IT201800003377A1 - Metodo di gestione di una alimentazione di un motore a combustione interna ad accensione comandata e sistema di alimentazione implementante detto metodo - Google Patents
Metodo di gestione di una alimentazione di un motore a combustione interna ad accensione comandata e sistema di alimentazione implementante detto metodo Download PDFInfo
- Publication number
- IT201800003377A1 IT201800003377A1 IT102018000003377A IT201800003377A IT201800003377A1 IT 201800003377 A1 IT201800003377 A1 IT 201800003377A1 IT 102018000003377 A IT102018000003377 A IT 102018000003377A IT 201800003377 A IT201800003377 A IT 201800003377A IT 201800003377 A1 IT201800003377 A1 IT 201800003377A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- internal combustion
- combustion engine
- fuel
- procedure
- ref
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
- F02D41/1474—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method by detecting the commutation time of the sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1486—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
- F02D41/1488—Inhibiting the regulation
- F02D41/1491—Replacing of the control value by a mean value
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/101—Three-way catalysts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/026—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
- F02D19/029—Determining density, viscosity, concentration or composition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
- F02D2200/0611—Fuel type, fuel composition or fuel quality
- F02D2200/0612—Fuel type, fuel composition or fuel quality determined by estimation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D41/1408—Dithering techniques
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2441—Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
- F02D41/2454—Learning of the air-fuel ratio control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2487—Methods for rewriting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“METODO DI GESTIONE DI UNA ALIMENTAZIONE DI UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA AD ACCENSIONE COMANDATA E SISTEMA DI ALIMENTAZIONE IMPLEMENTANTE DETTO METODO”
Campo di applicazione dell’invenzione
La presente invenzione si riferisce al campo dei metodi e sistemi di gestione di una alimentazione di un motore ad accensione comandata.
Stato della tecnica
Nei motori ad accensione comandata, anche noti come motori a ciclo Otto, il rispetto del rapporto stechiometrico è fondamentale per rispettare i limiti imposti dalle normative alle emissioni inquinanti.
Ciò risulta altresì importante per garantire performance uniformi in termini di erogazione di coppia, a fronte di impredicibili variazioni nella qualità del combustibile utilizzato.
Tale problema è particolarmente sentito nell’ambito dei motori alimentati a gas, tra cui gas naturale, comunemente appellato come metano, che può essere stoccato nei serbatoi in forma gassosa (CNG) o liquida (LNG).
I combustibili gassosi o liquefatti presentano una forte variabilità di composizione che rende spesso difficile o impossibile ottenere, specialmente, in breve tempo, una corretta stechiometria della combustione.
E’ spesso sufficiente cambiare stazione di servizio per approvvigionarsi di combustibili molto diversi tra loro che necessitano pertanto un dosaggio differente durante la relativa iniezione dei cilindri del motore a combustione interna.
La quantità di combustibile da iniettare dipende dalla massa di aria fresca introdotta nel motore che è misurata mediante una apposito sensore disposto sul collettore di aspirazione.
L’alimentazione del motore a combustione interna può essere operata mediante un controllo in anello chiuso in cui si adopera una sonda lambda lineare come segnale di retroazione allo scopo di ottenere un corretto rapporto aria/combustibile (A/F).
Le sonde lambda lineari sono precise e veloci, consentono di correggere adeguatamente l’alimentazione del motore a combustione interna e garantiscono la stechiometria della combustione.
Le sonde lambda lineari però sono tecnicamente complesse e pertanto costose. Inoltre esse richiedono un hardware dedicato per il condizionamento del relativo segnale generato.
Sono note anche le sonde lambda binarie, comunemente dette ON/OFF. Queste non necessitano di hardware dedicato e la loro implementazione è certamente più economica.
Anche queste sonde ON/OFF necessitano di uno schema di controllo in anello chiuso forzando il rapporto di combustione aria/combustibile (A/F) ad oscillare intorno al valore stechiometrico ottenendo come feedback la commutazione del segnale generato dalla sonda binaria. Tale forzante di A/F modula l’alimentazione del combustibile, aumentando o diminuendo la quantità di combustibile iniettata, così da portare alternatamente la combustione nel cilindro in difetto di ossigeno o in eccesso di ossigeno.
Tale forzante può essere una correzione adimensionale moltiplicativa del segnale di riferimento che controlla la massa di combustibile da iniettare. Se essa vale 1, sostanzialmente, non si ha alcuna correzione, mentre se vale più di 1 o meno di 1 si ha una correzione della massa di combustibile da iniettare rispetto ad un valore di riferimento allo scopo di raggiungere una rapporto aria/combustibile di riferimento.
