SE522467C2 - Förfarande för styrning av undertryck i ett insugningsrör - Google Patents

Description

nina» 10 15 20 25 30 - . » ~ an 5:22 467 ti* 1"* 2 bromskraftförstärkaren, ställs motorn om från stratifierad till homogen förbränning. Detta medför att gasspjället regleras så att undertryck uppstår i insugningsröret. En nackdel med denna lösning är att motorn ställs om mellan olika driftsförhållanden så snart trycket i bromskraftförstärkare passerar en viss nivå, vare sig det finns behov för detta eller ej.

En ytterligare lösning framgår ur WO-A1-9954613. Enligt denna lösning detekteras aktivering av bromspedalen, varvid det tidsintervall som pedalen hålls nedtryckt börjar mätas. Om tidsinten/allet överstiger en viss längd ställs motorn om från mager till fet bränsle-/luftblandning, vilket medför att gasspjället styrs så att undertryck uppstår i insugningsröret. Ett problem med denna lösning är den fördröjning som uppstår mellan påverkan av bromspedalen och omställning av motorn, vilken medför en motsvarande fördröjning av det undertryck som kan krävas av bromskraftförstärkaren.

Andra kända lösningar innefattar särskilda luftpumpar som arbetar skilt från fordonets motor för att förse bromskraftförstärkaren med undertryck. Detta medför att en separat luftpump måste monteras på fordonet, vilket tar effekt från motorn, kräver extra utrymme och utgör en extra kostnad vid tillverkningen.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Syftet med uppfinningen är att lösa dessa problem genom att använda ett förfarande som är direkt behovsstyrt. Målet är att motorn endast skall ställas om mellan olika driftsförhållanden vid de tillfällen då bromspedalen påverkas.

Uppfinningen avser ett förfarande för styming av undertryck i ett insugningsrör i en förbränningsmotor i ett fordon, vilket fordon är försett med en bromskraftförstärkare och en pedal för aktivering av bromskraftförstärkaren, varvid påverkan av bromspedalen när motorn går med stratifierad förbränning styr ett gasspjäll i insugningsröret för att ge undertryck i bromskraftförstärkaren. Gasspjället styrs momentant och stängs z :sl-l 10 15 20 25 30 ø » n . s. 522 inom några tiondelar av en sekund för att snabbt åstadkomma undertryck i insugningsröret.

När föraren påverkar bromspedalen genereras en elektrisk signal som via en styrenhet påverkar gasspjället. Detta kan ske antingen genom en elektrisk kontakt som sluts så snart pedalen börjar förflyttas, eller genom den signal som genereras vid manövrering av en elektriskt styrd pedal utan mekanisk förbindelse med bromskraftförstärkaren och en till denna ansluten bromscylinder. Gasspjället manövreras företrädesvis elektriskt via en elektronisk styrenhet, vilken är kopplad till eller utgör en del av motorns reglersystem.

Gasspjället kan öppnas när undertrycket i bromskraftförstärkaren uppnått en förutbestämd nivå eller när den elektriska signalen som indikerar att bromspedalen manövreras upphör.

Förfarandet kan utföras vid olika typer av driftsfall då undertrycket i insugningsröret inte är tillräckligt. Ett sådant driftsfall är vid kallstart av motorn, då motorns emissioner av bland annat HC är som störst. För att snabbt värma en katalysator i avgasreningssystemet är det önskvärt att öka lasten på motorn genom att låta gasspjället stå öppet. Detta kan medföra att undertrycket i insugningsröret blir för litet för att erhålla nödvändig bromsservoverkan, vilket utan åtgärd skulle medföra att en stor del av bromsverkan uteblev vid start.

Eftersom fordonets bromsar ofta inte används direkt efter start av motorn, kan man avvakta med att förse bromskraftförstärkaren med undertryck tills behovet uppstår. Därmed kan motorns och katalysatorns uppvärmningsförlopp pågå ostört under en längre tid, vilket minskar utsläppen av kolväten (HC) och andra föroreningar. 10 15 20 25 30 . - I . .- ... n. . . .. .. _: I-H :_ g n . s. -. . . u. n . en , n . u .. e. u v -. . . s." _ _ ._ nu» vn - n u o. v.. a I ' . . v s a ~ f u u . . u . I _ _ _ _ . . . . u u n f.. n- .

Genom att koppla styrenheten till givare för hastighet och bromsarnas anti- blockeringssystem (ABS), kan man enligt en ytterligare utföringsform undvika att störa motorns och katalysatorns uppvärmningsförlopp genom att endast utföra förfarandet när fordonet är i rörelse eller om anti-blockeringssystemet är aktivt. Det senare fallet inträffar exv. om fordonets anti-spinnsystem använder ABS-systemet för att bromsa ett eller flera hjul.

