RU2677025C1 - Method for controlling internal combustion engine during its operation - Google Patents

Method for controlling internal combustion engine during its operation Download PDF

Info

Publication number
RU2677025C1
RU2677025C1 RU2018100370A RU2018100370A RU2677025C1 RU 2677025 C1 RU2677025 C1 RU 2677025C1 RU 2018100370 A RU2018100370 A RU 2018100370A RU 2018100370 A RU2018100370 A RU 2018100370A RU 2677025 C1 RU2677025 C1 RU 2677025C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
air
proportionality
fuel
working
Prior art date
Application number
RU2018100370A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Иванович Новоковский
Original Assignee
Вячеслав Иванович Новоковский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Иванович Новоковский filed Critical Вячеслав Иванович Новоковский
Priority to RU2018100370A priority Critical patent/RU2677025C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2677025C1 publication Critical patent/RU2677025C1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D33/00Controlling delivery of fuel or combustion-air, not otherwise provided for
    • F02D33/003Controlling the feeding of liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus ; Failure or leakage prevention; Diagnosis or detection of failure; Arrangement of sensors in the fuel system; Electric wiring; Electrostatic discharge
    • F02D33/006Controlling the feeding of liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus ; Failure or leakage prevention; Diagnosis or detection of failure; Arrangement of sensors in the fuel system; Electric wiring; Electrostatic discharge depending on engine operating conditions, e.g. start, stop or ambient conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/045Detection of accelerating or decelerating state
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/08Introducing corrections for particular operating conditions for idling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/10Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration

Abstract

FIELD: engines and pumps.SUBSTANCE: invention can be used in control systems of internal combustion engines (ICE). In the proposed method the air flow is regulated by a throttle from a driver's pedal. According to the signals of limit switches, the position of idling and the position of the throttle valve switch the Pulse Width Modulator (PWM) modes of the Electronic Control Unit (ECU) by engine operation. PWM ECU generates a pulse to the fuel injection nozzle synchronously with the working position of an engine shaft with duration proportional to the absolute static air pressure in an intake channel. Depending on the operation mode of the engine, the ECU switches, and from a cab, a driver adjusts the proportionality coefficients of the air-fuel ratio in the PWM: when idle, the proportionality factor is set at the maximum frequency of the idling speed, during acceleration, the proportionality coefficient is set upon reaching the selected acceleration and, with uniform motion, the proportionality coefficient is determined by limiting the power and speed of movement without the possibility of exceeding it.EFFECT: selection of the required engine power for movement and fuel economy.1 cl

Description

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в автотранспорте для регулирования инжекторного Двигателя Внутреннего Сгорания. Двигатель оснащен дроссельной заслонкой, регулирующей подачу воздуха во впускной канал и управляемой тросом от педали водителя. Электронный Блок Управления двигателем вырабатывает, синхронный с рабочим положения вала двигателя, импульс изменяемой длительности на клапан впрыска топлива в рабочую зону, пропорциональный абсолютному статическому давлению воздуха во впускном канале. Режимы пуска и холостого хода, ускорения и равномерного движения работы ДВС определяет ЭБУ по сигналам рабочих датчиков, который регулирует соотношение воздух/топливо в горючей смеси и количество смеси в двигателе, поддерживая типовые параметры экономичности и мощности ДВС при эксплуатации. Однако типовые параметры регулирования серийного двигателей, заложенные в память микрокомпьютера ЭБУ обобщены на разброс параметров двигателей в большой партии выпуска. Это ограничивает адаптацию отдельного ДВС к конкретным условиям эксплуатации, увеличивает расход топлива и занижает возможную мощность.The invention relates to engine building and can be used in vehicles for regulating an injection Internal Combustion Engine. The engine is equipped with a throttle that controls the air supply to the inlet and is controlled by a cable from the driver’s pedal. The electronic engine control unit generates, synchronous with the working position of the engine shaft, a pulse of variable duration to the fuel injection valve in the working area, proportional to the absolute static air pressure in the inlet channel. The start-up and idle, acceleration and uniform operation of the engine are determined by the computer using the signals from the working sensors, which regulates the air / fuel ratio in the combustible mixture and the amount of the mixture in the engine, supporting typical parameters of the economy and power of the internal combustion engine during operation. However, typical control parameters of serial engines stored in the ECU microcomputer memory are generalized to the scatter of engine parameters in a large batch of output. This limits the adaptation of an individual ICE to specific operating conditions, increases fuel consumption and underestimates the possible power.