Pertanto, il catalizzatore trivalente è forzato a lavorare su una condizione stechiometrica, in una situazione bistabile, cioè oscillando continuamente tra una operatività ossidante ed una riducente.
Esempi di tale concetto sono in US2008319634 e WO2010097267.
Il controllo in anello chiuso è realizzato mediante un controllore PI (proporzionale e integrale), che corregge l’alimentazione del motore a combustione interna sulla base delle commutazioni effettuate dalla sonda lambda binaria disposta a monte del catalizzatore trivalente.
Sommario dell’invenzione
Scopo della presente invenzione è quello di presentare un metodo di gestione di una alimentazione di un motore ad accensione comandata in grado di meglio adattarsi alla variabilità della composizione dei combustibili usando una sonda lambda binaria.
L’idea di base della presente invenzione è quella di campionare il rapporto aria/combustibile misurato in corrispondenza di almeno due commutazioni consecutive della sonda binaria e di calcolarne un valor medio. Il controllo in anello chiuso è forzato a far convergere il rapporto aria/combustibile verso detto valor medio.
Se la massa d’aria in ingresso al motore è decisa dal conducente, allora, il controllo gestisce l’alimentazione del combustibile in base all’aria in ingresso al motore. Se invece, la valvola a farfalla è motorizzata, allora il controllo può gestire anche l’apertura della valvola a farfalla oltre che l’iniezione di combustibile.
Evidentemente la quantità di combustibile, nell’ambito di un controllo realizzato mediante una unità di elaborazione ed iniettori elettrici, corrisponde ad un segnale elettrico di controllo degli iniettori.
Il segnale (elettrico) di controllo degli iniettori che iniettano combustibile nei cilindri, dipende dal valore di stechiometria a cui il controllore converge.
Tale valore medio, denominato di seguito “stechiometria appresa”, altera pertanto la quantità di combustibile media da iniettare in una predeterminata condizione di funzionamento del motore.
Tanto più la composizione del combustibile varia rispetto ad una composizione ideale, tanto più alta è la suddetta alterazione della massa di combustibile da iniettare rispetto ad un condizione ideale.
In altre parole, la quantità di combustibile di riferimento da iniettare, è pre-calcolata in condizioni ideali, e pertanto denominata “stechiometria nominale”.
Quando il controllo in anello chiuso prevede l’impiego di un coefficiente moltiplicativo, denominato forzante A/F, per correggere il rapporto aria combustibile, il metodo può prevedere, alternativamente al campionamento di detto coefficiente moltiplicativo in corrispondenza di dette due commutazioni della sonda binaria ed il successivo calcolo del relativo valor medio del coefficiente moltiplicativo. Il fatto di campionare i rapporti aria/combustibile in corrispondenza delle commutazioni della sonda binaria, svincola dal tipo di controllo in anello chiuso adoperato. Preferibilmente, quando il punto motore resta stazionario, per un predeterminato lasso temporale, detto valore della “stechiometria appresa” è calcolato come media mobile su una pluralità di commutazioni consecutive, preferibilmente un numero pari di commutazioni consecutive. Un numero pari di commutazioni comporta un effetto vantaggioso che consente di semplificare la strategia di apprendimento. Infatti in tale modo i ritardi fra il calcolo della forzante A/F e il momento della commutazione ricco/magro della sonda medesima si elidono. Tali ritardi incidono sia nello stato di ricco, causando una sovrastima del rapporto aria/combustibile, che nello stato di magro, causando una sottostima del rapporto aria/combustibile. Un numero pari di campioni fa sì che i due ritardi, di sovrastima e di sottostima di rapporto aria/combustibile si compensano.
Secondo un primo aspetto dell’invenzione, detta “stechiometria appresa” è calcolata in un punto di funzionamento del motore e si riflette su tutto l’intervallo di funzionamento del motore a combustione interna.
Ad esempio si può calcolare una variazione di rapporto aria/combustibile rispetto ad un valore di riferimento relativo a punto motore di calcolo ed applicare tale variazione a tutto l’intervallo di funzionamento del motore, oppure se si opera in termini di forzante A/F si può intervenire in termini di forzante A/F su tutto l’intervallo di funzionamento del motore.
Vantaggiosamente si ottiene un rapido adattamento dei tempi di iniezione del motore al variare della composizione chimica del combustibile, affinché il motore a combustione interna lavori perfettamente a cavallo di una combustione stechiometrica.
Preferibilmente, tale adattamento è operato non appena viene rilevato un rifornimento del serbatoio di combustibile gassoso oppure liquido CNG o LNG.
