SE520766C2 - Styrsystem för en förbränningsmotor - Google Patents

Description

520 766 2 genom förskjutning av tändvinkeln eller tändningstidpunkten mot senare tändning.

Detta har den fördelen, att vridmomentingrepp utföres så, att en i förbränningsmotorns avgassystem anordnad katalysator tillförlitligt skyddas mot skador genom övertemperatur. En ytterligare fördel är att låg avgasemission uppnås samtidigt med högsta möjliga körkomfort. Genom att tröskelvärdet är beroende av temperaturen hos den av förbränningsmotorn in- sugna luften kan användningsfrekvensen av den avgasökande cylinderavstängningen minskas utan att katalysatorn riskeras.

I en variant av styrsystemet enligt uppfinningen kan ett önskat vridmoment hos förbränningsmotorn förutbestämmas.

Vidare kan ett tröskelvärde för vridmomentet förutbestämmas.

Det önskade vridmomentet inställes genom avstängning av bränsleinsprutningen till åtminstone en cylinder när det önskade vridmomentet ej överskrider tröskelvärdet för vrid- momentet. När det önskade vridmomentet överskrider tröskel- värdet för vridmomentet sker ingreppet i tändvinkeln eller tändningstidpunkten. Detta har den fördelen, att cylinderav- stängning endast företages när detta är oundgängligen nöd- vändigt.

Tröskelvärdet för vridmomentet erhålles ur en signal för ett optimalt vridmoment och en signal, som anger ett tröskelvärde för förbränningsmotorns verkningsgrad. Signalen för verk- ningsgradens tröskelvärde är påverkbar i beroende av en sig- nal för temperaturen hos den av förbränningsmotorn insugna luften och/eller en signal för förbränningsmotorns temperatur Åtminstone en av signalerna för det optimala vridmomentet och för verkningsgradens tröskelvärde kan bestämmas i beroende av förbränningsmotorns belastning och varvtal. Detta har den fördelen, att redan tillgängliga signaler utnyttjas.

Ritning.

Uppfinningen beskrives nedan med hjälp av ett på ritningen visat utföringsexempel. 520 766 3 På ritningen visar fig. 1 schematiskt en förbränningsmotor och komponenter, som är väsentliga för styrsystemet enligt uppfinningen, fig. 2 visar ett blockschema av ett första utföringsexempel av uppfinningen, fig. 3 visar ett blockschema av ett ytterligare utförings- exempel av uppfinningen, fig. 4 är ett diagram, i vilket tröskelvärdet S för antalet avstängningar per vevaxelintervall visas i förhållande till temperaturen TL hos den av förbränningsmotorn insugna luften, fig. 5 är ett diagram, i vilket ett relativt verkningsgrad- tröskelvärde 15 visas i förhållande till temperaturen TL hos den av förbränningsmotorn insugna luften, och fig. 6 är ett diagram, i vilket det indikerade motormomentet MInd vid ett visst varvtal och belastning visas i förhållande till tändvinkeln V.

Beskrivning av utföringsexemplen.

Fig. 1 visar en förbränningsmotor 10, i vars insugningssystem 11 en luftmängdmätare eller luftmassemätare 12, ett stryp- spjäll 13 samt en insprutningsventil per cylinder 14.1 till 14.4 är anordnade efter varandra i strömningsriktningen. I avgaskanalen 15 är i strömningsriktningen efter varandra anordnade en avgassond 16, en avgastemperaturgivare 17 och en katalysator 18 med en katalysatortemperaturgivare 19.