Известен «Способ регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием и устройство для его осуществления» по авторскому свидетельству SU 1677359, МПК F02D 41/02, 35/00, 28/00. Способ включает измерение в цифровом коде частоты вращения вала двигателя, измерение разряжения во впускном коллекторе, вычисление действующего момента на валу двигателя, сравнение его с заданным моментом от внешнего задающего устройства и корректировку угла положения дроссельной заслонки с помощью управляемого привода. При этом коррекцию производят по контрольным табличным данным скоростных характеристик, записанных в память устройства и относящихся к данному типу двигателей. Однако способ, использующий указанную таблицу, не эффективен при изменении условий внешнего смесеобразования и влиянии не контролируемых факторов (износ двигателя, качество и состав топлива, состав воздуха и т.п.). Учет большего количества влияющих факторов на работу двигателя возможен при оснащении его дополнительными датчиками, связанными с ЭБУ на базе микрокомпьютера, управляющего электромагнитными исполнительными механизмами. Примерный набор датчиков и исполнительных устройств регулирования для автомобильного ДВС приведен в описании изобретения к патенту «Устройство впрыска топлива и способ управления им» RU 2434158 С2, МПК F02D 41/40. Устройство содержит датчики акселератора, угла открытия дроссельной заслонки, скорости вращения и положения коленчатого вала двигателя, давления и расхода воздуха во впускном канале, температуры двигателя и выхлопного газа, состава выхлопного газа и др., а также электромагнитные клапаны впрыска топлива, электропривод управления углом открытия дроссельной заслонки впускного канала и т.д. К недостаткам этого способа управления двигателем относят сложность аппаратно-программного комплекса для выделения параметров переходного режима ускорения, необходимость дублирования для надежности ответственных за безопасность движения датчиков и оборудования, трудоемкость настройки ЭБУ специалистами. Оперативная регулировка в полевых условиях конкретного ЭБУ ДВС при эксплуатации не предусмотрена. При неисправных датчиках и сбоях в работе оборудования микрокомпьютерная система управления переходит на работу в аварийном режиме, не гарантирующем экономию топлива, достаточную мощность ДВС при эксплуатации.The well-known "Method of regulating the power of an internal combustion engine with external mixture formation and a device for its implementation" according to copyright certificate SU 1677359, IPC F02D 41/02, 35/00, 28/00. The method includes measuring the engine shaft speed in a digital code, measuring the vacuum in the intake manifold, calculating the effective torque on the engine shaft, comparing it with a given moment from an external driver and adjusting the angle of the throttle position using a controlled drive. In this case, the correction is carried out according to the control tabular data of the speed characteristics recorded in the device memory and related to this type of engine. However, a method using this table is not effective when changing the conditions of external mixture formation and the influence of uncontrolled factors (engine wear, fuel quality and composition, air composition, etc.). Consideration of a greater number of influencing factors on the operation of the engine is possible by equipping it with additional sensors associated with an ECU based on a microcomputer that controls electromagnetic actuators. An exemplary set of sensors and actuating control devices for an internal combustion engine is given in the description of the invention to the patent “Fuel injection device and method for controlling it” RU 2434158 C2, IPC F02D 41/40. The device contains sensors for the accelerator, the opening angle of the throttle, the speed and position of the crankshaft of the engine, the pressure and air flow rate in the inlet channel, the temperature of the engine and exhaust gas, the composition of the exhaust gas, etc., as well as the fuel injection solenoid valves, the electric actuator for controlling the opening angle inlet throttle etc. The disadvantages of this method of engine control include the complexity of the hardware and software complex for highlighting the parameters of the transient acceleration mode, the need for duplication for the reliability of the sensors and equipment responsible for the safety of the movement, the complexity of the ECU tuning by specialists. Operational adjustment in the field of a specific engine ECU during operation is not provided. In case of faulty sensors and equipment malfunctions, the microcomputer control system switches to emergency operation, which does not guarantee fuel economy, sufficient ICE power during operation.

Наблюдается тенденция усложнения способов измерений и устройств получения данных давления во впускном окне рабочей полости с целью повышения точности измерений заряда воздуха с учетом динамики заполнения и точности расчета для управления работой двигателя в переходном режиме ускорения, изложенная в описание изобретения «Способ снятия данных (варианты) и система снятия данных давления во впускном окне цилиндра» к патенту RU 2584747, МПК F02D 9/02, F02D 41/18, F02D 41/22. Однако и более точные измерения и расчеты с использованием типовых скоростных характеристик и функций не корректны для двигателя с определенным износом, работающем на отличающихся по качеству топливе и в условиях не вполне соответствующих типовым. Это вынуждает производителя оснащать ДВС все более сложными системами управления. При этом стоимость производства, технического обслуживания и ремонта систем возрастает.There is a tendency to complicate the measurement methods and devices for obtaining pressure data in the inlet window of the working cavity in order to increase the accuracy of air charge measurements taking into account the dynamics of filling and calculation accuracy for controlling the engine operation in the transient acceleration mode, described in the description of the invention “Data acquisition method (options) and system for recording pressure data in the inlet window of the cylinder ”to patent RU 2584747, IPC F02D 9/02, F02D 41/18, F02D 41/22. However, more accurate measurements and calculations using typical speed characteristics and functions are not correct for an engine with a certain wear, running on fuels that differ in quality and in conditions that are not quite consistent with typical ones. This forces the manufacturer to equip ICE with increasingly sophisticated control systems. At the same time, the cost of production, maintenance and repair of systems increases.