Secondo una variante preferita dell’invenzione, una mappa 2D è memorizzata in una allocazione di memoria della unità di elaborazione che controlla l’alimentazione del motore a combustione interna. Tale mappa 2D esprime un rapporto aria/combustibile di riferimento, od una sua correzione, in funzione del “punto motore”, vale a dire dei giri/minuto dell’albero motore e della coppia erogata.
La mappa 2D è pertanto dotata di una pluralità di celle.
Equivalentemente, detta mappa 2D può memorizzare un valore centrale di detta forzante A/F attorno a cui oscilla per determinare l’oscillazione del rapporto aria/combustibile. Vantaggiosamente, quando viene rilevata una procedura di rifornimento il combustibile viene rinnovato con una composizione chimica omogenea, e viene eseguita la procedura descritta sopra andando a modificare il rapporto aria/combustibile od il valore centrale della forzante A/F in tutto il campo di funzionamento del motore a combustione interna, quindi su tutte le celle che formano detta mappa 2D.
Secondo una variante preferita dell’invenzione, un secondo processo di correzione è eseguito in ciascun punto motore, per esempio in ciascuna cella della suddetta mappa 2D, quando il motore opera in condizioni stazionarie per un predeterminato lasso temporale. Tale correzione non è apportata indiscriminatamente a tutte le celle della mappa 2D, ma solo, alla cella relativa al punto motore in cui il processo di calcolo del suddetto valor medio è stato effettuato ed eventualmente e preferibilmente è estesa alle celle adiacenti a detta cella, mediante un fattore di peso decrescente.
Pertanto, mentre il primo processo è preferibilmente conseguente ad una operazione di rifornimento e si ripercuote sull’intera mappa, il secondo processo, viene quando il primo processo è terminato, ed ha effetto sulla cella corrispondente al relativo punto motore o al più sulle celle vicine.
Le rivendicazioni descrivono varianti preferite dell’invenzione, formando parte integrante della presente descrizione.
Breve descrizione delle figure
Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue di un esempio di realizzazione della stessa (e di sue varianti) e dai disegni annessi dati a puro titolo esplicativo e non limitativo, in cui:
nella figura 1 è schematizzato un motore a combustione interna ad accensione comandata dotato di relativi mezzi di alimentazione e di una linea di scarico su cui è disposto un catalizzatore trivalente ed una sonda lambda binaria a cui si rivolge la presente invenzione;
nella figura 2 è mostrato in un diagramma temporale la delle commutazioni dovute all’implementazione di una sonda lambda binaria e del metodo oggetto della presente invenzione;
nella figura 3 è mostrata una mappa 2D in cui sono memorizzati valori di riferimento di tempi di iniezione o di massa di combustibile da iniettare in ogni ciclo di combustione di un cilindro;
nella figura 4 è mostrata la mappa 2D di figura 3, in cui è indicata una cella di calcolo e relative celle adiacenti;
nelle figure 5, 5a e 5b sono mostrati rispettivamente un diagramma di flusso esemplificativo del metodo di controllo oggetto della presente invenzione, declinato nelle due varianti di figura 5a e 5b, in cui la variante di figura 5a è preferibilmente eseguita quando è rilevata una procedura di rifornimento, mentre la variante di figura 5b è eseguita quando la variante di figura 5a è disattiva.
Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.
I blocchi di figura 2 rappresentati in tratteggio sono da considerarsi opzionali.
I collegamenti tratteggiati di figura 1 rappresentano linee elettriche analogiche o digitali.
Nell’ambito della presente descrizione il termine “secondo” componente non implica la presenza di un “primo” componente. Tali termini sono infatti adoperati soltanto per chiarezza e non vanno intesi in modo limitativo.
Descrizione di dettaglio di esempi di realizzazione
La figura 1 mostra schematicamente un motore a combustione interna E ad accensione comandata dotato di mezzi di alimentazione J, per esempio iniettori di combustibile.
Il motore E è dotato di una linea di scarico su cui è alloggiato un catalizzatore trivalente 3WC. A monte del catalizzatore è disposta, sulla linea di scarico, una sonda lambda di tipo binaria B, atta a commutare tra due condizioni logiche indicanti rispettivamente combustione magra e grassa.
Una unità di elaborazione CPU sovrintende al controllo del motore a combustione interna E ed in particolare controlla l’iniezione di combustibile nei cilindri del motore mediante relativi iniettori J.
Tale unità di elaborazione implementa un controllo in anello chiuso su detta sonda lambda binaria B facendo oscillare continuamente l’alimentazione del motore a combustione interna intorno al rapporto stechiometrico di aria/combustibile (A / F).