En styrapparat 20 erhåller bl.a. signaler från luftmängd- resp. luftmassemätaren 12, från en med strypspjället 13 förbunden positionsgivare 13.1, från en varvtalsgivare 21 för förbränningsmotorns 10 varvtal, från avgassonden 16 i be- roende av avgasernas sammansättning, från avgastemperaturgi- varen 17, från katalysatortemperaturgivaren 19, från en insugningslufttemperaturgivare 26, från en temperaturgivare 29 för förbränningsmotorns 10 temperatur samt från fyra hjulvarvtalsgivare 22.1, 22.2, 24.1 och 24.2. Hjulvarvtals- givarna 22.1 och 22.2 avkänner varvtalet hos de drivna hjulen 23.1 och 23.2. Hjulvarvtalsgivarna 24.1 och 24.2 avkänner varvtalet hos de icke drivna hjulen 25.1 och 25.2. De drivna hjulen 23.1 och 23.2 erhåller sitt vridmoment från för- l0 520 766 4 bränningsmotorn 10 via en växellåda 27 och en differential 28.

Styrapparaten 20 beräknar ur de enskilda driftsparametrarna hos förbränningsmotorn 10 signaler för styrning av insprut- ningsventilerna 14.1 till 14.4 och signaler för styrning av de ej visade tändstiften. I det följande betraktas speciellt driftstillstånd, vid vilka reduktion av det av förbrännings- motorn 10 avgivna vridmomentet erfordras. Detta är exempelvis fallet när inom ramen för drivhjulsspinnreglering reduktion av drivmomentet erfordras. Om styrapparaten exempelvis genom utvärdering av signalerna från hjulvarvtalsgivarna 22.1, 22.2, 24.1 och 24.2 konstaterar att spinnet är för stort ingriper den i insprutningen och/eller tändningen på sådant sätt, att drivmomentet minskas. Ingreppet i insprutningen sker genom avstängning av bränsledoseringen till enskilda cylindrar, dvs. insprutningsventilerna hos ifrågavarande cylindrar förblir stängda. Avstängningen sker avstegat efter förutbestämbara avstängningsmönster så att alltefter storle- ken av den eftersträvade reduktionen av drivmomentet ett förutbestämbart antal cylindrar avstänges.

Fig. 2 visar ett blockschema över ett första utföringsexempel av uppfinningen. I ett block 200 inmatas en signal MRed, som anger storleken av en önskad vridmomentreduktion. Signalen MRed bestäms i beroende av driftsförhållandena. Blocket 200 alstrar ett mot signalen MRed korresponderande avstängnings- mönster och avger en motsvarande signal RED, som anger det antal cylindrar, som skall avstängas per vevaxelvinkelinter- vall. Signalen RED inmatas till ett block 202. Vidare inmatas i blocket 202 ännu en signal S, som representerar ett trös- kelvärde för det antal cylindrar, som är avstängda per vev- axelvinkelintervall. Signalen S alstras av ett block 204 ur en signal TL för temperaturen hos den av förbränningsmotorn insugna luften och/eller en signal TM för förbrännings- motorns 10 temperatur. Signalerna TL och TM inmatas till varsin ingång hos blocket 204. Signalerna TL och TM alstras i beroende av temperaturgivarna 26 och 29. Blocket 202 kan såväl styra insprutningsventilerna 14.1 till 14.4 som utöva 520 766 inflytande på tändvinkeln. Om det med signalen RED bestämda antalet per vevaxelvinkelintervall avstängda cylindrar är större än tröskelvärdet S styr blocket 202 insprutningsventi- lerna 14.1 till 14.4 så, att ett mot signalen RED svarande antal cylinderavstängningar erhålles. Om antalet av signalen RED bestämda avstängningar per vevaxelvinkelintervall skulle vara mindre än tröskelvärdet S förorsakar emellertid blocket 202 ingen cylinderavstängning utan utför istället ingrepp på tändvinkeln.

Om tröskelvärdet S är stort genomföres cylinderavstängning först när antalet cylindrar, som skall avstängas per vevaxel- vinkelintervall är stort. Följaktligen sker tändvinkelin- greppet prioriterat jämfört med cylinderavstängningen. Om däremot tröskelvärdet S är litet sker cylinderavstängning redan vid ett litet antal cylindrar, som skall avstängas per vevaxelvinkelintervall. Följaktligen är då cylinderavstäng- ningen prioriterad framför tändvinkelingreppet. Tröskelvär- dets S beroende av temperaturen TL hos den insugna luften, som bestämmes av blocket 204, återges i fig. 4.

