SE456663B - Anordning foer minskning av hjulspinn vid motorfordon foersedda med turbomotor - Google Patents

Description

456 663 “ inlagd växel. Givaren för växelinformationen kan i enklaste fall utformas som strömställare och därmed vara mycket billig i tillverkning och funktionssäker. Ingreppet för reducering av hjulspinnet sker företrädesvis via laddningstrycket så att motorn kvarstår i ett gynnsamt arbetsområde och ingen ökad avgasemission uppträder. Genom inmontering av anordningen enligt uppfinningen kan på enkelt sätt optimala accelerations- värden uppnås. Dessutom förbättras fordonets hanterbarhet i kurvor tydligt. I motsats till tidigare förslag kan även for- don utan frilöpande axel (exempelvis fyrhjulsdrivna fordon med differentialspärr) regleras.

Ytterligare fördelar framgår av underpatentkraven. Exempelvis har det visat sig speciellt fördelaktigt att reglera eller styra förbränningsmotorns laddningstryck i beroende av varv- talets tidsberoende. varvid maximalvärden hos varvtalsändring- en i beroende av den ilagda växeln jämförs med ärvärdena.

Enligt ett speciellt enkelt utförande av uppfinningen föreslås ren styrning av laddningstrycket i beroende av varvtalet och växelinformationen. Denna utföringsform visar sig speciellt okomplicerad och lämpar sig särskilt för inmontering i efter- hand i ett med turbomotor försett motorfordon.

Ytterligare fördelar hos uppfinningen framgår av följande be- skrivning i samband med âtföljande ritningar. På dessa visar fig. 1 ett diagram för jämförelse av vridmomentet hos en in- sugningsmotor med vridmomentet hos en turbomotor i beroende av varvtalet, fig. 2 ett utföringsexempel av anordningen enligt uppfinningen med nâgra med streckade linjer visade användbara varianter, fig. 3 diagram för förklaring av funktionen hos anordningen enligt uppfinningen och fig. 4 ett flödesschena för förklaring av en datorstyrd utföringsforn av uppfinningen.

Beskrivning av utföringsexemplen I fig. 2 betecknas med 10 en förbränningsmotor. som i före- liggande specialfall uppvisar fyra cylindrar 11. Via ett av- gasrör 12 utströmmar den förbrända bränsleluftblandningen ur 456 6532 förbränningsmotorn 10. Avgaserna driver en avgasturbin 13, som i sin tur är förbunden med en ytterligare, i ett luftinlopps- rör 14 anordnad turbin 15 för uppbyggnad av laddningstrycket.

Framför avgasturbinen är i avgasröret 12 anordnad en ventil 16. medelst vilken avgastrycket före avgasturbinen 13, och därmed även avgasturbinens 13 varvtal, kan minskas.

En styrapparat 17. vilken tíllföres insignaler i form av för- bränningsmotorparametrar såsom belastning (L). temperatur hos insugningsluft resp. motortemperatur (dy). varvtalsinformation (n) eller exempelvis även information om laddningstrycket (p), avger på utgângssidan styrsígnaler för bränsledoseringen och tändningstidpunkten. Eftersom det i föreliggande utförings- exempel rör sig om en förbränningsmotor med separat tändníng och bränsleinsprutning avger styrapparaten 17 pulser för man- övrering av de med 18 betecknade tändstiften och de med 19 betecknade insprutningsventilerna.

En styrenhet 20. som i föreliggande fall har visats som sepa- rat block men som kunde vara integrerad i styrapparaten 17. utnyttjas för styrning av ventilen 16. I princip står alla insignaler till styrapparaten 17 till förfogande i styrenheten . Dessutom tillföres styrenheten 20 via en ledning Zl utsig- naler hos en komparator 22.

I en möjlig utföringsform tillföres komparatorn som insignaler ärvärden avseende laddningstrycket 23 samt ett laddningstryck- -börvärde från ett minne 24. I minnet 24 är laddningstryck- -börvärdena lagrade i beroende av varvtalet samt i beroende av den ilagda växeln hos en växellåda 25. Informationen om den ílagda växeln i växellådan 25 avges i enklaste fallet via en strömställare 26 till börvärdesminnet 24.

I en ytterligare, med streckade pilar antydd utföringsform tillföres komparatorn 22 signalerna från en differentíerare 27, som i sin tur styres av varvtalsproportionella signaler.

Som börvärdesinformation tillföres komparatorn 22 utsignalen från ett minne 28. i vilket är lagrat värden för maximalt 456 6623 tillåten varvtalsändring per tidsenhet. Detta minne 28 styres i sin tur via strömställaren 26 1 beroende av den ilagda växeln hos växellådan 25.

I en ytterligare utföringsform styres styrenheten 20 via en ledning 29 direkt av utsignalerna från minnet 24. Vid detta utföríngsexempel kan komparatorn 22 samt ingångsinformationen avseende laddningstryck-ärvärdet 23 undvaras.