L’unità di elaborazione, quando rileva una commutazione del livello di segnale generato dalla sonda lambda, inverte il segno della correzione mediante la suddetta “forzante A/F” fintanto che non rileva una nuova commutazione del livello di segnale generato dalla sonda. La forzante, se espressa come un coefficiente moltiplicativa oscilla rispetto ad un valore centrale che in condizioni ideali è 1. Pertanto, 1,01 e 0,99 determinano un arricchimento o smagrimento della miscela aria/combustibile.
Nella unità di elaborazione è memorizzato un valore di riferimento del combustibile da iniettare nel motore a combustione interna.
Il metodo di gestione della alimentazione secondo la presente invenzione comprende un controllo proporzionale/integrale in anello chiuso su un segnale binario (ON/OFF) generato dalla sonda lambda binaria, il metodo comprendendo una procedura di variare continuamente un rapporto aria/combustibile tra una condizione di combustione magra ed una condizione di combustione ricca e viceversa quando una commutazione di detto segnale binario è rilevato, il metodo comprendendo una procedura eseguita in condizioni stazionarie di funzionamento del motore a combustione interna formata da:
- un primo passo di registrare almeno due valori di detto rapporto aria/combustibile λ1 e λ2 in corrispondenza di altrettante commutazioni consecutive,
- un secondo passo di calcolare un valore medio λm di detti due valori registrati,
- un terzo passo di impostare come valore di riferimento Ref di rapporto aria/combustibile detto valore medio calcolato.
Evidentemente, tale impostazione può essere graduale determinando una convergenza, quando il metodo è eseguito ripetutamente per alcuni cicli di elaborazione.
In altre parole, si arriva ad un errore nullo o nel caso di correzione realizzata mediante un coefficiente moltiplicativo ad un valore neutro, cioè pari ad 1.
Il fatto di impostare come valore di riferimento detto valore medio corrisponde a calcolare una variazione D_Ref = λm – Ref.
La figura 2 diagramma un segnale di alimentazione del motore a combustione interna nel tempo. Il controllo in anello chiuso basato sul segnale binario generato dalla sonda lambda binaria, determina delle oscillazioni attorno ad un valore di riferimento Ref, pre-memorizzato nell’unità di elaborazione.
Nel caso di figura 2, il valore di riferimento del segnale di alimentazione è superiore al valore stechiometrico λm per la composizione di combustibile attualmente implementata.
Nell’esempio, le commutazioni della sonda lambda binaria avvengono in λ1 e λ2 che sono equidistanti da λm. Vi è pertanto uno scostamento tra il rapporto A/F precedentemente memorizzato Ref e quello attuale che tiene conto della composizione reale del combustibile.
Quando il motore resta in condizioni stazionarie a lungo, si può sfruttare tali circostanze realizzando una media mobile tra i rapporti aria/combustibile delle commutazioni ON/OFF della sonda.
Preferibilmente, l’unità di elaborazione implementa uno schema di controllo in anello chiuso con un controllore PI, proporzionale integrativo, sul ramo di retroazione così come previsto dall’arte nota per i motori ad accensione comandata a ciclo Otto. Tale schema, però, è modificato così come descritto sopra.
Il valore di riferimento Ref varia al variare del punto motore ed è un valore ideale nel senso che dipende da un combustibile ideale.
La figura 3 mostra un esempio di mappa 2D.
Un sensore L1 è in grado di rilevare una operazione di rifornimento del serbatoio S1 ed un sensore L2 è in grado di rilevare una operazione di rifornimento del serbatoio S2 di combustibile gassoso che alimenta il motore a combustione interna. Detto sensore può rilevare un aumento repentino di pressione nel serbatoio del gas combustibile oppure può rilevare l’aumento del sensore di livello del serbatoio che contiene il combustibile in fase liquida.
Quando, rilevata detta operazione di rifornimento, si esegue detta prima procedura monitorando il punto motore e quando questo è ritenuto stabile, si esegue detta correzione del rapporto A/F del motore a combustione interna.
Preferibilmente, detta correzione è apportata in egual misura su tutti i valori di riferimento del dominio di funzionamento del motore e pertanto all’intera mappa 2D descritta sopra, quando tale procedura è scatenata da una procedura di rifornimento definendo un cosiddetto “primo processo”.
Secondo una variante preferita della presente invenzione, dopo che si è conclusa la prima procedura, scatenata dalla procedura di rifornimento, ha inizio una seconda procedura che preferibilmente è eseguita costantemente fino ad un successivo rifornimento.
