RU2681560C1 - Method for determining actual stroke in cylinder of engine with progressively moving pistons - Google Patents
Method for determining actual stroke in cylinder of engine with progressively moving pistons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2681560C1 RU2681560C1 RU2014146431A RU2014146431A RU2681560C1 RU 2681560 C1 RU2681560 C1 RU 2681560C1 RU 2014146431 A RU2014146431 A RU 2014146431A RU 2014146431 A RU2014146431 A RU 2014146431A RU 2681560 C1 RU2681560 C1 RU 2681560C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- crankshaft
- cylinder
- rotation
- camshaft
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 171
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 24
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 24
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 4
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/042—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12
- G01M15/046—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12 by monitoring revolutions
-
- 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
- F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
-
- 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
- F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
- F02D2041/0092—Synchronisation of the cylinders at engine start
-
- 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
- F02D2200/0602—Fuel pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу определения фактического такта в цилиндре двигателя с поступательно движущимися поршнями.The present invention relates to a method for determining the actual stroke in a cylinder of an engine with progressively moving pistons.
Уровень техникиState of the art
При пуске выключенного двигателя с поступательно движущимися поршнями (ниже называемого также двигателем внутреннего сгорания или сокращенно ДВС) необходимо определять их положения в отдельных цилиндрах ДВС. Положение поршня в одном цилиндре определяют при этом в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Угол поворота коленчатого вала характеризует фактический угол поворота, соответственно фактическое угловое положение коленчатого вала ДВС относительно некоторого опорного, т.е. принятого за начало отсчета, положения, которое соответствует верхней мертвой точке (в.м.т.) поршня в цилиндре, обозначаемом как цилиндр 1. Количеством цилиндров и порядком их работы однозначно определяются фактические положения поршней в других цилиндрах вследствие постоянной и известной взаимосвязи между положениями поршней друг относительно друга, соответственно относительно опорного положения. На основании угла поворота коленчатого вала известно положение, в котором находится поршень в цилиндре. Однако при этом неизвестно, на каком именно такте находится поршень.When starting an off engine with translationally moving pistons (hereinafter also referred to as internal combustion engine or in short ICE), it is necessary to determine their position in individual ICE cylinders. The position of the piston in one cylinder is determined in this case, depending on the angle of rotation of the crankshaft. The angle of rotation of the crankshaft characterizes the actual angle of rotation, respectively, the actual angular position of the ICE crankshaft relative to some reference, i.e. taken as the reference point, the position that corresponds to the top dead center (bpm) of the piston in the cylinder, designated as cylinder 1. The number of cylinders and the order of their operation uniquely determine the actual position of the pistons in the other cylinders due to the constant and known relationship between the positions pistons relative to each other, respectively, relative to the reference position. Based on the angle of rotation of the crankshaft, the position in which the piston is located in the cylinder is known. However, it is not known at which particular stroke the piston is located.
Определение положений поршней в цилиндрах и распознавание фактического такта должны однократно выполняться при каждом пуске ДВС для возможности определения моментов начала впрыскивания топлива в каждый цилиндр. Поскольку подача основной порции топлива (основное впрыскивание топлива) в один цилиндр четырехтактного ДВС осуществляется только один раз за два оборота коленчатого вала, должны быть известны все положения поршней в цилиндрах и такты, на которых находятся поршни в них. Для определения соответствующих моментов начала впрыскивания топлива (а в случае бензиновых двигателей - и для определения соответствующих моментов зажигания) должна иметься информация о том, на каком такте находятся поршни в отдельных цилиндрах. При фактическом нахождении поршня в одном из цилиндров, например, в своей в.м.т. этот поршень может находиться как раз в конце хода сжатия либо в конце хода выпуска.The determination of the positions of the pistons in the cylinders and the recognition of the actual cycle should be performed once at each start of the internal combustion engine in order to determine the moments of the beginning of fuel injection into each cylinder. Since the main portion of fuel (main fuel injection) is supplied to one cylinder of a four-stroke ICE only once per two turns of the crankshaft, all the positions of the pistons in the cylinders and the cycles on which the pistons are located in them must be known. In order to determine the corresponding moments of the start of fuel injection (and, in the case of gasoline engines, to determine the corresponding ignition points), information must be available on which stroke the pistons in the individual cylinders are at. With the actual location of the piston in one of the cylinders, for example, in its BMT this piston can be located just at the end of the compression stroke or at the end of the exhaust stroke.
