SE523558C2 - Förfarande för styrning av en förbränningsmotor med turboaggregat och avgastemperaturreglering - Google Patents

Description

.š. z-.uz ~ n o - n . ~ n v u. 2 3 5 5 3 'S i-.f ï .f ' åfi =ÉI= ' .=:. z' 2 respektive sänker densamma. Att blandningen görs fetare åstadkommer i regel en ökning av det vridmoment som står till förfogande.

Det uppfinningsmässiga förfarandet med huvudpatentkravets särdrag har den för- delen, att vid förbränningsmotorer med turboaggregat och avgastemperaturreglering förblir det maximala vridmomentet oberoende av blandningssarnrnansättningen, och följaktligen bibehålles prestanda och körkomfort fullt ut. Inbegripandet av lambda- verkningsgraden i bestämningen av styrstorhetema och speciellt i bestämningen av fyllningsmängden åstadkommer en optimal avstämning av den förbrukningsoptime- rade driften.

Genom de i underkraven utförda åtgärdema är ytterligare fördelaktiga förbättringar av det uppfinningsmässiga förfarandet möjliga.

Därigenom att korrigeringen av den från karaktäristikfältet hämtade maximala fyll- ningsmängden (rlmax) sker på så sätt, att kvoten mellan den från karaktäristikfáltet hämtade maximala fyllningsmängden (rlmax) och värdet på lambda- verkningsgraden (ETA-LAM) bildas, och som resultat föreligger ett värde på den korrigerade fyllningsmängden (ri-korr), tas motsvarande hänsyn till de aktuella driftvillkoren.

Att väga in och i motsvarande grad ändra värdet på den korrigerade fyllningsmäng- den på grund av ytterligare krav på förbränningsmotom, såsom exempelvis knack- ningsreglering och begränsningssteg, har likaså den fördelen, att driften av förbrän- ningsmotom kan styras i möjligaste mån optimalt i motsvarighet till de aktuella kra- VCII.

Utföringsexempel på uppfinningen visas på ritningen och förklaras närmare i nedan- stående beskrivning. .š. :anno nnnn: n n n . - n nn n n n n nn n :nu »nn n n nn n n n. n. n n nn n n n n n n n n n n n n n " * nu. n n n n n n n .n nn nn - o O . . . . . . . . . .. . . ..

O n n u I n sun nn n: an-l o Därvid visar: Fig. 1 ett diagram som visar sambandet mellan varvtal, vridmoment och fetgörande av blandningen för avgastemperaturregleringen; Fig. 2 visar lambda-verkningsgraden i beroende av det inställda lambdavärdet; Fig. 3 en principiell översikt över sammankopplingen av blandningsfetgörande för en avgastemperaturreglering och lambda-verkningsgraden; Fig. 4 det uppfinningsmässiga förfarandet i form av ett struktogram.

I Fig. l visas i ett diagram sambandet mellan varvtal n, vridmoment Md och bland- ningsfetgörande för en avgastemperaturreglering, i form av en kurva. Härvid är på abskissan infört varvtalet n och på ordinatan vridmomentet Md. En första kurva 1, här visad såsom heldragen linje, visar förbränningsmotorns drift vid ett lambdavärde = 1. Lambdavärdet = l är med avseende på avgasen den optimala driftpunkten för en nästan fullständig förbränning och därmed mycket gynnsamma avgasvärden.

Kurvan 2, här visad såsom punktstreckad linje, visar driften av förbränningsmotorn över hela varvtalsområdet med ett lambdavärde av cirka 0,85.

Förändringen av lambda-verkningsgraden ETA-LAM i beroende av lambdavärdet visas i Fig. 2. Av Fig. 2 framgår, att verkningsgraden ETA-LAM är störst vid ett lambdavärde av 0,8 - 0,9. Detta leder för driften av en förbränningsmotor till upp- giften att bestämma styrstorheter, vilka uppfyller de båda kraven lambda = l för mycket gynnsamma avgasvärden och lambda = 0,8.. .0,9 för optimalt vridmoment.