Известен способ использованный при дублировании управления в изобретении по патенту «Система управления двигателем» RU 2267021 С1, МПК F02D 11/02, имеющая штатную и аварийную систему управления дизелем. Штатная система управления содержит датчики, управляющий микрокомпьютер, электромагнитный привод положения топливорегулирующей рейки. При выходе из строя штатной системы управления включается аварийная. Аварийная система управления содержит подпружиненный мембранный пневмопривод положения топливорегулирующей рейки. Пневмопривод соединен трубопроводом с полостью разрежения за воздушной заслонкой, которая установлена на входе в турбокомпрессор. Воздушная заслонка связана через механизм включения аварийного режима с педалью управления. В изобретении использован способ включающий отбор разрежения за воздушной заслонкой и передачу по трубопроводу на подпружиненный мембранный пневмопривод, который перемещая топливорегулирующую рейку, поддерживает обороты двигателя согласно заданному положению воздушной заслонки от педали управления. Недостатком данной аварийной системы управления является использование в качестве регулирующего параметра разрежения за воздушной заслонкой, установленной на входе в турбокомпрессор. Указанное разрежение не соответствует фактическому наполнению воздухом рабочего цилиндра двигателя. Также отсутствует оперативная коррекция соотношения воздух/топливо для различных режимов работы двигателя.The known method used when duplicating control in the invention according to the patent "Engine Management System" RU 2267021 C1, IPC F02D 11/02, having a standard and emergency diesel control system. The standard control system contains sensors, a control microcomputer, an electromagnetic drive for positioning the fuel rail. When the standard control system fails, the emergency system is turned on. The emergency control system contains a spring-loaded membrane pneumatic actuator for the position of the fuel rail. The pneumatic actuator is connected by a pipeline to the vacuum cavity behind the air damper, which is installed at the inlet to the turbocompressor. The air damper is connected through the emergency mode enable mechanism to the control pedal. In the invention, a method is used that includes the selection of the vacuum behind the air damper and transmission through the pipeline to a spring-loaded diaphragm pneumatic actuator, which, by moving the fuel control rail, maintains engine speed according to the given position of the air damper from the control pedal. The disadvantage of this emergency control system is the use as a control parameter of the vacuum behind the air damper installed at the inlet to the turbocharger. The specified vacuum does not correspond to the actual filling of the engine working cylinder with air. There is also no operational correction of the air / fuel ratio for various engine operating modes.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является «Способ регулирования двигателя внутреннего сгорания в зависимости от условий эксплуатации» по заявке на изобретение RU 2013122001 МПК F02 43|00. Способ включает синхронное рабочему положению вала двигателя дозирование топлива пропорционально абсолютному давлению воздуха во впускном канале, которое регулируют дроссельной заслонкой от педали водителя. Коэффициент пропорциональности корректируют в зависимости от условий эксплуатации по желанию водителя, однако не указаны объективные признаки и действия при коррекции, отражающиеся на мощности и экономичности двигателя.The closest analogue of the invention is the "Method of controlling an internal combustion engine depending on operating conditions" according to the application for the invention RU 2013122001 IPC F02 43 | 00. The method includes synchronizing the operating position of the engine shaft with fuel metering proportional to the absolute air pressure in the inlet channel, which is regulated by a throttle valve from the driver’s pedal. The proportionality coefficient is adjusted depending on the operating conditions at the request of the driver, however, objective signs and actions during correction, which are reflected in the power and efficiency of the engine, are not indicated.

Целью изобретения является способ регулирования ДВС с учетом коррекции пропорциональности длительности впрыска топлива абсолютному статическому давлению воздуха во впускном канале по объективным показателям мощности и экономичности двигателя при эксплуатации.The aim of the invention is a method of controlling the internal combustion engine, taking into account the correction of the proportionality of the duration of the fuel injection to the absolute static air pressure in the inlet channel according to objective indicators of engine power and economy during operation.

Теоретическое обоснование предлагаемого способа.The theoretical basis of the proposed method.

При сообщении с впускным каналом камеры сгорания двигателя рабочая масса воздуха в камере сгорания определяется абсолютным статическим давлением воздуха во впускном канале, которое возникает после дросселирования потока воздуха заслонкой. Массу воздуха, поступившего на фазе впуска в камеру сгорания, определяют из уравнения состояния идеального газа.When communicating with the inlet of the combustion chamber of the engine, the working mass of air in the combustion chamber is determined by the absolute static air pressure in the inlet channel, which occurs after throttling the air flow by the damper. The mass of air received at the intake phase into the combustion chamber is determined from the equation of state of an ideal gas.

Figure 00000001
Figure 00000001

где М - масса воздуха в рабочем объеме камеры сгорания;where M is the mass of air in the working volume of the combustion chamber;

Р - абсолютное статическое давление воздуха во впускном канале;P - absolute static air pressure in the inlet;

V - рабочий объем камеры сгорания;V is the working volume of the combustion chamber;

Т - абсолютная температура воздуха;T is the absolute temperature of the air;

R - газовая постоянная.R is the gas constant.

Масса М воздуха в рабочем объеме камеры сгорания пропорциональна абсолютному статическому давлению Р воздуха в канале впуска.The mass M of air in the working volume of the combustion chamber is proportional to the absolute static pressure P of the air in the inlet channel.