Фактический угол поворота коленчатого вала можно определять с помощью зубчатого задающего диска, который неподвижно соединен с коленчатым валом без возможности вращения относительно него. Традиционный зубчатый задающий диск обычно может иметь 58 равновеликих зубьев, а также один пропуск размером в два отсутствующих зуба (так называемый зубчатый задающий диск с 60-2 зубьями). Зубчатый венец такого зубчатого задающего диска сканируется работающим в паре с ним импульсным датчиком, который при этом формирует электрический сигнал, характеризующий угловое положение коленчатого вала. На основании информации о фактическом угле поворота коленчатого вала можно также определить положения поршней в отдельных цилиндрах.The actual angle of rotation of the crankshaft can be determined using a toothed master disk, which is fixedly connected to the crankshaft without the possibility of rotation relative to it. A traditional toothed drive disk can usually have 58 equal-sized teeth, as well as one gap the size of two missing teeth (the so-called gear drive disk with 60-2 teeth). The toothed rim of such a toothed driving disk is scanned by a pulsed sensor working in conjunction with it, which at the same time generates an electrical signal characterizing the angular position of the crankshaft. Based on information about the actual angle of rotation of the crankshaft, you can also determine the position of the pistons in the individual cylinders.
Для дополнительного определения такта, на котором находятся поршни в отдельных цилиндрах, можно использовать задающий диск, неподвижно соединенный с распределительным валом ДВС без возможности вращения относительно этого вала. Такой задающий диск на распределительном валу также имеет метки (например, зубья и пропуски либо магнитные и немагнитные участки), служащие для распознавания углового положения диска. При этом у устанавливаемого на распределительном валу задающего диска метки на его поверхности не должны обладать центральной симметрией относительно центра диска. Установленный на распределительном валу задающий диск также может сканироваться работающим в паре с ним импульсным датчиком, который при этом формирует сигнал, характеризующий угловое положение распределительного вала. Распределительный вал, несмотря на возможное изменение его положения в целях регулирования фаз газораспределения, кинематически связан с коленчатым валом без возможности независимого от него вращения относительно него таким образом, что каждые два полных оборота коленчатого вала соответствуют одному полному обороту распределительного вала. На основании сигнала, характеризующего угловое положение коленчатого вала, и сигнала, характеризующего угловое положение распределительного вала, можно определить положения поршней в отдельных цилиндрах, а также фактические такты в них.To further determine the stroke, on which the pistons are located in individual cylinders, you can use the master disk, motionlessly connected to the ICE camshaft without the possibility of rotation relative to this shaft. Such a master disk on the camshaft also has marks (for example, teeth and gaps or magnetic and non-magnetic sections), which are used to recognize the angular position of the disk. At the same time, for the driving disk installed on the camshaft, the marks on its surface should not have central symmetry relative to the center of the disk. The drive disk mounted on the camshaft can also be scanned by a pulse sensor working in conjunction with it, which at the same time generates a signal characterizing the angular position of the camshaft. The camshaft, despite the possible change in its position in order to control the gas distribution phases, is kinematically connected to the crankshaft without the possibility of independent rotation relative to it in such a way that every two full revolutions of the crankshaft correspond to one full revolution of the camshaft. Based on the signal characterizing the angular position of the crankshaft and the signal characterizing the angular position of the camshaft, it is possible to determine the positions of the pistons in the individual cylinders, as well as the actual cycles in them.
