SE524506C2 - Sätt och anordning samt datorprogram för bränsleinsprutning vid en förbränningsmotor - Google Patents

Description

25 30 524 506 2 en stor konstaterad skillnad mellan förväntat och uppmätt matningstryck till följd härav inte alltid är korrekt och felaktigt kan leda till onödig service och onödiga driftuppehåll. En stor skillnad mellan förväntat och uppmätt matningstryck kan t.ex. förorsakas av ett igensatt bränslefilter, och om då den konstaterade tryckskillnaden felaktigt konstateras vara stor kan detta förorsaka onödigt byte av bränslefilter, med åtföljande onödigt driftavbrott och onödiga kostnader.

Det är genom US 5 379 741 känt att i ett bränslesystem, där matningstryck och stor- leken på bränslebehovet varierar vid olika driftförhållanden, styra den i olika drifisi- tuationer erforderliga insprutningsmängden genom att reglera matnings-spärmingen till en elektriskt driven matningspump. Detta sker på basis av erforderliga och upp- mätta bränsletryck. En sådan lösning är dock inte användbar i en situation där bräns- lepumpen drivs direkt av fordonsmotom och således har ett av dennas varvtal bero- ende varvtal.

Mot denna bakgrund finns det behov av förbättrade sätt och anordningar för bräns- leinsprutning vid förbränningsmotorer.

Uppfinningens ändamål Syfiet med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat sätt och en förbättrad an- ordning för bränsleinsprutning vid en förbränningsmotor. Ännu ett syfte är att uppnå detta med enkla medel och att möjliggöra god driftsäkerhet.

Redogörelse för uppfinningen Syftet med uppfinningen uppnås dels genom ett sätt som har särdrag enligt patent- krav 1, dels genom en anordning som har särdrag enligt patentkrav 6, och dels ge- nom ett datorprogram som har särdrag enligt patentkrav 11.

Genom att det förväntade bränslematningstrycket fastställs på basis av både mo- torvarvtal och avsett bränsleflöde vid detta varvtal och sedan korrigeras för skillnad i temperatur mellan den aktuella bränsletemperaturen och den nominella bränsle- 10 15 20 . ,.. ..- l. . '25 .. ... _.

.. W --w ..

H 524 506 3 temperatur som låg till grund för det förväntade bränslematningsuycket erhålls ett tillförlitligare värde på det bränslematningstryck som används för jämförelse med det aktuella, uppmätta bränslematningstrycket. Härigenom möjliggörs en mera nog- grann bränsleinsprutning, samtidigt som risken för driftstömingar minskas.

Genom att låta storleken av skillnaden mellan aktuell bränsletemperatur och nomi- nell bränsletemperatur påverka korrigeringen av det förväntade bränslematnings- trycket möjliggörs en förfinad korrigering av det förväntade bränslematningstrycket, så att en mera noggrarm bestämning av nyckskillnaden relativt det aktuella bränsle- mamingstrycket kan göras, med åtföljande möjliga ökning av precisionen i bränsle- insprutningen.

Den föreslagna anordningen för bränsleinsprutning är utformad att på ett mera de- taljerat sätt än tidigare kunna fastställa ett väldefinierat värde på det förväntade bränslematningstiyck som används för en jämförelse med det aktuella bränslemat- ningstrycket, och kan även utnyttjas för att avge en felindikering till föraren om skillnaden mellan de båda bränslematningsuycken visar sig vara för stor.

Det föreslagna datorprogrammet är utformat att kunna utföra det enligt uppfmningen föreslagna sättet för bränsleinsprutning.

Ytterligare särdrag och fördelar hos uppfinningen framgår av nedanstående beskriv- ning och patentkrav.

Figgbeskrivning Uppfmningen förklaras i det följande närmare med hjälp av ett på bifogade ritning visat utföringsexempel, där: fig.l visar schematiskt en anordning enligt uppfinningen för bränsleinsprutning vid en förbränningsmotor, fig.2 visar i diagramfonn samband mellan motorvarvtal och förväntat bränslemat- ningstryck vid olika bränsleflöden, 10 15 20 . ~-25 .

.. .. .. .. M »-m ..