Дозируемую массу топлива, например форсункой, в рабочий объем V камеры сгорания можно определить из выраженияThe dosed mass of fuel, for example a nozzle, into the working volume V of the combustion chamber can be determined from the expression

Figure 00000002
, где
Figure 00000002
where

m - масса дозы топлива;m is the mass of the dose of fuel;

q - плотность жидкого топлива;q is the density of liquid fuel;

s - рабочее сечение выходного топливного отверстия форсунки;s is the working section of the fuel nozzle outlet;

u - скорость топлива на выходе из форсунки;u is the fuel speed at the outlet of the nozzle;

t - время дозирования топлива.t is the fuel dosing time.

Давление топлива на входе форсунки обычно поддерживают постоянным с помощью регулятора давления.The fuel pressure at the nozzle inlet is usually kept constant by a pressure regulator.

Известно, что наибольшая мощность и экономичность двигателя достигается при работе на горючей смеси имеющей стехиометрическое соотношение воздух/топливо в цилиндре. Мощность, например, для четырех цилиндрового ДВС определяют в идеальном случае выражениемIt is known that the greatest power and economy of the engine is achieved when working on a combustible mixture having a stoichiometric ratio of air / fuel in the cylinder. Power, for example, for a four cylinder ICE is ideally determined by the expression

Figure 00000003
, где
Figure 00000003
where

N - мощность ДВС;N is the power of the internal combustion engine;

Q - тепловая энергия смеси воздух/топливо в камере сгоранияQ - thermal energy of the air / fuel mixture in the combustion chamber

С - удельная калорийность смеси воздух/топливоC - specific caloric content of the air / fuel mixture

М - масса воздуха в цилиндре;M is the mass of air in the cylinder;

m - масса топлива в цилиндре;m is the mass of fuel in the cylinder;

М/m - стехиометрическое соотношение (постоянная величина)M / m - stoichiometric ratio (constant value)

F - частота вращения коленчатого вала ДВС;F is the engine speed;

Пропорциональность массы топлива абсолютному статическому давлению во впускном канале цилиндра по известному способу регулирования в наиболее близком аналоге изобретения устанавливают согласно выраженияThe proportionality of the fuel mass to the absolute static pressure in the cylinder inlet by the known control method in the closest analogue of the invention is set according to the expression

Figure 00000004
, где
Figure 00000004
where

k - коэффициент пропорциональности;k is the coefficient of proportionality;

Р - абсолютное статическое давление воздуха во впускном канале;P - absolute static air pressure in the inlet;

Подставляя выражение (4) для массы m в уравнение (3) получаем уравнение для мощности N в видеSubstituting expression (4) for mass m into equation (3), we obtain the equation for power N in the form

Figure 00000005
Figure 00000005

Далее заменяя в уравнении (5) массу воздуха М по уравнению газового состояния (1) получаем зависимость мощности двигателя по уравнению (6),Further, replacing the mass of air M in equation (5) by the gas state equation (1), we obtain the dependence of the engine power according to equation (6),

Figure 00000006
Figure 00000006

от произведения PF и заданного конструкционного - теплофизического коэффициента 2Ck(V/RTk+1), который постоянен при неизменной температуре Т поступающего воздуха и установленного коэффициента пропорциональности k.from the product PF and the given structural - thermophysical coefficient 2Ck (V / RTk + 1), which is constant at a constant temperature T of the incoming air and the established proportionality coefficient k.

Произведение PF характеризует насосную функцию двигателя - поступление дросселированного воздуха во впускной канал и наполнение рабочего объема цилиндра воздухом. Абсолютное статическое давление Р воздуха во впускном канале зависит от частоты F движения поршня отсасывающего воздух и угла открытия дроссельной заслонки для поступления воздуха. Дросселирование воздуха снижает абсолютное статическое давление Р воздуха во впускном канале и массу m воздуха в цилиндре при любых частотах вращения вала двигателя. Насосная функции PF и следовательно мощность N двигателя имеют максимум на средних частотах вращения коленчатого вала при открытой дроссельной заслонке. На низких частотах вращения вала наполнение цилиндра увеличивается, но из-за низкой скорости вращения коленчатого вала мощность ДВС падает. С другой стороны, при высокой скорости вращения коленчатого вала цилиндр не успевает наполниться воздухом и снижается мощность двигателя. Это подтверждается экспериментально техническими характеристиками серийных автомобилей с указанием максимальной мощности на частотах вращения коленчатого вала двигателя, которые ниже максимально допустимых. Например, мощность двигателя RP автомобиля Volkswagen Golf 2 составляет 66кВт при 5200 об/мин при максимально допустимой частоте 6200 об/мин.The product PF characterizes the pumping function of the engine - the intake of throttled air into the inlet channel and the filling of the working volume of the cylinder with air. The absolute static pressure P of the air in the inlet depends on the frequency F of the movement of the piston of the suction air and the opening angle of the throttle for air intake. Air throttling reduces the absolute static pressure P of air in the inlet channel and the mass m of air in the cylinder at any engine shaft speed. The pump function PF and therefore engine power N have a maximum at medium crankshaft speeds with the throttle open. At low speeds of the shaft rotation, the filling of the cylinder increases, but due to the low speed of rotation of the crankshaft, the internal combustion engine power decreases. On the other hand, with a high speed of rotation of the crankshaft, the cylinder does not have time to fill with air and engine power is reduced. This is confirmed experimentally by the technical characteristics of production cars with an indication of the maximum power at engine speeds of rotation of the crankshaft that are below the maximum allowable. For example, the power of the RP engine of a Volkswagen Golf 2 is 66 kW at 5200 rpm with a maximum frequency of 6200 rpm.