För samtliga ovan beskrivna utföringsexempel föreligger dess- utom möjligheten att styrningen av tändstiften 18 samt in- sprutningsventilerna 19 ej företages från styrapparaten 17 utan från styrenheten 20, vilket visas med de streckat inri- tade förbindelserna 30 och 31. Även om för âskådlighets skull arrangemanget av komponenterna 23, 24. 28 och 27 visats som block i fig. 2. kan dessa liksom även styrenheten 20 vara integrerade i styrapparaten 17. Om funktionen för de elektroniska komponenterna baserar sig på digital eller analog signalbearbetning är utan betydelse för uppfinningstanken. Fackmannen på området elektronisk styrning eller reglering av förbränningsmotorer ställs vid analogt utförande av angivna komponenter lika litet inför några problem som vid en digital version med exempelvis en mikropro- CGSSOI .

Funktion I beroende av olika utsignaler från förbränningsmotorn såsom exempelvis belastningen (L). temperaturen 6$Ö. varvtalet (n) eller laddningstrycket (p) resp. andra parametrar bildar styr- apparaten signaler för styrning av insprutningsventilerna och tändstiften. Om det är frågan om en dieselmotor regleras in- sprutningens startögonblick i stället för tändningstidpunkten.

Hed hjälp av styranordningen 20. vilken principiellt likaledes tillföres samtliga till förfogande stående utsignaler från förbränningsmotorn. styres förbränningsmotorns laddningstryck (p) via ventilen 16 åtminstone i beroende av varvtalet (n).

För att nu minska det i fig. l kurva 2 för turbomotorer ty- ..........\»~ 456 663 piska vridmomentsprânget, som är huvudsakligen ansvarigt för hjulspinnproblemen hos motorfordonet ifråga, finnes komponen- terna 23. 24, 25 och 26.

Till komparatorn 22 tillföres ärvärdena för laddningstrycket samt laddningstryck-börvärden från minnet 24. Avgörande är nu att de varvtalsberoende laddningstryck-börvärdena skiljs åt i beroende av ilagd växel. Om laddningstryck-ärvärdet överskri- der de i minnet lagrade börvärdena öppnar styrenheten 20 ven- tilen 16. Dä kommer endast en del av avgaserna att utnyttjas för drivning av avgasturbinen 13. varför laddningstrycket sjunker på motorns luftinloppssida. För låga växlar. där myc- ket direkt överföring av motorns vridmoment till drivhjulen sker och därmed ökad risk för hjulspinn föreligger. begränsas laddningstrycket i det kritiska varvtalsområdet företrädesvis till lägre värden än vid högre växlar. Nedtrappningen av ladd- ningstryck-börvärdena i beroende av ilagd växel och med varv- talet som parameter sker lämpligen så. att vridmomentets varv- talsberoende uppvisar i det närmaste samma förlopp för samtli- ga växlar.

I stället för laddningstryck-ärvärdet och laddningstryck-bör- värdet från minnet 24 som insignaler tillföres vid en föredra- gen utföringsform komparatorn 22 den tidsberoende varvtalsänd- ringen som utsignal från differentieraren 27 och ett maximalt börvärde 28. I minnet 28 är i beroende av ilagd växel lagrat ett experimentellt fastställt, maximalt tillåtet varvtalsänd- ringsvärde. som exempelvis motsvarar värdet för optimal acce- leration på vägbana med gott väggrepp. Under körning och sär- skilt vid accelerationer begränsas nu laddningstrycket via styrenheten 20 och ventilen 16 på så sätt. att den tillåtna varvtalsändringen. vars värde är lagrat i minnet 28, ej över- skrides. Information on vilken växel son för ögonblicket är ilagd tillföres minnet 28 från växellådan 25 via strömställa- ren 26. l stället för en strömställare 26 kan alternativt utnyttjas skilda kontakter för varje växel eller logiksigna- lerna hos en automatisk växellådsstyrning. I vissa fall kan det även vara tillräckligt att endast avkänna de lägre växlar- 456 663 na. eftersom det 1 allmänhet kan förväntas mindre hjulspinn med de högre växlarna. vid en tredje. speciellt enkel utföringsform av uppfinningen tillföres styrenheten 20 via ledningen 29 endast laddnings- tryck-börvärdena från minnet 24. Här rör det sig om ren styr- ning av ventilen 16 i beroende av varvtalet n och ilagd växel. Även om ändringar hos olika omgivningsparametrar såsom luft- tryck och liknande härvid kan ge upphov till fel i laddnings-- tryckstyrningen har denna rena styrning visat sig tillräcklig när det ej ställes stora krav på noggrannhet utan kostnads- aspekter och snabbt förverkligande står 1 förgrunden.