H 524 506 4 fig.3 visar i tabellform korrigering av det förväntade bränslematningstrycket såsom funktion av temperaturskillnad mellan nominell och aktuell bränsletemperatur, fig.4 visar ett schematiskt flödesschema för insprutningsförloppet, och fig.5 visar ett schematiskt blockschema för en styrenhet.

Beskrivning av utföringsexempel I fig.l visas schematiskt väsentliga delar ingående i en enligt uppfinningen utförd anordning l för bränsleinsprutriing vid en förbränningsmotor, varvid själva förbrän- ningsmotom ej visas närmare. Vid var och en av motorns cylindrar firms en bräns- leinsprutare 2, varför antalet bränsleinsprutare är beroende av motorns storlek, och varvid bränsleinsprutarna 2 gemensamt via en framledning 3 förses med bränsle från en bränsletank 4, till vilken returbränsle från bränsleinsprutama 2 återfórs via en returledning 5.

Bränsletransport åstadkoms med hjälp av en i framledningen 3 anordnad, här av motorn mekaniskt driven bränslepump 6, som via ett första bränslefilter 7 suger upp bränsle ur bränsletanken 4. Nedströms om bränslepumpen 6 fmns ett andra bränsle- filter 8, vilket har till uppgiñ att förhindra föroreningar i bränslet att nå bränslein- sprutama 2. Ytterligare nedströms om bränslepumpen 6 fiims i framledningen 3 en tryckgivare 9 och en temperaturgivare 10 för bestämning av aktuellt matningstiyck och aktuell matningstemperatur, respektive, hos bränslet. Tryckgivaren 9 och tempe- raturgivaren 10 kan eventuellt vara integrerade till en enhet.

För styrning av bränsleinsprutama 2 fmns en till dessa koppplad styrenhet 1 1, till vilken i sin tur txyckgivaren 9 och temperaturgivaren 10 är kopplade. Dessutom fums till styrenheten 11 kopplat åtminstone en motordatagivare 12, via vilken styr- enheten 11 får information om för motoms drift erforderliga, konventionella motor- data, såsom t.ex. varvtal, gaspedalläge, aktuell växel, motortemperatur, etc.. Styren- heten 11 kan också få information om motordata via en eller flera andra i fordonet anordnade styrenheter, här representerade av en styrenhet 13. 10 15 20 . . --25 .. . . . , . ,., 524 506 5 I styrenheten ll finns lagrat information om hur det av bränslepumpen 6 levererade bränslematningstrycket i framledningen 3 förväntas variera med olika motorvarvtal och olika storlek på bränsleflödet till motorn, mätt i t.ex. volym bränsle per insprut- ningstillfálle för en insprutare, allt relaterat till drift med en förutbestämd, nominell bränsletemperatur. Denna typ av information visas principiellt i diagrammet i fig.2, där x-axeln visar motorns varvtal n, och y-axeln visar förväntat bränslematnings- tryck p, , mätt i tex. bar, vid den nominella bränsletemperatur som gällt för mät- ningen. I diagrammet visar kurvor Ql, Qz, etc. olika stora bränsleflöden genom bränsleinsprutama 2. Beroende på storleken av bränsleflödet Q erhålls således för ett visst motorvarvtal n olika stora värden på det förväntade bränslematningstrycket p, (indikerat med streckade linjer i fig.2). Den angivna informationen kan naturligt- vis fmnas lagrad på olika sätt i styrenheten ll, t.ex. i tabell- eller matrisform, för att möjliggöra en enkel hantering.

Bränsletemperatiiren påverkar bränslets viskositet och påverkar därigenom även bränsleinsprumingsförloppet och storleken på bränsleflödet Q, dvs. den mängd bränsle som kan sprutas in vid en viss varaktighet på insprutnjngen. Enligt uppfm- ningen föreslås att det förväntade bränslematningstryck p, som enligt fig.2 erhålls i en viss driftsituation konigeras för skillnad mellan aktuell bränsletemperatur T,, mätt via temperaturgivaren 10, och den bränsletemperatur T., (nominell temperatur) vid vilken diagrammet enligt fig.2 etablerades. Denna temperaturskillnad kan anges såsom AT, där således AT=T,-Tn.