Secondo una variante preferita della presente invenzione, che si può combinare con la precedente, è previsto un “secondo processo”, eseguito quando termina detto primo processo e prevede una simile correzione dei valori di riferimento Ref, cella per cella.
In altre parole, la correzione non viene applicata all’intera mappa secondo quanto previsto dal primo processo, ma viene applicata alla cella C in cui il motore opera e solo opzionalmente a celle vicine. Tale cella C è rappresentata come scura in figura 3. In figura 4 sono invece indicate anche le celle adiacenti alla cella C.
Si tratta, in questo caso di una “correzione puntuale”, in contrasto con la “correzione globale” operata sull’intera mappa.
In relazione alla risoluzione adottata, vale a dire al grado di suddivisione del campo di funzionamento del motore si può ottenere una mappa più o meno fitta, cioè con celle di ampiezza inferiore.
In caso di mappa molto fitta può essere previsto di apportare correzioni alle celle immediatamente circostanti che definiscono un primo livello e alle ulteriori celle, immediatamente adiacenti alle celle del primo livello. Tali ulteriori celle definiscono un secondo livello, etc..
Anche in questo caso si preferisce pesare, cioè diminuire proporzionalmente, la correzione mano a mano che ci si allontana dalla cella corrispondente al punto motore attuale.
Questo schema di correzione risulta “a zone” e di natura più lenta rispetto alla “correzione globale”.
Secondo una ulteriore variante preferita dell’invenzione, l’unità di elaborazione che controlla il motore a combustione interna comprende una seconda mappa 2D implementata per la gestione dell’alimentazione del motore a combustione interna quando alimentato con un secondo serbatoio S2 riempito con un combustibile diverso dal precedente serbatoio S1. Pertanto, quando l’alimentazione è commutata tra due sorgenti di combustibile diversi, viene implementata una relativa mappa 2D in modo da evitare tempi eccessivamente lunghi di convergenza del primo processo, prima, e del secondo processo, poi.
Dunque, il veicolo può implementare un serbatoio di metano liquido LNG ed anche un serbatoio di metano gassoso CNG (sistemi cosiddetti “dual fuel”).
In altre parole, quando l’alimentazione è commutata da gas CNG a LNG e viceversa, l’unità di elaborazione passa a lavorare sulla corrispondente mappa 2D.
Questa variante può essere estesa secondo il numero di serbatoi installati sul veicolo. In altre parole per ogni serbatoio in uso può essere definita una mappa 2D di apprendimento.
La presente invenzione può essere vantaggiosamente realizzata tramite un programma per computer che comprende mezzi di codifica per la realizzazione di uno o più passi del metodo, quando questo programma è eseguito su di un computer. Pertanto si intende che l’ambito di protezione si estende a detto programma per computer ed inoltre a mezzi leggibili da computer che comprendono un messaggio registrato, detti mezzi leggibili da computer comprendendo mezzi di codifica di programma per la realizzazione di uno o più passi del metodo, quando detto programma è eseguito su di un computer.
La figura 5 prevede un passo 0, secondo cui si verifica che il motore sia in condizioni stazionarie, nel senso che numero di giri e coppia erogata sono costanti per un predeterminato intervallo temporale.
Successivamente si eseguono i su descritti passi 1 – 3 e si ricomincia da capo.
Nel caso di implementazione del primo processo, rappresentato in figura 5a, si verifica preliminarmente, mediante il passo F, che sia appena stata eseguita una procedura di rifornimento.
Il metodo può essere eseguito una sola volta o può essere eseguito un predeterminato numero di volte mediante un loop interno con un contatore che unisce l’uscita del passo 3-1 con l’ingresso del passo 0.
Il passo 3-1 prevede specificatamente di modificare il valore di riferimento del rapporto aria/combustibile per tutto il dominio di funzionamento del motore.
Al contrario, il passo 3-2 di figura 5b, che rappresenta il secondo processo, prevede di modificare solo il valore di riferimento del rapporto aria/combustibile della cella C in cui il motore opera in condizioni stazionarie mentre la seconda procedura è eseguita.
La figura 5b, mostra le porte Yes/No del passo F invertite tra loro, in quanto è eseguito quando il primo processo non è eseguito o terminato.
Sono possibili varianti realizzative all'esempio non limitativo descritto, senza per altro uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione, comprendendo tutte le realizzazioni equivalenti per un tecnico del ramo.
