carburante in un cilindro di detto motore ed un sistema di accensione per fornire energia di accensione ad una candela di accensione, caratterizzato dal fatto che almeno una parte di detto sistema di carburante e detto sistema di accensione non vengono simultaneamente azionate in uno specifico periodo di tempo dopo l'inizio di un'operazione di avviamento del motore.
2. 2. Sistema di controllo dell'avviamento per un motore secondo la rivendicazione 1, in cui detto sistema di carburante include un iniettore per iniettare carburante nel cilindro ed una pompa per carburante atta a fornire carburante in detto iniettore, e detto sistema di iniezione e detta pompa per carburante vengono azionati esclusivamente.
3. 3. Sistema di controllo dell'avviamento per un motore secondo la rivendicazione 1, in cui detto sistema di carburante include un iniettore per l'iniezione di carburante nel cilindro ed una pompa di carburante per fornire carburante in detto iniettore, ed in cui detto iniettore e detta pompa di carburante vengono azionati esclusivamente.
4. 4. Sistema di controllo dell'avviamento per un motore comprendente almeno un sistema di carburante per fornire carburante in un cilindro di detto motore ed un sistema di accensione per fornire energia di accensione ad una candela di accensione, caratterizzato dal fatto che almeno una parte di detto sistema di carburante viene arrestata in un periodo di tempo in cui l'energia di accensione viene fornita a detta candela di accensione in un periodo di tempo specifico dopo l'inizio di un'operazione di avviamento del motore.
5. 5. Sistema d controllo dell'avviamento per un motore secondo la rivendicazione 4, in cui detto sistema di carburante include un iniettore per l'iniezione di carburante nel cilindro ed una pompa di carburante per fornire carburante in detto iniettore, ed in cui almeno uno di detto iniettore e detta pompa di carburante viene arrestato in detto periodo di tempo quando 1'energia di accensione viene fornita a detta candela di accensione.
6. 6. Sistema di controllo dell'avviamento per un motore secondo la rivendicazione 5, in cui detto sistema di accensione comprende: una bobina di accensione comprendente un avvolgimento primario ed un avvolgimento secondario e sono accoppiati in modo induttivo l'uno con l'altro, detto avvolgimento secondario essendo collegato a detta candela di accensione; ed un'unità di accensione per iniziare l'energizzazione di detto avvolgimento primario prima di un tempo di accensione e per interrompere 1'energizzazione in sincronia con detto tempo di accensione; ed in cui almeno uno di detto iniettore e detta pompa di carburante viene arrestato in un periodo di tempo dall'inizio dell'energizzazione di detto avvolgimento primario a detto tempo di accensione.
7. 7. Sistema di controllo dell'avviamento per un motore secondo la rivendicazione 5, in cui detto sistema di accensione comprende: una bobina di accensione comprendente un avvolgimento primario ed un avvolgimento secondario che sono accoppiati in modo induttivo l'uno all'altro, detto avvolgimento secondario essendo collegato a detta candela di accensione; ed un'unità di accensione per iniziare l'energizzazione di detto avvolgimento primario prima di un tempo di accensione e per interrompere l'energizzazione in sincronia con dette tempo di accensione; ed in cui almeno uno di detto iniettore e detta pompa di carburante è arrestato in un periodo di tempo a partire da un tempo specifico dopo l'inizio dell'energizzazione di detto avvolgimento primario a detto tempo di accensione.