Во время эксплуатации двигателя максимум насосной функции PF от частоты F оборотов коленчатого вала проявляется в максимуме мощности N двигателя, поддерживающего эту частоту F оборотов. Максимальная мощность двигателя достигается только при использовании смеси воздух/топливо в стехиометрическом соотношении. Отклонение смеси воздух/топливо от стехиометрического соотношения приводит к потерям тепловой энергии на нагрев избытка воздуха или топлива и снижению мощности двигателя и частоты оборотов коленчатого вала. Частота оборотов коленчатого вала является объективным показателем мощности двигателя при постоянной нагрузке.During engine operation, the maximum pump function PF of the frequency F of the crankshaft speed is manifested in the maximum power N of the engine supporting this frequency F of revolutions. Maximum engine power is achieved only when using an air / fuel mixture in a stoichiometric ratio. Deviation of the air / fuel mixture from the stoichiometric ratio leads to heat loss due to heating of excess air or fuel and a decrease in engine power and crankshaft speed. The rotational speed of the crankshaft is an objective indicator of engine power at constant load.

В режиме Холостого Хода при постоянном положении дроссельной заслонки, посредством коррекции коэффициента пропорциональности до величины стехиометрического соотношения увеличивают частоту оборотов коленчатого вала до максимальной. Далее уменьшением подачи воздуха дроссельной заслонкой устанавливают номинальную частоту оборотов холостого хода.In idle mode with a constant throttle position, by adjusting the proportionality factor to the stoichiometric ratio, increase the crankshaft speed to maximum. Next, by reducing the air supply throttle set the nominal idle speed.

В режиме равномерного движения при постоянном положении дроссельной заслонки посредством коррекции коэффициента пропорциональности до величины стехиометрического соотношения увеличивают частоту оборотов коленчатого вала до максимальной и соответствующей заданному ограничению скорости движения.In the mode of uniform movement with a constant position of the throttle, by adjusting the proportionality coefficient to the value of the stoichiometric ratio, increase the crankshaft speed to a maximum and corresponding to a given speed limit.

В режиме ускорения используют коэффициент пропорциональности в диапазоне возможных настроек от коэффициента пропорциональности при XX (экономный режим) до коэффициента пропорциональности при максимальной мощности двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке (спортивный режим) по факту достижения требуемого ускорения.In the acceleration mode, a proportionality coefficient is used in the range of possible settings from the proportionality coefficient at XX (economy mode) to the proportionality coefficient at maximum engine power with the throttle fully open (sports mode) upon reaching the required acceleration.

Эксплуатация двигателя на частотах выше частоты вращения коленчатого вала на максимальной мощности при полностью открытой дроссельной заслонке приводит к снижению мощности, повышенному расходу топлива и дополнительному износу двигателя.Operating the engine at frequencies higher than the crankshaft speed at maximum power with the throttle fully open leads to reduced power, increased fuel consumption and additional engine wear.

Электронный Блок Управления двигателем по сигналам рабочих датчиков переключает откорректированные к стехиометрическому соотношению коэффициенты пропорции при холостом ходе, ускорении и равномерном движении. Регулирование мощности двигателя при стехиометрическом соотношении воздух/топливо производят как обычно изменением подачи воздуха во впускной канал дроссельной заслонкой, управляемой тросом от педали водителя.The electronic engine control unit by the signals of the working sensors switches the proportional factors corrected to the stoichiometric ratio during idling, acceleration and uniform movement. Regulation of engine power with a stoichiometric air / fuel ratio is carried out as usual by changing the air supply to the inlet channel with a throttle valve controlled by a cable from the driver’s pedal.

Предлагаемый способ реализован на автомобиле Фольксваген Гольф 2 с инжекторным ДВС по типу моновпрыска. Впускной канал ДВС имеет форсунку для впрыска топлива и подпружиненную на возврат дроссельную заслонку, управляемую тросом от нажатия на педаль водителя. Электропривод положения XX дроссельной заслонки и положения конечного выключателя XX заменен на гибкий вал для ручного привода из кабины водителя.The proposed method is implemented on a Volkswagen Golf 2 car with an injection ICE as a single injection. The intake channel of the internal combustion engine has a nozzle for fuel injection and a throttle valve spring-loaded to return, controlled by a cable from pressing the driver’s pedal. The electric drive of the XX position of the throttle valve and the position of the limit switch XX has been replaced by a flexible shaft for manual drive from the driver's cab.