Resultatet blir alltså en växelverkan mellan kraven på och de faktiska realitetema för en förbränningsmotor på så sätt, att en optimal verkningsgrad uppnås och risken för en otillåten avgastemperaturhöjning samtidigt minskas. Av båda kurvorna fram- går att vridmomentet Md ökar i ett nedre varvtalsområde upp till ett första varvtal nl, och från och med uppnåendet av varvtalet nl i huvudsak förblir konstant. Varv- talet nl är det varvtal, från vilket turboaggregatet för inställningen av det önskade :uuz n < ~ Q n o » ~ n u. 523 558 4 fullastvridmomentet måste reducera mätförhållandet. Efter överskridandet av ett andra varvtalsvärde n2 sjunker vridmomentkurvan återigen. Förloppet av vridmo- mentkurvoma erhålles på grund av de genom driftpararnetrarna avgivna styrstorhe- tema, varvid cylinder-fyllningsmängden utgör en bestämmande storhet för vridmo- mentet Md. Värdet på cylinder-fyllningen hämtas från ett karaktäristikfält, vilket ex- empelvis fastställdes i tillämpningen på en provbädd. Den punktstreckade linjen för kurvan 2 visar förloppet av vridmomentet över varvtalet när avgastemperaturreg- leringen är aktiv och gör blandningen fetare. Vid denna kurva ökar vridmomentet Md likaså (såsom redan nämnts) ända upp till det första varvtalet nl.

I Fig. 3 visas i en schematisk överblick sammankopplingen av fyllningsberäkning och lambda-verkningsgrad. Varvtalet n tillförs här såsom ingångsstorhet till ett funktionsblock 11 och ett funktionsblock 12. Till funktionsblocket 12 tillförs dess- utom värdet lambda såsom ingångsstorhet. I funktionsblocket ll bestäms den maximala cylinder-fyllningsmängden rlmax på grund av driftparametrarna. Detta värde på den maximala cylinderfyllningsmängden rlmax hämtas från ett minneslag- rat karaktäristikfålt, som är inlagt i styrdonet. Detta karaktäristikfålt fastställdes (så- som redan inledningsvis omnämnts) i applikationen. För en användning av karaktä- ristikfältet i alla drifipunktema nonneras det i applikationen fastställda karaktäristik- fältet till ett lambdavärde l, och korrigeras sedan i motsvarande grad vid drift av motorfordonet motsvarande de aktuella driftvillkoren, sedan ett utnyttjande av lambdavärdena företagits. I funktionsblocket 12 hämtas lambda-verkningsgraden ETA-LAM från ett lambda-verkningsgrad-karaktäristikfäPL De sålunda fastställda värdena på den maximala cylinder-fyllningen rlmax och på lambda-verkningsgraden ETA-LAM överförs till ett divisionssteg 13 och leds från detsamma vidare till en utmatningsenhet 14. Denna utmatningsenhet 14 kan exempelvis innehålla ett be- gränsningssteg och/eller företa en rimlighetsprövning av det överförda värdet på fyllningsmängden. Genom rimlighetsprövningen kan i förekommande fall urskiljas ett fel, och utmatning av ett icke kritiskt värde kan då ske för en nöddrift. Slutligen avger utmatningsenheten 14 det motsvarande de aktuella driftvillkoren uppskattade :â- nano- » « ~ . .- ~ n . - .- 2 3 5 5 g -; i .f - 2..2=::=-.=;: f värdet på cylinderfyllningen rl-aus g vid periferin för regleringen av turboaggregatet.

För skydd av turboaggregatet för avgaser med alltför höga temperaturer anrikas bränsle-luftblandningen och/eller sänks laddningstrycket för sänkning av avgastem- pefatllfefl.