Fig. 3 visar ett blockschema för ett ytterligare utförings- exempel av uppfinningen. Liksom vid utföringsexemplet enligt fig. 2 utföres antingen ingrepp i tändningen eller i insprut- ningen för att åstadkomma reduktion av vridmomentet. En karakteristikfältenhet 300 avger i beroende av ingångssigna- lerna L och n för belastning och varvtal en signal rfi, som representerar ett tröskelvärde för förbränningsmotorns 10 verkningsgrad. Signalen TB matas till en första ingång hos en knutpunkt 302, till vars andra ingång en signal dffi till- föres. Signalen drfi avges av en kurvenhet eller karakteris- tikfältenhet 304. Ingångsstorheterna till denna enhet 304 är signalen TL för temperaturen hos den insugna luften och/eller signalen TM för förbränningsmotorns temperatur. Signalen dffi bildar därmed en korrigering av signalen nß i beroende av temperaturen hos den insugna luften och/eller förbrännings- motorns 10 temperatur. I knutpunkten 302 kombineras signaler- na rfi och drfi till en signal ffik, som tillhandahålles på knutpunktens 302 utgång. Denna utgång är förbunden med en 520 766 6 första ingång hos en knutpunkt 306. Till den andra ingången hos knutpunkten 306 tillföres en signal MOpt, som avges av en karakteristikfältenhet 308. Signalen MOpt representerar förbränningsmotorns 10 optimala vridmoment och bestäms i beroende av signalen L för belastningen och signalen n för varvtalet, vilka tillföres varsin ingång hos karakteristik- fältenheten 308.

I knutpunkten 306 kombineras signalerna rfik och MOpt med varandra och på detta sätt alstras en signal MS för ett tröskelvärde för vridmomentet. Signalen MS tillhandahålles på knutpunktens 306 utgång, som är förbunden med en första ingång hos ett block 310. På den andra ingången hos blocket 310 anligger en signal MBör för börvridmomentet. Blocket 310 styr insprutningsmunstyckena 14.1 till 14.4 och påverkar tändvinkeln. När signalen MBör för börvridmomentet är större än det av signalen MS bestämda vridmomenttröskelvärdet utför blocket 310 ett mot signalen MBör svarande ingrepp på tänd- vinkeln. I annat fall utför blocket 310 en mot signalen MBör svarande avstängning av cylindrar genom motsvarande styrning av insprutningsventilerna 14.1 till 14.4.

Fig. 4 visar ett diagram, vilket visar förhållandet mellan tröskelvärdet S för antalet RED cylindrar, som skall av- stängas per vevaxelvinkelintervall, och signalen TL för temperaturen hos den insugna luften. Om signalen RED för det antal cylindrar, som skall avstängas per vevaxelvinkel, ligger över den visade kurvan, genomför blocket 202 i fig. 2 en cylinderavstängning, men om signalen RED däremot ligger under kurvan genomför blocket 202 tändvinkelingrepp. Kurvan avtager med ökande temperatur hos den insugna luften, dvs. vid hög temperatur hos den insugna luften sker i regel cylin= deravstängning och vid låg temperatur hos den insugna luften sker i regel tändvinkelingrepp.

Fig. 5 visar ett diagram, vilket återger hur verkningsgrad- tröskelvärdet rß är beroende av temperaturen TL hos den insugna luften. TS är visat som relativvärde i förhållande 520 766 7 till det optimala vridmomentet M0pt. rfi ökar linjärt med ökande temperatur hos den insugna luften.