Полость впускного канала воздуха соединена с быстродействующим (пробег 100% шкалы за 2 мс) тензорезисторным Датчиком Абсолютного Давления воздуха типа ГАЗ 745.3829 (Россия). Выходное напряжение ДАД подают на управляющий вход известного (описание изобретения к патенту RU №2107179 «Устройство управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания», Фиг. 2). Широтно-Импульсного Модулятора ЭБУ, который преобразует сигнал ДАД в пропорциональный по длительности электрический импульс для включения форсунки подачи топлива. ШИМ синхронизируют сигналами датчика Холла по моментам зажигания при вращении вала двигателя. Пропорция преобразования управляющего напряжения ДАД на входе в ШИМ ЭБУ в длительность импульса на выходе ШИМ ЭБУ для управления подачей топлива форсункой зависит еще от времязадающего корректирующего резистора в интегральной резистивно-емкостной цепи ШИМ ЭБУ. Режимы работы XX, ускорение и равномерное движение определяет ЭБУ по сигналам рабочих датчиков - конечного выключателя положения XX дроссельной заслонки и конечного выключателя «ускорения», срабатывающем от давления ползунка, фрикционно связанного с тросом привода дроссельной заслонки. В качестве конечного выключателя для фрикционного ползунка используют микропереключатель типа МП9-Р1 (Россия), который установлен на кронштейне блока моновпрыска около дроссельной заслонки. Перемещение фрикционного ползунка ограничено рабочей зоной срабатывания конечного выключателя «ускорения». По сигналам конечных выключателей ЭБУ переключает времязадающие корректировочные резисторы в интегральной резистивно-емкостной цепи ШИМ режимов XX, ускоренного и равномерного движения. Времязадающие корректировочные резисторы устанавливают в кабине водителя на приборной панели. Частотомер оборотов коленчатого вала также находится на приборной панели водителя серийного автомобиля Фольксваген Гольф 2.The cavity of the air inlet channel is connected to a fast-acting (100% scale mileage in 2 ms) strain gauge Absolute Air Pressure type GAZ 745.3829 (Russia). The output voltage of the DBP is fed to the control input of the known (description of the invention to patent RU No. 2107179 "Device for controlling the supply of fuel to the internal combustion engine", Fig. 2). A pulse-width modulator of the ECU, which converts the DBP signal into an electric pulse proportional in duration to turn on the fuel injector. PWM is synchronized by the signals of the Hall sensor according to the ignition timing during rotation of the motor shaft. The proportion of the conversion of the DBP control voltage at the input to the PWM ECU to the pulse width at the output of the PWM ECU to control the fuel supply to the injector also depends on the timing of the correction resistor in the integrated resistive-capacitive circuit of the PWM ECU. The XX operating modes, acceleration and uniform movement are determined by the ECU according to the signals of the working sensors - the limit switch of the XX throttle position and the “acceleration” limit switch, which is triggered by the pressure of the slider, which is frictionally connected with the throttle cable. As a limit switch for the friction slider, a micro switch type MP9-P1 (Russia) is used, which is mounted on the bracket of the mono-injection unit near the throttle valve. The movement of the friction slider is limited by the operating zone of the actuation of the “acceleration” limit switch. By the signals of the limit switches, the ECU switches the time-consuming correction resistors in the integrated resistive-capacitive circuit of the PWM mode XX, accelerated and uniform movement. Timing correction resistors are installed in the driver's cab on the dashboard. The crankshaft speed counter is also located on the dashboard of the driver of a Volkswagen Golf 2 serial car.

Предложенный «Способ регулирования двигателя внутреннего сгорания при эксплуатации» работает следующим образом. При работе ДВС датчик Холла рабочего положения коленчатого вала посылает управляющий импульс напряжения на коммутатор системы зажигания двигателя, усиленный импульс с коммутатора подают в ЭБУ, дифференцируют и фронтом импульса включают электронным ключом форсунку и одновременно запускают заряд конденсатора времязадающей интегральной резистивно-емкостной цепи ШИМ до величины управляющего напряжения от ДАД. По окончанию заряда конденсатора закрывают электронный ключ управления форсункой. Время заряда и включения форсунки на подачу топлива пропорционально абсолютному давлению воздуха во впускном канале ДВС и еще зависит от величины корректирующего времязадающего резистора в интегральной цепи заряда конденсатора.The proposed "Method of regulating an internal combustion engine during operation" works as follows. When the engine is working, the Hall sensor of the crankshaft working position sends a control voltage pulse to the switch of the engine ignition system, the amplified pulse from the switch is fed to the computer, differentiated and the nozzle is turned on with the front of the pulse and simultaneously the capacitor charge the PWM resistive-capacitive circuit to the value of the control voltage from DBP. At the end of the capacitor charge, the electronic nozzle control key is closed. The time for charging and turning on the nozzle for fuel supply is proportional to the absolute air pressure in the inlet channel of the internal combustion engine and also depends on the value of the correcting time-setting resistor in the integrated charge circuit of the capacitor.

Подачу воздуха в двигатель регулируют при нажатии на педаль водителя через движение и натяжение троса и изменение положения подпружиненной на возврат дроссельной заслонки во впускном канале камеры сгорания. ЭБУ по сигналам конечных выключателей XX и «ускорения» дроссельной заслонки определяет режим работы двигателя (XX, ускорение или равномерное движение) и подключает соответствующий каждому режиму корректирующий времязадающий резистор интегрально-емкостной цепи к ШИМ.The air supply to the engine is regulated by pressing the driver’s pedal through the movement and tension of the cable and changing the position of the throttle valve spring-loaded to return to the inlet of the combustion chamber. The ECU, based on the signals of the limit switches XX and the “acceleration” of the throttle valve, determines the engine operation mode (XX, acceleration or uniform movement) and connects the correcting time-setting resistor of the integrated capacitive circuit to the PWM corresponding to each mode.