När föraren påverkar bromspedalen och förfarandet startas, måste motorns styrenhet se till att körbarheten inte påverkas negativt pà grund av misständning, varvtalvariationer, etc. . När gasspjället börjar stängas måste tändinställningen och/eller mängden insprutat bränsle regleras.

FIGURBESKRIVNING Figur1 Visar schematiskt ett system för behovsstyrd generering av undertryck för bromskraftförstärkaren.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Figur 1 visar en utföringsform av uppfinningen innefattande en motor 1 med minst en cylinder 2 och en därtill hörande kolv 3. Luft tillförs via ett insugningsrör 4 och blandas med bränsle fràn ett insprutningssystem innefattande ett munstycke 5, varefter blandningen passerar en insugningsventll 6 in i cylindern 2. Efter komprimering antänds blandningen av ett i ett tändsystem ingående tändstift 7, varefter de förbrända gaserna trycks ut genom en avgasventil 8.

Motorns styrs av en styrenhet 10 som mottar signaler från en sensor 11 ansluten till gaspedalen 12, en eller flera sensorer 13 som mäter rotationshastigheten för ett eller flera hjul 14 och en kontakt eller sensor 15 som känner av om bromspedalen 16 påverkas. Efter utvärdering av dessa signaler skickar styrenheten 10 styrsignaler till insprutningssystemet 5, tändsystemet 7 och en styrenhet 17 för ett gasspjäll 18 i insugningsröret 4. -.-;- 10 15 20 25 30 522 467 III* * " Gasspjällets styrenhet 17 innefattar företrädesvis en elektrisk motor för manövrering av spjället 18.

Bromspedalen 16 är kopplad till en bromskraftförstärkare 19, vilken när pedalen påverkas förstärker det av föraren pàlagda trycket på nämnda pedal.

Detta förstärkta tryck påverkar en bromscylinder 20 som ger ett hydrauliskt tryck till fordonets bromssystem (ej visat). Den tryckförstärkande effekten ástadkommes genom att ett membran i bromskraftförstärkaren påverkas av ett undertryck då bromspedalen 16 aktiveras. Detta undertryck erhålles genom att bromskraftförstärkaren 19 är förbunden med insugningsröret 4 via en ledning 21.

Exemplet visar en bromspedal som är mekaniskt förbunden med bromskraftförstärkaren, men det även möjligt att använda en elektrisk pedal.

Kontakten 15 i Figur 1 ersätts då med en givare som inte bara indikerar att pedalen påverkas, men även dess läge till styrenheten 10. En signal som indikerar pedalens läge skickas till en elektriskt styrd och/eller manövrerad bromskraftförstärkare, som åstadkommer önskat tryck till bromssystemet.

Under normal drift av fordonet kommer det att finnas undertryck i insugningsröret 4 tillräckligt ofta för att förse bromskraftförstärkaren 19 med undertryck för normal användning. Vid vissa driftsfall, exempelvis vid kallstart med hög last, kan det dock vara nödvändigt att snabbt kunna ställa om motorn för att förse bromskraftförstärkaren med undertryck om detta saknas eller är otillräckligt.

Ett sådant driftsfall är vid kallstart av motorn, då motorns emissioner av bland annat HC är som störst. För att snabbt värma en katalysator i avgasreningssystemet är det önskvärt att öka lasten på motorn genom att låta gasspjället stå öppet. För att inte störa uppvärmningsförloppet i onödan, avvaktar styrenheten 10 en signal från bromspedalens 16 givare 15. Skulle föraren påverka pedalen 16 ställs motorn omedelbart om genom att ~»»|| 10 15 20 25 30 gasspjället stängs. Detta sker inom någon eller några tiondels sekunder och undertrycket byggs därefter upp mycket snabbt. För en 5-cylindrig motor sugs 20% av motorns slagvolym ut ur insugskanalen per slag, varvid ett tomgångsvarvtal på 1200 varv/minut vid kallstart motsvarar 600 slag/minut. lnsugningskanalens volym efter gasspjället inverkar på den tid som krävs för att bygga upp ett undertryck.

Vid stillastående fordon kan en sådan situation uppstå vid backstarter eller då föraren av ett automatväxlat fordon trampar på bromsen för att lägga in D- eller R-läge (D - ”drive”; R - "reverse").