I fig.3 visas i tabellform vilken konigering p, av det förväntade bränslematnings- trycket p, som erfordras för olika storlekar på AT. Såsom framgår erfordras för ne- gativa värden på AT en positiv korrigering p, , dvs. en ökning, av bränslematnings- trycket, medan det för positiva värden på AT erfordras en negativ korrigering p, , dvs. en minskning, av bränslematningstrycket. Enligt tabellen erfordras således vid ett negativt värde på AT i området mellan - 30° och - 20° (angivet i °C) en positiv 10 15 20 n i 1 a r a - -25 l u :o a . . . '30 524 506 6 korrigering p, uppgående till 1,2 (angivet i bar). På liknande sätt erhålls vid ett posi- tivt värde på AT i området mellan 5° och 10° en negativ korrigering p, uppgående till - 0,2.

Det konigerade förväntade bränslematningsnyck p som skall jämföras med det via tryckgivaren 9 uppmätta aktuella trycket p, utgör således efter korrigering av p., summan av p, och pc, dvs P=P=+Pw För styrning av bränsleinsprutriingsförloppet är det viktigt att fastställa i vilken mån det korrigerade förväntade bränslematningstrycket p avviker från det aktuella, upp- mätta bränslematningsuycket p, . I styrenheten ll beräknas därför en tryckskillnad Ap, uttryckt såsom Arv-Pf- Om denna tryckskillnad Ap uppgår till noll erfordras inte någon anpassning av det i styrenheten 11 beräknade bränsleinsprutrringsförloppet, men i annat fall erfordras en anpassning av bränsleinsprutrringsförloppet för att uppnå avsedd storlek på bränsle- flödet Q. Härvid gäller att om tryckskilhtaden Ap är negativ, dvs. det verkliga bränslematningstrycket p, är större än det korrigerade förväntade bränslematnings- trycket p, behöver insprutningsperioden förkortas för att ge avsett bränsleflöde Q.

På motsvarande sätt gäller att om tryckskillnaden Ap är positiv, dvs. det verkliga bränslematningstrycket p, är mindre än det konigerade förväntade bränslematnings- trycket p, behöver insprutningsperioden förlängas för att ge avsett bränsleflöde. I styrenheten ll ingår beräkningsutrustrring som möjliggör erforderlig anpassning av insprutningsförloppet.

Om tryckskillnaden Ap är positiv och uppnår ett alltför stort värde kan detta indikera att det verkliga bränslemamingstrycket p, sjunkit alltför mycket på grund av att t.ex. bränslefiltret 8 blivit igensatt. I ett sådant läge är det önskvärt att utföra service för 10 15 20 n v i i i » . r a u u v i . , . " 30 524 506 7 att avhjälpa felet, t.ex. genom att få bränslefiltret rengjort eller utbytt. Ett enkelt sätt att göra föraren av motorfordonet uppmärksam på en sådan situation är att vid upp- nående av ett förutbestämt positivt värde på tryckskillnaden Ap låta styrenheten 11 avge en felindikering, t.ex. i form av att en varningstext visas på en display. Det är härvid naturligtvis möjligt att, om så önskas, låta styrenheten 11 visa även andra ty- per av information vid lämpliga tröskelvärden på tryckskillnaden Ap.

Förutom för att övervaka och reglera varaktigheten av ett insprutningsförlopp enligt ovan kan styrenheten 11 naturligtvis också utformas för att anpassa tidpunkten för bränsleinsprutning till ett för den aktuella körsituationen lämpligt tillfälle.

I fig.4 visas ett schematiskt flödesschema för det ovan beskrivna insprutningsförlop- pet. I ett steg 14 bestäms i en aktuell körsituation förväntat bränslematrrirrgstryck p., på basis av motorvarvtal och bränsleflöde. I ett steg 15 bestäms temperaturskillna- den AT, och i ett steg 16 bestäms den erforderliga konigeringen pc av det förväntade bränslematningstrycket pe. Därefter beräknas i ett steg 17 det förväntade, korrigera- de bränslematrringstrycket p, och i ett steg 18 bestäms tryckskillnaden Ap. I ett steg 19 avgörs om tryckskillnaden Ap är mindre än, lika med eller större än noll. Om Ap är mindre än noll beräknas i ett steg 20 den förlängning av insprutningstiden som erfordras för att ge avsett bränsleflöde. Om Ap däremot är noll konstateras i ett steg 21 att någon ändring av insprutningstiden inte erfordras. Om, slutligen, Ap är större än noll beräknas i ett steg 22 den förkortning av insprutningstiden som erfordras.