При пуске и работе двигателя на XX коррекцией времязадающего резистора XX рабочий коэффициент пропорциональности XX устанавливают по максимальной частоте вращения коленчатого вала. Такая регулировка исключает перерасход топлива на XX.When starting and operating the engine at XX with the correction of the time-setting resistor XX, the working proportionality coefficient XX is set at the maximum rotational speed of the crankshaft. This adjustment eliminates fuel overrun by XX.

В режиме ускорения водитель имеет возможность корректировать величину времязадающего резистора ускорения от значения при XX до значения при максимальной частоте оборотов двигателя на максимальной мощности при полностью открытой дроссельной заслонке. Рабочий коэффициент пропорциональности «ускорения» устанавливают по факту достижения требуемого ускорения. При этом обороты двигателя не должны превышать максимальную частоту оборотов двигателя на максимальной мощности при полностью открытой дроссельной заслонке по условию экономии топлива.In acceleration mode, the driver is able to adjust the value of the acceleration resistor from the value at XX to the value at the maximum engine speed at maximum power with the throttle fully open. The working coefficient of proportionality of the “acceleration” is established upon the achievement of the required acceleration. In this case, the engine speed should not exceed the maximum engine speed at maximum power with the throttle fully open according to the fuel economy condition.

В конце ускорения водитель не значительным возвратом педали управления отключает конечный выключатель «ускорения» и ЭБУ переводит двигатель в равномерный режим работы.At the end of acceleration, the driver, by a non-significant return of the control pedal, turns off the “acceleration” limit switch and the ECU puts the engine into uniform operation mode.

При равномерном движении времязадающий корректирующий резистор устанавливают на рабочий коэффициент пропорциональности равномерного движения по максимальной мощности и по максимальной частоте оборотов, обеспечивающих соответствие заданной скорости движения без возможности ее превышения.With uniform motion, the time-consuming correction resistor is set to the working proportionality coefficient of uniform motion at maximum power and at maximum speed, ensuring compliance with a given speed without the possibility of exceeding it.

Таким образом, предложен способ регулирования двигателя внутреннего сгорания при эксплуатации включающий регулируемую подачу воздуха во впускной канал дроссельной заслонкой, управляемой тросом от педали водителя, подачу топлива форсункой синхронно с рабочим положением коленчатого вала двигателя и с длительностью пропорциональной абсолютному статическому давлению воздуха во впускном канале, коррекцией пропорциональности при эксплуатации. В предложенном способе, экспериментально устанавливают рабочий коэффициент пропорциональности холостого хода по максимальной частоте оборотов холостого хода, затем экспериментально устанавливают рабочий коэффициент пропорциональности при ускорении по факту достижения требуемого ускорения, потом экспериментально устанавливают рабочий коэффициент пропорциональности при равномерном движении, обеспечивающий заданную скорость движения без возможности ее превышения.Thus, a method for regulating an internal combustion engine during operation is proposed, which includes adjustable air supply to the inlet channel by a throttle valve controlled by a cable from the driver’s pedal, fuel supply by the nozzle synchronously with the working position of the engine crankshaft and with a duration proportional to the absolute static air pressure in the intake channel, correction proportionality during operation. In the proposed method, experimentally set the working coefficient of proportionality of idling at the maximum frequency of revolutions of idle, then experimentally set the working coefficient of proportionality when accelerating upon reaching the desired acceleration, then experimentally set the working coefficient of proportionality with uniform movement, providing a given speed without exceeding it .

Регулирование мощности двигателя при работе на рабочих коэффициентах пропорциональности при стехиометрическом соотношении воздух/топливо производят как обычно изменением подачи воздуха во впускной канал дроссельной заслонкой, управляемой педалью водителя. При этом Электронный Блок Управления двигателем по сигналам рабочих датчиков переключает откорректированные рабочие коэффициенты пропорции при холостом ходе, ускорении и равномерном движении во время движений дроссельной заслонки.Regulation of engine power when operating at working proportionality coefficients with a stoichiometric air / fuel ratio is produced as usual by changing the air supply to the inlet channel with a throttle controlled by the driver’s pedal. At the same time, the Electronic Engine Control Unit, based on the signals of the working sensors, switches the corrected working proportional ratios during idling, acceleration and uniform movement during throttle movements.

Экономия топлива определяется по меньшему значению корректирующего времязадающего резистора и соответственно меньшему времени дозирования массы топлива в рабочий цилиндр.Fuel economy is determined by the lower value of the correcting time-setting resistor and, accordingly, the shorter dosing time of the mass of fuel into the working cylinder.

Преимуществом предложенного способа регулирования является экономия топлива во всех режимах работы двигателя при эксплуатации.The advantage of the proposed method of regulation is fuel economy in all modes of engine operation during operation.

