SE525932C2 - Förfarande vid bromsning med en förbränningsmotor med variabelt turboaggregat - Google Patents

Description

00 000: 0 00 10 0 0 0 0 0 0 001 0 0 O 0 0 0 n 0 I I 0 0 0 0 0 0 00 00 00 0000 525 952 2 09”.- 5000. 000400 000000 0 0 1 0 00 nu 0 0:00 0 0 0 0 0010 0 n 0 0 00 0 0 0 0 000000 0 g a 00 0 0 0 0 00 I 0000 0 0 konstant när bromsen är inkopplad en stund. Detta beror pá att temperaturförändringar pàverkar ledskenornas liknande Speciella problem kan exempelvis läge eftersom länkarmar och anordningar förändrar sin längd. uppstå om ledskenorna stàr 5. ett läge där turbon är Vid liten ledskeneläget nästan stängd. nämnda prov kunde en ge páverkan pá bromseffekten. Det visade sig att det inte gick att ställa in önskad bromseffekt genom att flytta ledskenorna till ett förvalt läge. Dels var det problem förändring av en relativt stor med termisk längdutvidgning och dels problem med att det mekaniskt förvalda läget varierade nagot frán gäng till gäng pá grund av toleranser.

Dessa kan innebära att reglersystemet blir långsamt och instabilt med tryckfluktuationer pà förbränningsmotorns insugningssída. Pá grund av dessa oönskade tryckfluk- tuationer uppkommer problem .med reglering av' broms- effekten. problem vid synkronisering med andra färdbromsar sásom Det är även risk för komfortproblem och en retarder, i ett fordon vars bromssystem styrs med hjälp av fordonets olika styrenheter. I värsta fall kan man även tänka sig att bromseffekten kan bli för hög om dessa komponenter för komponenter i drivlinan, ligger nära gränsen för sin hállfasthet.

Vid användning av en turbo med variabel turbingeometri för att styra motorbromseffekten är det viktigt att ha kontroll pà ledskeneläget, laddtrycket och eventuellt även inloppstrycket och turbinvarvtalet, för att kunna tillhandahålla en jämn och repeterbar motorbromsverkan.

En metod att styra ledskenor vid en turbo med variabel turbingeometri är känd genom US 6,085,526. Här beskrivs 0 0 0000 0 0 000400 001000 n 0 000000 00 0 0 0000 000 I I 00 00 0000 00 00 .g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 U IC OOII OI en lösning där man summerar laddtryck och grenrörstryck för att Det behövs ytterligare insatser för att avhjälpa de ovan beskrivna styra bromseffekten. emellertid problemen. Exempelvis kan variationer i motorns ventillyft pàverka grenrörstrycket, vilket innebär att nämnda föreslagna styrstrategin ej den i patent fungerar.

REDoGöRELsE FöR UPPFINNINGW: Ett ändamål med uppfinningen är därför att åstadkomma en metod att reglera bromseffekten under motorbromsning vid en förbränningsmotor med ett avgasturboaggregat med inställbara ledskenor, som innebär att önskad. broms- effekt kan erhållas pá ett repeterbart sätt.

För detta ändamål kännetecknas förfarandet enligt uppfinningen av stegen att detektera motorns varvtal, att detektera att antingen mäta laddtrycket pá motorns insugningssida eller grenrörstrycket pá motorns avgassida, att jämföra dessa data med lagrade börvärden, och att justera led- ledskenornas inställningsläge, skenorna till ett börläge som ger en för rådande laddtryck lämplig 'bromseffekt. Genon1 detta förfarande kan turboaggregatets ledskenor ställas in i önskat läge och sedan kan inställningen omedelbart justeras, exempelvis för att kompensera gentemot temperatur- ändringar.

Fördelaktiga utföringsexempel av uppfinningen framgår av de efterföljande underkraven. 525 952 4 KORT BESKRIVNING AV FIGURER Uppfinningen skall beskrivas närmare till bifogade ritningen, pà vilken FIG 1 är en schematisk illustration av en förbrännings- i det följande, med hänvisning utföringsexempel som visas pà de motor som möjliggör ett reglerförfarande enligt uppfinningen, FIG 2 àskàdliggör reglerförfarandet grafiskt i diagramform, och FIG 3 är ett flödesschema som áskádliggör ett regler- förfarande enligt uppfinningen.

BESKRIVNING Av UTFÖRINGSEXELWEL; Den i Fïg 1 xdsade förbränningsmotorn 10 omfattar ett motorblock 11 inloppsgrenrör 13 och ett avgasgrenrör 14. Avgaser leds ett turboaggregats 16 med med en sex kblvcylindrar 12 via en avgasledning 15 till turbinhjul 17. ïwrbinaxeln 18 driver' turboaggregatets kompressorhjul 19 ningsledning 20 inkommande luft och vidarebefordrar den via en laddluftkylare 21 till inloppsgrenröret 13. som komprimerar via en insug- Turboaggregatet 16 är utrustat med variabel (VTG) som gör det möjligt att styra gasflödet genom turbinen genom justering av en eller flera inställbara ledskenor. Ledskenorna kan exempelvis turbingeometri utgöras av vridbara ledskenor som är justerbara via en aktuator 22 som är ansluten till en motorstyrenhet 23 innehållande styrprogram och styrdata för ändamålet.