Om i detta sammanhang Ap visar sig vara alltför stort bestäms i ett steg 23 att en larrnindikering skall göras för att fästa uppmärksamheten på att det det verkliga bränslematningstrycket p, blivit alltför lågt. På basis av information från stegen 20, 21 och 22 bestäms slutligen i ett steg 24 den varaktighet som insprutnirrgen skall ha.

I fig. 5 visas ett schematiskt blockschema för styrenheten 11. I denna styrenhet 11 ingår en rnikroprocessor 30, ett icke-flyktigt minne 31 och ett läs/skrivminne 32.

Minnet 31 har ett första rninnesuuyrnrne 33 där ett datorprogram är lagrat för re- 10 15 524 506 8 glering av de normala fimktionema hos styrenheten ll, samt ett andra rninnesut- rymme 34, där ett program för kodning och/eller avkodning av meddelanden är lag- rat. När mikroprocessom 30 utför en viss funktion exekverar den en viss del av det program som är lagrat i rninnesutryrnmet 33. Mikroprocessom 30 är kopplad till minnet 31 via en databuss 41 och till minnet 32 via en databuss 42. Den kommuni- cerar också via databussar 51-55 med dataportar 61-65 via vilka i fig.l visade en- heter 12, 13, 9, 10 och 2 är anslutna.

De förfaranden som beskrivits ovan kan utföras av mikroprocessorn 30 genom att den utför det program som är lagrat i minnesutrymmet 33. Styrenheten 11 utgör så- ledes här en databearbetningsanordning.

Claims (12)

10 15 20 25 im 524 506 Patentkrav:

1. Sätt för bränsleinsprutning vid en förbränningsmotor, där ett förutbestämt sam- band mellan motorns varvtal och bränslematningstryck utnyttj as för att bestämma förväntat bränslematningstryck (pe) vid ett aktuellt motorvarvtal, och där det för- väntade bränslematningstrycket jämförs med aktuellt bränslematningstryck (pr) , för bildande av en tryckskillnad (Ap), varvid bränsleinsprutningsförloppet modifieras såsom funktion av denna tryckskillnad för att anpassa insprutningen till det aktuella bränslematningstrycket, kännetecknat av att förväntat bränslematningstryck (pe) fastställes på basis av ett förutbestämt samband mellan aktuellt motorvarvtal och av- sett bränsleflöde vid detta varvtal, och att det förväntade bränslematningstrycket därefter temperaturkorrigeras för skillnad (AT) mellan aktuell bränsletemperatur (Tr) och den nominella bränsletemperatur (TH) som använts i det förutbestämda samban- det för att bestämma förväntat bränslematningstryck vid aktuellt motorvarvtal, innan den nämnda tryckskillnaden (Ap) bildas.

2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att det förväntade bränslematningstrycket ökas om skillnaden mellan aktuell bränsletemperatur och nominell bränsletempera- tur är negativ, men minskas om skillnaden i stället är positiv.

3. Sätt enligt krav 2, kännetecknat av att det förväntade bränslematningstrycket korrigeras mer ju större skillnaden är mellan aktuell bränsletemperatur och nominell bränsletemperatur.

4. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att på basis av en bildad skillnad mellan tem- peraturkorrigerat förväntat bränslematningstryck och aktuellt bränslematningstryck modifieras bränsleinsprutningsförloppet så att insprutningstiden ökas om skillnaden är positiv, men minskas om skillnaden är negativ.

5. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att en felsignal alstras då en bildad skillnad mellan temperaturkorrigerat förväntat bränslematningstryck och aktuellt bränsle- 10 15 20 H .H .. »-ß ., ,U H . . .,. . , , '30 .,, 524 506 w matningstryck uppnår eller överstiger ett förutbestämt positivt värde, indikerande ett alltför lågt aktuellt bränslemamingsnyck.