I Fig. 4 visas i en översikt och inskränkt till de för förfarandet väsentliga stegen de enskilda förfarandestegen. I ett första förfarandesteg 20 registreras de aktuella drift- parametrarna, såsom last, temperatur, tryck och liknande. För de fortsatta förfarings- stegen förbehandlas varvtalet n i det anslutande arbetssteget 21. Den nu föreliggan- de storheten för varvtalet n motsvarar ingångsvärdet 10 i F ig. 3. Varvtalsvärdet överförs parallellt till arbetssteget 22 och arbetssteget 23. I arbetssteget 22 utläses, från det motsvarande minneslagrade och för lambda = 1 normerade karaktäristik- fältet, den maximalt tillåtna fyllningsmängden rlmax. I arbetssteget 23 bestämmes samtidigt och tillsammans med den tillförda storheten lambda, lambda- verkningsgraden ETA-LAM. Båda värdena överförs sedan till ett arbetssteg 24, i vilket värdet på den maximala cylinder-fyllningsmängden rlmax divideras med vär- det på lambda-verkningsgraden ETA-LAM. Såsom ett resultat av denna division står nu i det anslutande arbetssteget 25 till förfogande den korrigerade fyllnings- mängden rl - korr för det maximalt möjliga vridmomentet. Därefter sker i arbetsste- get 26 beräkningen respektive viktningen av detta korrigerade värde på fyllnings- mängden rl - korr med hjälp av ytterligare villkor, så att såsom resultat av arbetsste- get 26 nu föreligger det värde på fyllningsmängden rl - ausg som skall matas ut.

Principiellt kan fastslås, att motorstymingen vid fullastbegäran från föraren försöker att ställa in fullastvridmomentet oberoende av omgivningsbetingelsema, varvid i ett fullastkurvdiagram den för uppnåendet av det önskade vridmomentet vid en oförän- derlig tändvinkel nödvändiga cylinderfyllningen är nedlagd som funktion av mo- torvarvtalet hänfört till en stökiometrisk blandning. Vid system med avgastempera- turreglering måste den nödvändiga maximala cylinderfyllningen korrigeras med nano: ø - u ~ - . a - nu Q n n o u» 2 3 5 5 s ~ 2..2=::= - 5:: f 6 hänsyn till luftförhållandet, eftersom man armars måste räkna med en upp till fem- procentig vridmomentfórlust vid fullast under stökiometrisk drift.

Vid bestämning av den maximala cylinderfyllningen rl med hänsyn till lambdavär- det lambda = 1 måste den maximala cylinderfyllningen sänkas under fullastkrav vid blandningsanrikning genom avgastemperaturregleringen.

Claims (3)

10 15 20 25 5 2 3 5 5 8 :Nzšufl L--z--zz .g an n . q n. .. . »ß '_ , . . ~ ° n n I :I I U g Q O I u o! 'Û 7 . . . . - -- Patentkrav

1. Förfarande för styrning av förbrånningsmotor med ett turboaggregat och integrerad avgastemperaturreglering, varvid ett karaktäristikfålt sträcker sig över varvtal (n) och varvid de i karaktäristikfáltet minneslagrade värdena beräknas och norrneras efter ett förutbestämbart lambdavärde, företrädesvis lambda = l, kän- netecknat av, att den maximala cylinder-fyllningsmångden (rlmax) hämtas från det minneslagrade karaktäristikfaltet, och att vid driften av förbränningsmotom korrigeras det från karaktäristikfåltet hämtade värdet på den maximala fyll- ningsmängden (rlmax) efter den aktuella blandningssammansättningen.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att korrigeringen av den från karaktäristikfaltet hämtade maximala fyllningsmängden (rlmax) sker på så sätt att kvoten mellan den från karaktäristikfaltet hämtade maximala fyllningsmängden (rlmax) och värdet på lambda-verkningsgraden (ETA-LAM) bildas, och som re- sultat föreligger ett värde på den korrigerade fyllningsmängden (rl-korr).

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att värdet på den korrigerade fyllningsmängden kan förändras ytterligare på grund av ytterligare krav på for- bränningsmotorn, såsom exempelvis knackningsreglering och begränsningssteg, och det faktiskt utrnatade värdet på fyllningsmängden (rl-ausg) avviker från det korrigerade värdet på fyllningsmängden (rl-korr).