Задающий диск на распределительном валу и соответствующий импульсный датчик необходимы в первую очередь при пуске ДВС для получения данных о положении поршня в каждом отдельном цилиндре и такте в нем. До определения положения поршня в цилиндре и такта в нем не должно осуществляться впрыскивание топлива ни в один из цилиндров ДВС, поскольку в противном случае существует опасность отсутствия сгорания с соответствующим увеличением выброса вредных веществ через систему выпуска отработавших газов. Поэтому процесс определения положения поршня в цилиндре и такта в нем происходит все то время, пока ДВС принудительно приводится в действие внешней рабочей машиной, например электрическим стартером. При последующей самостоятельной работе ДВС большей частью используются лишь сигнал, характеризующий угловое положение коленчатого вала, и известная взаимосвязь между углом поворота коленчатого вала и углом поворота распределительного вала (один оборот распределительного вала соответствует двум оборотам коленчатого вала) для временного прекращения впрыскивания топлива, а в случае бензиновых двигателей - и для временного прекращения искрообразования. Тем не менее устанавливаемые на распределительных валах задающие диски и работающие в паре с ними датчики необходимо монтировать на ДВС с наивысшей точностью, хотя они, несмотря на возможное изменение положения распределительного вала в целях регулирования фаз газораспределения, и используются лишь однократно при пуске ДВС.The drive disk on the camshaft and the corresponding pulse sensor are necessary first of all when starting the engine to obtain data on the position of the piston in each individual cylinder and the stroke in it. Before determining the position of the piston in the cylinder and the stroke in it, fuel injection should not be carried out in any of the ICE cylinders, since otherwise there is a danger of lack of combustion with a corresponding increase in the emission of harmful substances through the exhaust system. Therefore, the process of determining the position of the piston in the cylinder and the stroke in it takes place all the time until the internal combustion engine is forced to operate by an external working machine, for example, an electric starter. During subsequent independent operation of the internal combustion engine, for the most part, only a signal characterizing the angular position of the crankshaft and the known relationship between the angle of rotation of the crankshaft and the angle of rotation of the camshaft (one revolution of the camshaft corresponds to two revolutions of the crankshaft) are used to temporarily stop the fuel injection, and in the case of gasoline engines - and to temporarily stop sparking. Nevertheless, the drive discs mounted on the camshafts and the sensors working in conjunction with them must be mounted on the internal combustion engine with the highest accuracy, although they, despite the possible change in the position of the camshaft in order to control the valve timing, are used only once when starting the internal combustion engine.
В целом целесообразно обеспечить улучшенную возможность по определению фактического такта в цилиндре двигателя с поступательно движущимися поршнями в наиболее ранний возможный момент.In general, it is advisable to provide an improved ability to determine the actual cycle in an engine cylinder with progressively moving pistons at the earliest possible moment.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В изобретении предлагается способ определения фактического такта в цилиндре двигателя с поступательно движущимися поршнями, заявленный в п. 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения, а также в последующем описании представлены различные предпочтительные варианты осуществления изобретения.The invention provides a method for determining the actual stroke in a cylinder of an engine with progressively moving pistons, as claimed in paragraph 1 of the claims. In the dependent claims, as well as in the following description, various preferred embodiments of the invention are presented.
Топливо может нагнетаться, соответственно подаваться к отдельным цилиндрам по топливопроводу, например через топливный аккумулятор высокого давления, такой как общая топливная магистраль высокого давления в системе "common rail". Топливопровод при этом соединен прежде всего с отдельными цилиндрами, соответственно с устройствами впрыскивания топлива (например, топливными форсунками), предусмотренными для каждого цилиндра. Топливо подается, прежде всего сначала подается, в этот топливопровод. Из этого топливопровода топливо может впрыскиваться соответствующими устройствами его впрыскивания в отдельные цилиндры или во впускной коллектор. Топливопровод при этом расположен прежде всего между топливным насосом и устройствами впрыскивания топлива.The fuel can be pumped, respectively supplied to the individual cylinders via a fuel line, for example, through a high-pressure fuel accumulator, such as a common high-pressure fuel line in a common rail system. In this case, the fuel line is connected primarily to individual cylinders, respectively, to fuel injection devices (for example, fuel injectors) provided for each cylinder. Fuel is supplied, first of all, first to this fuel line. From this fuel line, fuel can be injected by appropriate injection devices into individual cylinders or into the intake manifold. The fuel line is located primarily between the fuel pump and the fuel injection devices.