Om fordonet i samband med en kallstart satts i rörelse utan att färdbromsen påverkats, kan systemet förutom att kopplas till bromspedalen även kopplas till fordonets ABS-system. Vid en kraftig inbromsning som aktiverar ABS- systemet, fungerar systemet som angivits ovan. Om fordonet är försett med ett anti-spinnsystem som skall förhindra ett eller flera drivande hjul att tappa väggreppet vid start eller acceleration, kan undertryck till bromssystemet krävas utan att bromspedalen påverkats. I detta fall kan gasspjället 18 styras av styrenheten 10 i respons på signaler från de sensorer 13 som mäter hjulens rotationshastighet. På samma sätt som ovan, stängs gasspjället 18 omedelbart så snart styrenheten 10 mottar en signal från en eller flera hjulsensorer 13 som indikerar att ett eller flera hjul måste bromsas.

Efter en förutbestämd tidsperiod i stängt eller strypt läge kommer gasspjället 18 att öppnas igen, helt eller delvis, beroende på aktuella parametrar från motorns styrenhet 10, samt beroende på om beroende på om en signal från sensorn 15 anger att bromspedalen fortfarande påverkas. I det senare fallet kan styrenheten 10 ställa om motorn att ge undertryck i insugningsröret 4 tills signalen upphör.

Enligt en alternativ utföringsform kan bromskraftförstärkaren förses med en trycksensor som mäter undertrycket i denna. När undertrycket når en 11-.. 10 15 20 25 - > u - .- 522 467 förutbestämd nivå, återupptar styrenheten 10 den normala regleringen av motorn. Så länge signalen från bromspedalens sensor 15 indikerar att pedalen fortfarande påverkas måste man dock försäkra sig om att det finns undertryck tillgängligt. Detta kan åstadkommas antingen genom att styra motorn så att undertryck råder i insugningsröret tills signalen upphör, eller genom att upprepa förfarandet med en snabb stängning av gasspjället 18 när trycksensorn indikerar att undertrycket i bromskraftförstärkaren 19 inte är tillräckligt. Även om det ovanstående exemplet är huvudsakligen avsett för användning vid kallstart av motorn, kan det även appliceras på andra driftsfall. Systemet kan utgöra en back-up om undertrycket i bromskraftförstärkaren av någon anledning inte skulle vara tillräckligt, exempelvis om ett plötsligt läckage skulle uppstå i ackumulatorn eller om ackumulatorn skulle tappa undertrycket efter en långt period med stratiflerad förbränning. Med hjälp av en trycksensor i bromskraftförstärkaren 19 kan undertrycket övervakas av motorns styrenhet 10. l samma ögonblick bromspedalen påverkas, stängs gasspjället som beskrivits ovan för att åstadkomma undertryck. Detta skulle även kunna kopplas till en vamingssignal för föraren, som en indikation om att det har uppstått ett fel i bromssystemet.

Gemensamt för samtliga ovan nämnda fall år att motorns styrsystem måste kompensera för det plötsliga bortfallet av massflöde när gasspjället stängs.

För att undvika misständningar och/eller oacceptabla ändringar av motorvarvtal, ställer motorns styrsystem om tändtiderna och reglerar bränsleinsprutningen till rådande massflöde i insugningsröret.

Claims (9)

10 15 20 25 30 « ; v o c s. PATENTKRAV

1. Förfarande för styrning av undertryck i ett insugningsrör (4) i en förbränningsmotor i ett fordon, vilket fordon är försett med en (19) (16) för bromskraftförstärkaren (19), kännetecknat av att aktivering av bromskraftförstärkaren (19) momentant stänger ett gasspjäil (18) i insugningsröret (4) för att ge undertryck till bromskraftförstärkaren (19). bromskraftförstärkare och medel aktivering av

2. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at a v att aktivering av bromskraftförstärkaren (19) sker genom påverkan av en bromspedal ( 16).

3. Förfarande enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at a v att aktivering av bromskraftförstärkaren (19) sker genom att påverkan av en bromspedal (16) genererar en elektrisk signal som via en styrenhet (10) påverkar både bromskraftförstärkaren (19) och gasspjället (18).

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, kä n n e t e c k n at a v att gasspjället (18), manövreras elektriskt.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att gasspjället (18) öppnas när undertrycket i bromskraftförstärkaren (19) uppnått en förutbestämd nivå.

6. Förfarande enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n at a v att det utförs när motorn går med hög last, t.ex. i samband med kallstart.

7. Förfarande enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n at a v att det utförs när fordonet är i rörelse. g.) nn nns n n no n nn :un n n n n nn n I n n: nn n c o in n n n n n: nn nn ~ n nn n n n n n n n n an.. n n nu n: nn n n -n n n n n o a n n n n nn n n o n n n n n u n n 4 n n u :n n n n 7

8. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at a v att bromskraftförstärkaren (19) aktiveras genom att ett till bromsarna kopplat anti-blockeringssystem aktiveras.

9. Förfarande enligt något av kravet 8, kan neteckn at av att det utförs kontinuerligt så länge det till bromsarna kopplade anti- blockeringssystemet är aktivt.