Dalla descrizione sopra riportata il tecnico del ramo è in grado di realizzare l’oggetto dell’invenzione senza introdurre ulteriori dettagli costruttivi. Gli elementi e le caratteristiche illustrate nelle diverse forme di realizzazione preferite, inclusi i disegni, possono essere combinati tra loro senza peraltro uscire dall’ambito di protezione della presente domanda. Quanto descritto nel capitolo relativo allo stato della tecnica occorre solo ad una migliore comprensione dell’invenzione e non rappresenta una dichiarazione di esistenza di quanto descritto. Inoltre, se non specificatamente escluso nella descrizione di dettaglio, quanto descritto nel capitolo stato della tecnica è da considerarsi come parti integrante della descrizione di dettaglio.
Claims (13)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo di gestione di una alimentazione di un motore (E) a combustione interna ad accensione comandata, il motore (E) essendo dotato di + un sistema di alimentazione di combustibile (J) atto a dosare combustibile in risposta ad un segnale di alimentazione, + un catalizzatore (3WC) trivalente collegato ad un collettore di scarico del motore a combustione interna, una sonda lambda (L) binaria, atta a commutare tra due condizioni logiche indicanti rispettivamente combustione magra e grassa, detta sonda essendo disposta immediatamente a monte di detto catalizzatore (3WC), il metodo comprendendo una procedura di pilotare detto sistema di alimentazione sulla base di una commutazione tra dette condizioni logiche, cosicché detta combustione oscilla su una condizione di combustione stechiometrica, il metodo comprendendo una prima procedura eseguita in condizioni stazionarie di funzionamento del motore a combustione interna formata da - un primo passo di registrare almeno due valori (λ1, λ2) di detto rapporto aria/combustibile in corrispondenza di altrettante commutazioni consecutive, - un secondo passo di calcolare un valore medio (λm) di detti due valori registrati, - un terzo passo di impostare come valore di riferimento (Ref) di rapporto aria/combustibile detto valore medio calcolato.
- 2. Metodo secondo la rivendicazioni 1, in cui detto valor medio è calcolato mediante una media mobile su una pluralità di commutazioni consecutive.
- 3. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti 1 o 2, in cui detta procedura è attivata quando, è rilevata una procedura di rifornimento di un serbatoio (S) alimentante detto sistema di alimentazione (J).
- 4. Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui si definisce errore (Delta_lambda) una differenza (Ref - λm) tra detto valore di riferimento (Ref) e detto valor medio (λm), prima di una esecuzione di detto terzo passo, ed in cui detto valore di riferimento è mappato su tutto un dominio di funzionamento del motore a combustione interna, ed in cui detto terzo passo prevede di correggere detto segnale di riferimento mediante detto errore per tutti i valori del segnale di riferimento di detta mappatura.
- 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui detto dominio di funzionamento del motore a combustione interna è mappato in una mappa 2D ed in cui detto terzo passo prevede di correggere detto segnale di riferimento mediante detto errore per tutti i valori in celle di detta mappa 2D.
- 6. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima procedura è eseguita per un predeterminato numero di cicli e poi terminata.
- 7. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti da 1 a 3, in cui detto terzo passo è eseguito solo per un valore di riferimento (Ref) corrispondente a dette condizioni stazionarie di funzionamento del motore a combustione interna.
- 8. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 4 a 6, ulteriormente comprendente una seconda procedura comprendente i suddetti primo, secondo e terzo passo, in cui detto terzo passo è eseguito solo per un valore di riferimento (Ref) corrispondente a dette condizioni stazionarie di funzionamento del motore a combustione interna ed in cui detta seconda procedura è eseguita quando detta prima procedura è terminata.
- 9. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui un dominio di funzionamento del motore a combustione interna è mappato in una mappa 2D ed in cui, in ciascuna cella di detta mappa è riportato un valore di riferimento di detto rapporto aria/combustibile ed in cui si definisce errore (Delta_lambda) una differenza (Ref - λm) tra detto valore di riferimento (Ref), prima dell’esecuzione di detto terzo passo, e detto valor medio (λm), ed in cui detto terzo passo prevede di correggere detto valore di riferimento di una prima cella (C) di detta mappa 2D, corrispondente a dette condizioni stazionarie di funzionamento del motore a combustione interna.
- 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui una correzione è operate a celle adiacenti a detta prima cella pesando detto errore mediante un coefficiente P.
- 11. Sistema di gestione di una alimentazione di un motore a combustione interna dotato di un + un sistema di alimentazione di combustibile (J) atto a dosare combustibile in risposta ad un segnale di alimentazione, + un catalizzatore (3WC) trivalente collegato ad un collettore di scarico del motore a combustione interna, una sonda lambda (L) binaria, atta a commutare tra due condizioni logiche indicanti rispettivamente combustione magra e grassa, detta sonda essendo disposta immediatamente a monte di detto catalizzatore (3WC), detto sistema di gestione comprendendo una unità di elaborazione (ECU), configurata per eseguire tutti i passi di una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 10.