Claims (1)

Способ регулирования двигателя внутреннего сгорания при эксплуатации, включающий регулируемую подачу воздуха во впускной канал дроссельной заслонкой, управляемой тросом от педали водителя, подачу топлива форсункой синхронно с рабочим положением коленчатого вала двигателя и с длительностью, пропорциональной абсолютному статическому давлению воздуха во впускном канале, коррекцией пропорциональности при эксплуатации, отличающийся тем, что экспериментально устанавливают рабочий коэффициент пропорциональности холостого хода по максимальной частоте оборотов холостого хода, затем экспериментально устанавливают рабочий коэффициент пропорциональности при ускорении по факту достижения требуемого ускорения, потом экспериментально устанавливают рабочий коэффициент пропорциональности при равномерном движении, обеспечивающий заданную скорость движения без возможности ее превышения.A method of regulating an internal combustion engine during operation, including an adjustable air supply to the inlet channel by a throttle valve controlled by a cable from the driver’s pedal, fuel supply by the nozzle synchronously with the working position of the engine crankshaft and with a duration proportional to the absolute static air pressure in the inlet channel, proportionality correction for operation, characterized in that experimentally establish the working coefficient of proportionality of idling at max the maximum idle speed, then experimentally establish the working proportionality coefficient when accelerating upon reaching the required acceleration, then experimentally set the working proportionality coefficient with uniform movement, providing a given speed without the possibility of exceeding it.
RU2018100370A 2018-01-09 2018-01-09 Method for controlling internal combustion engine during its operation RU2677025C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100370A RU2677025C1 (en) 2018-01-09 2018-01-09 Method for controlling internal combustion engine during its operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100370A RU2677025C1 (en) 2018-01-09 2018-01-09 Method for controlling internal combustion engine during its operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2677025C1 true RU2677025C1 (en) 2019-01-15

Family

ID=65025378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018100370A RU2677025C1 (en) 2018-01-09 2018-01-09 Method for controlling internal combustion engine during its operation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2677025C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4593663A (en) * 1979-01-16 1986-06-10 Hitachi, Ltd. Control apparatus for an internal combustion engine having a carburetor
US4643151A (en) * 1985-01-08 1987-02-17 Hitachi, Ltd. Fuel control apparatus for an internal combustion engine
RU2267630C2 (en) * 2000-03-28 2006-01-10 Роберт Бош Гмбх Method of and device to control vehicle engine unit
RU2013122001A (en) * 2013-05-13 2014-11-20 Вячеслав Иванович Новоковский METHOD FOR REGULATING THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, DEPENDING ON THE CONDITIONS OF OPERATION

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4593663A (en) * 1979-01-16 1986-06-10 Hitachi, Ltd. Control apparatus for an internal combustion engine having a carburetor
US4643151A (en) * 1985-01-08 1987-02-17 Hitachi, Ltd. Fuel control apparatus for an internal combustion engine
RU2267630C2 (en) * 2000-03-28 2006-01-10 Роберт Бош Гмбх Method of and device to control vehicle engine unit
RU2013122001A (en) * 2013-05-13 2014-11-20 Вячеслав Иванович Новоковский METHOD FOR REGULATING THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, DEPENDING ON THE CONDITIONS OF OPERATION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR880002075B1 (en) Apparatus for electronic control fuel injection
US4601270A (en) Method and apparatus for torque control of an internal combustion engine as a function of exhaust smoke level
JPS6039465Y2 (en) Fuel metering device for mixture compression spark ignition internal combustion engine
US7044103B2 (en) Fuel quantity modulation in pilot ignited engines
RU2122644C1 (en) Method of and device for control of internal combustion engine
US5749343A (en) Adaptive electronic throttle control
US8166942B2 (en) Start-up control of internal combustion engines
US7457700B2 (en) Method and device for operating an internal combustion engine
US4391249A (en) Method of operating a combustible mixture generator of an internal combustion engine and apparatus for carrying out the method
US9273620B2 (en) Method for regulating a gas engine
GB2075713A (en) Automatic control of mixture supply in ic engines
KR101128653B1 (en) Method for controlling an internal combustion engine
CN101990596A (en) Adaption of a stationary maximum torque of an internal combustion engine
US20110079197A1 (en) Control Method and Apparatus for Multi-Fuel Compression Ignition Engines
US4333440A (en) Apparatus for controlling recirculated exhaust gas quantities in self-igniting internal combustion engines
JP2015155695A (en) Internal combustion engine operating method
JPH11501099A (en) Control method and apparatus for internal combustion engine
US4473052A (en) Full open throttle control for internal combustion engine
RU2677025C1 (en) Method for controlling internal combustion engine during its operation
US4471741A (en) Stabilized throttle control system
GB2328294A (en) Controlling exhaust gas return rate in an internal combustion engine
JP3517739B2 (en) Method and apparatus for closed-loop control of the power delivered by an internal combustion engine driving a motor vehicle
US4161933A (en) Mixture control apparatus for internal combustion engines
RU2676749C2 (en) Method for controlling internal combustion engine during its operation
US20170058818A1 (en) Air/fuel mixture control system for internal combustion engines