Motorstyrenheten 23 är enligt Fig. 1 dessutom ansluten till en tryckgivare 26 som känner' av trycket i inloppsgrenröret 13 och en annan tryckgivare 25 som Bàda dessa inte nödvändiga för att känner av trycket i avgasgrenröret 14. tryckgivare är emellertid 00 0 I 0000 000 0 0 nu 0 00 no O 0 0 0 u.

I I c 0 0 I 00 0000 ut 0000 0 0 0 0 0 I 00 0000 525 932 genomföra förfarandet enligt uppfinningen i sin enklaste form. Motorstyrenheten har pá känt sätt tillgång till värdet pá motorns varvtal.

Avgaser som har passerat genom turboaggregatet 16 leds vidare till atmosfären via en avgasledning 24, vilken enligt känd teknik kan leda avgaserna till utrustning för avgasefterbehandling; Dessutom kan avgaser ledas tillbaka till motorns insugningssida som s.k. EGR-gas.

Motorn är utrustad med en känd kompressionsbroms med tryckladdning av motorns cylindrar frán avgassystemet, t.ex. av den typ som är känd genom US 5,146,890.

Turboaggregatets justerbara ledskenor kan härvid användas som stryporgan för avgasflödet, för att höja trycket i avgasgrenröret 14 under bromsning, sà att kompressionsmotstàndet kan öka. Samtidigt kan justeringen av ledskenorna utföras sà att turbin- vartalet ökas, vilket ger ett ökat tryck pá inloppssidan och därmed ökat kompressionsmotstànd i motorn vid bromsning.

Aktuatorn 22 är lämpligen försedd med lägesgivare och/eller kraftgivare för ledskeneläget. För ett givet varvtal nl sá kommer ett givet laddtryck pl och ett givet ledskeneläge L1 att nwtsvara en bromseffekt Pl. kan även användas ett ledskeneläge L2 resulterar i ett laddtryck pl bromseffekten P2. Detta kan upprepas för fler lägen pà För nl som som ger upphov till ledskenorna och för fler varvtal. Dessutom kan kraft- givare användas som samverkar med en avgastryck- regulator. annons om O 00» O O in lo nu 0 n O I 0 lin: O I on 00 000: 00 to I I I I I 0 0 I nu oo 000 0 ll coon 0 0 O O 0 Genom provning erhålles parametrar för p och L som ger önskad bromseffekt P. matris i. motorstyrenhetens datasats, Dessa värden byggs upp till en som används för att styra ledskeneläget till önskad bromseffekt.

Detta kan beskrivas i mer fysikaliska termer på följande sätt. Följande termer komer att användas: Im = Korrigerad börposition Li = Nominell börposition Lk = korrigering av ledskeneläge på grund av mekaniska toleranser och temperatur (litet tal). pi = Tryck inloppsrör, laddtryck pg = tryck i grenrör, mottryck n = motorvarvtal nt = turbinvarvtal Med dessa beteckningar kan bromseffekten P skrivas på följande sätt: P = f(pp1@) 0 n (pi och pg => luftmängd i cylinder => bromsmoment, baserat på data från motorprov eller beräkningar), ledskeneläge, turbinvarvtal och => Pi och (pirpg) = f(Ltlntln)l motorvarvtal här kommer även att och pg, utetemperatur luftens densitet påverka men tas ej med, Lt = Li + Lk = Li + f(pi,p@,nt,n) enligt ovan.

Således kommer bromseffekten P att kunna regleras till sitt ett effekt - varvtalsdiagrann gencml att, man. ställer in, ledskenorna börvärde i varje punkt i 000000 1 scanna 0 525 952 " n o u o co om 0000 vnnu en u u uoouco I 0 1 nu 0 0 I oc a n o n 0 0 ttoo 0 0 anana- 7 mekaniskt och korrigerar detta läge med hjälp av att mäta pi, pg, och nt.

Figur 2 illustrerar förfarandet enligt uppfinningen i ett justering av ledskenläge frán ett första inställnings- läge 28 till ett andra vilket andra inställningsläge ger en högre bromseffekt P. tryck/varvtalsdiagram, där pilen 27 visar en ins tällnings läge 29 , Figur 3 visar samma förfarande som Fig. 2 i ett flödes- schema med motorstyrenhetens 23 logikenheter och den motorn 10 tillhörande variabla turbinen 17. Flödes- schemat åskådliggör hur registrerade motordata används av motorstyrenheten för påverkan av turbinens aktuator 22 som i sin tur korrigerar turbinen 17 i sá kallad closed loop .

Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till det ovan beskrivna utföringsexemplet, utan en rad ytter- ligare varianter och modifikationer är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav. ovana:

Claims (3)

10 15 20 25 525 932 8 C14434/KS, 04-10-ll PATENTKRAV

1. Förfarande för reglering av bromseffekt under motorbromsning vid en förbränningsmotor (10) med ett avgasturboaggregat (16) med inställbara ledskenor för reglering av turbovarvtal och gasflöde, k ä n n e t e c k n a t av stegen att detektera motorns varvtal, att detektera ledskenornas inställningsläge (Lfl, att mäta laddtrycket (pi) pà motorns insugningssida, att dessutom mäta grenrörstrycket (pg) på motorns avgassida, att jämföra dessa data med lagrade börvärden, och att justera ledskenorna till ett börläge (L2) som för en önskad bromseffekt (P) ger ett lämpligt laddtryck (pg.

2. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av steget att dessutom detektera turboaggregatets (16) varvtal,

3. Förfarande enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av steget att inledningsvis välja en inställning för ledskenorna som ger en låg bromseffekt, och att sedan justera ledskenorna i riktning mot en högre bromseffekt.