Перед подачей топлива в топливопровод прежде всего сначала происходит повышение давления топлива топливным насосом. Тем самым топливо находится в топливопроводе под давлением, прежде всего под высоким давлением. Давление топлива в топливопроводе составляет прежде всего 50 бар и выше в случае бензиновых двигателей и 1000 бар и выше в случае дизельных двигателей.Before supplying fuel to the fuel pipe, first of all, the fuel pressure is increased by the fuel pump. Thus, the fuel is in the fuel line under pressure, especially under high pressure. The fuel pressure in the fuel line is primarily 50 bar and higher in the case of gasoline engines and 1000 bar and higher in the case of diesel engines.
Впрыскивание топлива в отдельные цилиндры при этом прежде всего может осуществляться либо непосредственно в цилиндр в системах непосредственного впрыскивания топлива или в системах "common rail" с впрыскиванием топлива из общей топливной магистрали высокого давления, либо в воздуховпускной трубопровод, например, в системах впрыскивания топлива во впускной коллектор (системах распределенного впрыскивания топлива во впускные каналы). Топливопровод при этом является прежде всего частью соответствующей системы дозирования топлива, такой, например, как система "common rail", в которой вал топливоподающего насоса кинематически связан с распределительным валом без возможности своего независимого от распределительного вала вращения относительно него. В системе непосредственного впрыскивания топлива оно находится в топливопроводе прежде всего под давлением минимум 20 бар. В топливной системе дизельного двигателя с общей топливной магистралью высокого давления, т.е. в дизельной топливной системе "common rail", топливо находится в топливопроводе прежде всего под давлением примерно 1600 бар или выше. Топливо подается в топливопровод топливным насосом, приводимым в действие распределительным валом. Поэтому можно установить взаимосвязь между давлением топлива в топливопроводе и вращением распределительного вала и использовать ее в соответствии с настоящим изобретением.In this case, fuel injection into individual cylinders can be primarily carried out either directly into the cylinder in direct fuel injection systems or in common rail systems with fuel injection from a common high-pressure fuel line, or into the air inlet pipe, for example, in fuel injection systems in the intake collector (systems of distributed injection of fuel into the intake channels). The fuel line in this case is primarily part of the corresponding fuel metering system, such as, for example, the common rail system, in which the shaft of the fuel supply pump is kinematically connected to the camshaft without the possibility of rotation independent of it from the camshaft. In a direct fuel injection system, it is located in the fuel line primarily under a pressure of at least 20 bar. In a diesel engine fuel system with a common high-pressure fuel line, i.e. in a common rail diesel fuel system, the fuel is in the fuel line primarily at a pressure of about 1600 bar or higher. Fuel is supplied to the fuel line by a fuel pump driven by a camshaft. Therefore, you can establish the relationship between the fuel pressure in the fuel line and the rotation of the camshaft and use it in accordance with the present invention.