Fig. 6 visar ett diagram, som återger vridmomentets M be- roende av tändvinkeln V vid ett visst varvtal och en viss belastning. Vid tändvinkeln VOpt har vridmomentet sitt opti- mala värde MOpt, och mot mindre tändvinklar blir vridmomentet M mindre. I diagrammet i fig. 6 visas speciellt även vrid- momenttröskelvärdet MS. Om börvärdet MBör för vridmomentet ligger under vridmomenttröskelvärdet MS genomför blocket 310 i fig. 3 en cylinderavstängning. Om däremot vridmomentets börvärde MBör ligger över vridmomenttröskelvärdet MS genomför blocket 310 ingrepp i tändvinkeln.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 520 766 8 Patentkrav

1. Styrsystem för en förbränningsmotor (10), varvid - det av förbränningsmotorn (10) avgivna vridmomentet är reducerbart genom avstängning av bränsleinsprutningen till åtminstone en cylinder eller genom förskjutning av tändvin- keln eller tändningstidpunkten mot senare tändning, och varvid - antalet (RED) cylindrar, som skall avstängas per vevaxel- vinkel kan beräknas för den önskade reduktionen av vridmomen- tet, k ä n n e t e c k n a t av att - i beroende av åtminstone en signal (TL), som anger tempera- turen hos den av förbränningsmotorn (10) insugna luften, är ett tröskelvärde (S) förutbestämbart, vilket sammanhänger med antalet cylindrar, som skall avstängas per vevaxelvinkelin- tervall, och - cylinderavstängning tillåtes med det beräknade antalet (RED) cylindrar, som skall avstängas, när det beräknade antalet (RED) uppnår tröskelvärdet (S).

2. Styrsystem enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att när det beräknade antalet (RED) cylindrar, som skall av- stängas, ej uppnår tröskelvärdet (S) tillåtes ingen cylinder- avstängning.

3. Styrsystem enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att när cylinderavstängningen icke tillåtes reduceras vridmomen- tet genom förskjutning av tändvinkeln eller tändningstid- punkten mot senare tändning.

4. Styrsystem enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t rar, som skall avstängas per vevaxelvinkelintervall, är av att tröskelvärdet (S) för det antal cylind- bestämbart i beroende av en signal (TM), som anger för- bränningsmotorns (10) temperatur. lO 15 20 25 30 35 520 766 9

5. Styrsystem för en förbränningsmotor (10), varvid - det av förbränningsmotorn (10) avgivna vridmomentet är reducerbart genom avstängning av bränsleinsprutningen till åtminstone en cylinder eller genom förskjutning av tändvin- keln eller tändningstidpunkten mot senare tändning, k ä n n e t e c k n a t av att - ett önskat vridmoment (MBör) kan bestämmas för för- bränningsmotorn (10), - ett tröskelvärde (MS) kan bestämmas för förbränningsmotorns (10) vridmoment, och - det önskade vridmomentet (MBör) inställes genom avstängning av bränsleinsprutningen till åtminstone en cylinder, när det önskade vridmomentet (MBör) ej överskrider tröskelvärdet (MS) för vridmomentet.

6. Styrsystem enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att det önskade vridmomentet (MBör) inställes genom ett ingrepp i tändvinkeln eller tändningstidpunkten, när det önskade vrid- momentet (MBör) överskrider tröskelvärdet (MS) för vridmomen- tet.

7. Styrsystem enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k - n a t av att tröskelvärdet (MS) för vridmomentet beräknas ur en signal (MOpt) för ett optimalt vridmoment och en signal (TS), som anger ett tröskelvärde för förbränningsmotorns (10) verkningsgrad.

8. Styrsystem enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att signalen (fß) för tröskelvärdet för förbränningsmotorns (10) verkningsgrad är påverkbar i beroende av en signal (TL) för temperaturen hos den av förbränningsmotorn (10) insugna luften och/eller en signal (TM) för förbränningsmotorns (10) temperatur.

9. Styrsystem enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c k - n a t av att åtminstone en av signalerna (MOpt, ffi) för det optimala vridmomentet och för verkningsgradens tröskelvärde är bestämbar i beroende av förbränningsmotorns (10) belast- ning (L) och varvtal (n).