- 12. Veicolo terrestre dotato di + un motore a combustione interna (E) avente un sistema di alimentazione di combustibile (J) atto a dosare combustibile in risposta ad un segnale di alimentazione, un catalizzatore (3WC) trivalente collegato ad un collettore di scarico del motore a combustione interna, + una sonda lambda (L) binaria, atta a commutare tra due condizioni logiche indicanti rispettivamente combustione magra e grassa, detta sonda essendo disposta immediatamente a monte di detto catalizzatore (3WC), + un sistema di gestione di una alimentazione di detto motore a combustione interna secondo la rivendicazione 10.
- 13. Veicolo secondo la rivendicazione 12, ulteriormente comprendente un serbatoio (S) di combustibile gassoso, dotato di un sensore atto a rilevare una procedura di rifornimento di detto serbatoio di combustibile.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102018000003377A IT201800003377A1 (it) | 2018-03-08 | 2018-03-08 | Metodo di gestione di una alimentazione di un motore a combustione interna ad accensione comandata e sistema di alimentazione implementante detto metodo |
| KR1020207028541A KR102604262B1 (ko) | 2018-03-08 | 2019-03-08 | 불꽃 점화 내연 엔진의 연료 공급을 관리하는 방법 및 상기 방법을 구현하는 공급 시스템 |
| BR112020018224-9A BR112020018224B1 (pt) | 2018-03-08 | 2019-03-08 | Método para gerenciar o fornecimento de combustível para um motor de combustão interna com ignição por centelha e sistema de fornecimento que implementa o dito método |
| EP19716552.5A EP3762598B1 (en) | 2018-03-08 | 2019-03-08 | Method for managing a fuel supply of a spark ignition internal combustion engine and a supply system implementing said method |
| CN201980017654.6A CN112041550B (zh) | 2018-03-08 | 2019-03-08 | 管理火花点火式内燃发动机的燃料供应的方法及实施所述方法的供应系统 |
| PCT/IB2019/051901 WO2019171343A1 (en) | 2018-03-08 | 2019-03-08 | Method for managing a fuel supply of a spark ignition internal combustion engine and a supply system implementing said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102018000003377A IT201800003377A1 (it) | 2018-03-08 | 2018-03-08 | Metodo di gestione di una alimentazione di un motore a combustione interna ad accensione comandata e sistema di alimentazione implementante detto metodo |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT201800003377A1 true IT201800003377A1 (it) | 2019-09-08 |
Family
ID=62386812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102018000003377A IT201800003377A1 (it) | 2018-03-08 | 2018-03-08 | Metodo di gestione di una alimentazione di un motore a combustione interna ad accensione comandata e sistema di alimentazione implementante detto metodo |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3762598B1 (it) |
| KR (1) | KR102604262B1 (it) |
| CN (1) | CN112041550B (it) |
| IT (1) | IT201800003377A1 (it) |
| WO (1) | WO2019171343A1 (it) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4655188A (en) * | 1984-01-24 | 1987-04-07 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | Apparatus for learning control of air-fuel ratio of air-fuel mixture in electronically controlled fuel injection type internal combustion engine |
| US4669439A (en) * | 1984-09-10 | 1987-06-02 | Mazda Motor Corporation | Air-to-fuel ratio control systems for internal combustion engines |
| US4703430A (en) * | 1983-11-21 | 1987-10-27 | Hitachi, Ltd. | Method controlling air-fuel ratio |
| EP0265079A2 (en) * | 1986-10-21 | 1988-04-27 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | Apparatus for learning and controlling air/fuel ratio in internal combustion engine |
| EP0358062A2 (en) * | 1988-09-05 | 1990-03-14 | Hitachi, Ltd. | Method of controlling air-fuel ratio for use in internal combustion engine and apparatus of controlling the same |
| US4961412A (en) * | 1988-08-31 | 1990-10-09 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control system for an automotive engine |
| US5467755A (en) * | 1994-08-25 | 1995-11-21 | Ford Motor Company | Method and system for controlling flexible fuel vehicle fueling |
| WO2006129198A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel injection quantity control apparatus for an internal combustion engine |
| US20170009680A1 (en) * | 2014-01-31 | 2017-01-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control system and control method for internal combustion engine |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004050092B3 (de) * | 2004-10-14 | 2006-04-13 | Siemens Ag | Verfahren zur Regelung des Lambda-Wertes einer Brennkraftmaschine |