6. Anordning för bränsleinsprutning vid en förbränningsmotor, där ett antal bräns- leinsprutare (2), som förser var sin cylinder med bränsle, matas med bränsle via en av motorn driven bränslematningspump (6) och styrs medelst en styrenhet (1 1) för att spruta in önskad bränslemängd vid önskad tidpunkt, varvid styrenheten (1 1) är anordnad att på basis av ett förutbestämt samband mellan motoms varvtal och bränslematningstryck bestämma förväntat bränslematningstryck (pe) vid ett aktuellt motorvarvtal, samt att jämföra det förväntade bränslemamingsuycket med aktuellt bränslemamirigstryck (p,), för bildande av en tryckskillnad (Ap), och att såsom fimktion av denna tryckskillnad modifiera bränsleinsprntningsförloppet för att an- passa insprutningen till det aktuella bränslematningstrycket, kännetecknad av att styrenheten (1 1) är anordnad att på basis av ett förutbestämt samband mellan aktu- ellt motorvarvtal och avsett bränsleflöde vid detta varvtal bestämma ett förväntat bränslematningstryck (pe), och att därefter temperaturkorrigera detta för skillnad (AT) mellan aktuell bränsletemperatur (T,) och den nominella bränsletemperatur (Te) som använts i det förutbestämda sambandet för att bestämma förväntat bräns- lematningstryck vid aktuellt motorvarvtal, innan den angivna tryckskillnaden (Ap) bildas.

7. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att styrenheten (11) är anordnad att öka det förväntade bränslematningstrycket (pe) om skillnaden mellan aktuell bräns- letemperatur (T,) och nominell bränsletemperatur (Te) är negativ, men minska det om skillnaden i stället är positiv.

8. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att styrenheten (11) är anordnad att korrigera det förväntade bränslematningsnycket (pe) mer ju större skillnaden är mellan aktuell bränsletemperatur och förväntad bränsletemperatur. 10 15 20 ”fx 524 506 ll

9. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att styrenheten (l 1) är anordnad att på basis av en bildad skillnad mellan temperaturkon-igerat bränslemamingsuyck och aktuellt bränslematningstryck modifiera bränsleinsprumingsförloppet så att insprut- ningstiden ökas om skillnaden är positiv, men minskas om skillnaden är negativ.

10. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att styrenheten (1 l) är anordnad att alstra en felsignal då en bildad skillnad mellan temperaturkonigerat bränslemat- ningstryck och aktuellt bränslemamingsnyck uppnår eller överstiger ett förutbestämt positivt värde, indikerande ett alltför lågt aktuellt bränslematningstryck.

11. ll. Datorprogram för att bringa en dator att styra bränsleinsprutning vid en förbrän- ningsmotor, omfattande: datorläsbara kodorgan som, då de körs på en dator utnyttjar ett förutbestämt samband mellan motorns varvtal och bränslemamingstryck för att bestämma för- väntat bränslematriingstryck (pe) vid ett aktuellt motorvarvtal, datorläsbara kodorgan som, då de körs på en dator, bringar datorn att jämföra det förväntade bränslematningstrycket (pe) med aktuellt bränslematningstryck (p,), för bildande av en tryckskillnad (Ap), varvid bränsleinsprutningsförloppet modifie- ras såsom funktion av denna tryckskillnad för att anpassa insprutningen till det aktu- ella bränslematningstrycket, datorläsbara kodorgan som, då de körs på en dator, bringar datorn att fast- ställa förväntat bränslematningstryck (pe) på basis av ett förutbestämt samband mellan aktuellt motorvarvtal och avsett bränsleflöde vid detta varvtal, samt datorläsbara kodorgan som, då de körs på en dator, bringar datorn att därefter temperaturkonigera det förväntade bränslemamirigstxycket för skillnad (AT) mellan aktuell bränsletemperatur (T,) och den nominella bränsletemperatur (Tu) som an- vänts i det förutbestämda sambandet för att bestämma förväntat bränslematnings- tryck vid aktuellt motorvarvtal, innan den nämnda tryckskillnaden (Ap) bildas. 524 506 12

12. Datorprogramprodukt, omfattande ett datorläsbart medium, samt ett datorpro- gram enligt krav 11, varvid datorprograrmnmet är lagrat på nämnda datorläsbara medium.