Pig. 3a visar laddningstrycket 1 beroende av tiden och fig. 3b visar den tidsberoende ändringen av tändvinkeln resp. ändring- en av insprutningstiden. Om det vid tidpunkten t = to kon- stateras att ärvärdet för laddningstrycket resp. varvtalsänd- ringen överskrider tillhörande börvärde. eller styrningen in- griper i tidpunkten t = t , reduceras laddningstrycket exem- O pelvis så som visas i diagrammet Ba. Såsom visas med de strec- kat ritade förbindelserna 30 och 31 i rig. 2 kan styrenheten emellertid dessutom korrigerande påverka tändningstidpunk- ten eller bränsledoseringen eller tillredningen av bränsle- blandningen. Eftersom laddningstrycket ej kan styras eller. regleras helt fördröjningsfritt medelst ventilen 16 har det under vissa omständigheter visat sig fördelaktigt. exempelvis när det är fråga om laddníngstrycksänkning (fig. 3a) att sam- tidigt minska förbränningsmotorns avgivna effekt. Detta kan exempelvis ske genom omställning av tändningsögonblicket med ett värde Aaï. vilket åter minskas till noll sedan en av den mekaniska trögheten hos överladdaren beroende tid avlöpt. Det är även möjligt att minska den bränslemängd. som skall till- föras och i fig. 3b âskådliggöres med tidslängden för insprut- ningen Ati, under denna förutbestämda tidslängd. I vissa fall kan det även visa sig gynnsamt att utöva korrigerande påverkan via båda parametrarna tändningstidpunkt och bränsledosering.

I fig. 4 visas med hjälp av ett flödesschema hur det schema- . 456 663 tiska förloppet av laddningstryckbegränsning för hjulspinnre- duktion genomföres exempelvis medelst en digital dator. Till att börja med avkännes ärvärdet för varvtalet eller varvtals~ ändringen. och när information om ifrågavarande ilagd växel föreligger. inmatas det motsvarande börvärdet. som är lagrat i ett minne. Om frågan "börvärde > ärvärde?fi ger positivt svar (ja) påbörjas förloppet med avkänning av det nya ärvärdet från början. Om emellertid frågan ger svaret "nej" minskas till att börja med laddningstrycket eller sänkes till och med motorns avgivna effekt under en kort tidsperiod innan en ny ärvärdes- bestämning av varvtalet eller varvtalsändringen genomföres.

Anordningen enligt uppfinningen har visat sig mycket värdefull i praktisk drift och garanterar säker hantering av motorfordo- net med optimala accelerationsvärden. Eftersom det ifråga om insignaler endast krävs information om ilagd växel (alla andra insignaler finns redan tillgängliga för den elektroniska styr- apparaten för tändning och/eller insprutning). kan anordningen enligt uppfinningen åstadkommas med synnerligen låga kostna- der. Dessutom har anordningen mycket god säkerhet mot stör- ningar och liten risk för driftsavbrott.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 456 665 ; Patentkrav

1. l. Anordning för reducering av hjulspinn för ett motorfordon med en förbränningsnotor. son drives med överladdning. och vid vilken laddningstrycket hos överladdningsenheten (13) påverkas i beroende av åtminstone förbrânningsmotorns (10) varvtal, k ä n n e t e c k n a d av att för reducering av hjulspinn utnyttjas som ytterligare signal för påverkan av laddnings- trycket en information (26) on den ilagda växeln hos en mellan förbränningsnotorn (10) och drivhjulen belägen växellåda (25).

2. Anordning enligt krav l. k ä n n e t e c k n a d av att förbränningsmotorns laddningstryck är varvtalsberoende styrt eller reglerat med vâxelinfornationen från motorns växellåda (25) som parameter.

3. Anordning enligt krav 2. k ä n n e t e c k n a d av att börvärdena för laddningstrycket i beroende av ilagd växel med varvtalet som paraneter är så bestämda, att vridmomentförlop- pet vid drivhjulsaxeln resp. -axlarna är huvudsakligen obero- ende av ilagd växel.

4. Anordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att med växelinfornationen från förbränningsuotorns växellåda (25) som parameter är motorns laddningstryck styrt eller reglerat i beroende av varvtalets ändring ned tiden.

5. S. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att förbränningsnotorns laddningstryck reduceras vid överskridande av maximalt tillåten varvtalsândring per tidsenhet.

6. Anordning enligt något av kraven l - 5. k ä n n e - t e c k n a d av att vid ninskning av laddningstrycket för hjulspinnreduktion av de av notorn drivna hjulen onställes dessutom tändningstidpunkten för den till motorn matade brânsleblandningen kortvarigt i riktning 'sen' tändning.

7. Anordning enligt något av kraven l - 6. k ä n n e - 0-1 456 663 _ -.. _- __-' o t e c k n a d av att vid :minskning av laddníngstrycket för hjulspinnreduktíon av de av motorn drivna hjulen ninskas dessutom kortvarigt den till motorn matade bränslenängden.