| JP2008144723A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
| GB2516658A (en) * | 2013-07-29 | 2015-02-04 | Gm Global Tech Operations Inc | Method of correcting operating set points of an internal combustion engine |
| DE102016213767B4 (de) * | 2016-07-27 | 2018-05-30 | Audi Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine |
-
2018
- 2018-03-08 IT IT102018000003377A patent/IT201800003377A1/it unknown
-
2019
- 2019-03-08 WO PCT/IB2019/051901 patent/WO2019171343A1/en not_active Ceased
- 2019-03-08 EP EP19716552.5A patent/EP3762598B1/en active Active
- 2019-03-08 KR KR1020207028541A patent/KR102604262B1/ko active Active
- 2019-03-08 CN CN201980017654.6A patent/CN112041550B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4703430A (en) * | 1983-11-21 | 1987-10-27 | Hitachi, Ltd. | Method controlling air-fuel ratio |
| US4655188A (en) * | 1984-01-24 | 1987-04-07 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | Apparatus for learning control of air-fuel ratio of air-fuel mixture in electronically controlled fuel injection type internal combustion engine |
| US4669439A (en) * | 1984-09-10 | 1987-06-02 | Mazda Motor Corporation | Air-to-fuel ratio control systems for internal combustion engines |
| EP0265079A2 (en) * | 1986-10-21 | 1988-04-27 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | Apparatus for learning and controlling air/fuel ratio in internal combustion engine |
| US4961412A (en) * | 1988-08-31 | 1990-10-09 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control system for an automotive engine |
| EP0358062A2 (en) * | 1988-09-05 | 1990-03-14 | Hitachi, Ltd. | Method of controlling air-fuel ratio for use in internal combustion engine and apparatus of controlling the same |
| US5467755A (en) * | 1994-08-25 | 1995-11-21 | Ford Motor Company | Method and system for controlling flexible fuel vehicle fueling |
| WO2006129198A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel injection quantity control apparatus for an internal combustion engine |
| US20170009680A1 (en) * | 2014-01-31 | 2017-01-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control system and control method for internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3762598B1 (en) | 2024-10-09 |
| CN112041550B (zh) | 2024-03-26 |
| KR102604262B1 (ko) | 2023-11-21 |
| BR112020018224A2 (pt) | 2020-12-29 |
| EP3762598A1 (en) | 2021-01-13 |
| WO2019171343A1 (en) | 2019-09-12 |
| KR20200133351A (ko) | 2020-11-27 |
| CN112041550A (zh) | 2020-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6684492B2 (ja) | 二元燃料エンジンおよび制御方法 | |
| JP5543134B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射器を較正する方法および制御装置、プログラムおよび記憶媒体 | |
| US10352263B2 (en) | Fuel injection amount control apparatus for an internal combustion engine | |
| US9239026B2 (en) | Fuel supply control device and control method for engine | |
| US20110283981A1 (en) | Apparatus for acquiring responsibility of oxygen concentration sensor | |
| US8868317B2 (en) | Fuel injection amount control apparatus for an internal combustion engine | |
| JP6149828B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| WO2019097999A1 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| KR20140035877A (ko) | 내연기관의 작동 방법 및 장치 | |
| IT201800003377A1 (it) | Metodo di gestione di una alimentazione di un motore a combustione interna ad accensione comandata e sistema di alimentazione implementante detto metodo | |
| JP2015135060A (ja) | 燃料供給装置の故障判定装置 | |
| JP2018105191A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| US8126633B2 (en) | Method for operating an internal combustion engine | |
| JP5098683B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
| JP4348686B2 (ja) | エンジンの燃料供給方法および装置 | |
| JP2009097453A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| ITTO980913A1 (it) | Metodo di controllo dell'iniezione in un motore a combustione internain funzione della qualita' del combustibile utilizzato. | |
| JP2016053304A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP4453510B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP2015137573A (ja) | 排出ガスセンサの故障診断装置 | |
| BR112020018224B1 (pt) | Método para gerenciar o fornecimento de combustível para um motor de combustão interna com ignição por centelha e sistema de fornecimento que implementa o dito método | |
| JP4049727B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| KR101515015B1 (ko) | 가변기통엔진의 공연비 확인 및 제어 방법 | |
| JP5386767B2 (ja) | Lpgエンジンの空燃比制御方法及び空燃比制御装置 | |
| JP6203516B2 (ja) | エンジンの燃料噴射制御装置 |