Топливоподающие насосы могут иметь различное исполнение. Топливоподающий насос может, например, иметь от 1 до n плунжеров и от 1 до m приводящих их в движение кулачков. Топливоподающие насосы в обычных вариантах их конструктивного исполнения представляют собой, например, радиально-поршневые (или радиально-плунжерные) насосы, которые, если речь идет о топливоподающих насосах для дизельных двигателей, имеют от одного до трех плунжеров и один кулачок, который при своем вращении попеременно надавливает на плунжер/плунжеры, или, если речь идет о топливоподающих насосах для бензиновых двигателей, имеют один плунжер, который приводится в поступательное движение одним-тремя кулачками. Реализация предлагаемого в изобретении способа зависит от типа и конструкции топливоподающего насоса.Fuel feed pumps can be of various designs. A fuel supply pump may, for example, have from 1 to n plungers and from 1 to m driving cams. Fuel supply pumps in the usual versions of their design are, for example, radial piston (or radial plunger) pumps, which, when it comes to fuel supply pumps for diesel engines, have from one to three plungers and one cam, which during its rotation alternately presses on the plunger / plungers, or, if we are talking about fuel-supply pumps for gasoline engines, have one plunger, which is driven in translational motion by one to three cams. The implementation of the method proposed in the invention depends on the type and design of the fuel feed pump.
Согласно изобретению фактический такт в цилиндре определяют не путем сканирования поверхности задающего диска на распределительном валу датчиком. Вместо этого регистрируют и анализируют характер изменения давления находящегося под ним топлива в топливопроводе. На основании этого характера изменения давления топлива с использованием информации об угле поворота коленчатого вала, по каковому углу можно описанным выше путем определить угловое положение, делают вывод о фактическом такте в цилиндре двигателя. При этом характер изменения давления топлива и фактический такт в цилиндре коррелируют между собой. Характер изменения давления представляет собой при этом (измеряемый) параметр, на который так же, как и на такт в цилиндре, влияет угол поворота распределительного вала, соответственно который так же, как и такт в цилиндре, зависит от этого угла поворота распределительного вала. Тем самым характер изменения давления заменяет собой характеризующий положение распределительного вала сигнал (импульсного) датчика, работающего в паре с задающим диском на распределительному валу.According to the invention, the actual cycle in the cylinder is not determined by scanning the surface of the master disk on the camshaft with a sensor. Instead, the nature of the pressure change of the fuel beneath it in the fuel line is recorded and analyzed. Based on this nature of the change in fuel pressure using information about the angle of rotation of the crankshaft, by what angle can be determined by determining the angular position described above, a conclusion is drawn about the actual cycle in the engine cylinder. In this case, the nature of the change in fuel pressure and the actual cycle in the cylinder correlate with each other. The nature of the pressure change is a (measurable) parameter, which, like the cycle in the cylinder, is affected by the angle of rotation of the camshaft, respectively, which, like the cycle in the cylinder, depends on this angle of rotation of the camshaft. Thus, the nature of the pressure change replaces the signal characterizing the position of the camshaft (pulse) of the sensor, working in tandem with the master disk on the camshaft.
Предлагаемый в изобретении способ может дополнительно использоваться также для определения положения задающего диска на распределительном валу в целях дополнительной валидации его углового положения и дублирующей интерпретации данных по распознаванию такта в цилиндре.The method proposed in the invention can also be used to determine the position of the master disk on the camshaft in order to further validate its angular position and duplicate interpretation of data on the recognition of the cycle in the cylinder.
Преимущества изобретенияAdvantages of the Invention
Благодаря предлагаемому в изобретении решению более нет необходимости встраивать, соответственно размещать в ДВС устанавливаемый на распределительному валу задающий диск и соответствующий датчик для сканирования этого задающего диска. Поскольку задающие диски, устанавливаемые на распределительных валах, и соответствующие датчики обычно требуется изготавливать и монтировать с крайне высокой точностью, данный фактор обусловливает высокие затраты труда и высокие производственные издержки. Благодаря тому, что согласно изобретению устанавливаемый на распределительном валу задающий диск и работающий с ним в паре датчик более не требуются, удается снизить производственные расходы на изготовление ДВС.Thanks to the solution proposed in the invention, it is no longer necessary to integrate, respectively place in the internal combustion engine a driving disk mounted on a camshaft and a corresponding sensor for scanning this driving disk. Since the drive disks mounted on the camshafts and the corresponding sensors usually need to be manufactured and mounted with extremely high accuracy, this factor leads to high labor costs and high production costs. Due to the fact that according to the invention, the drive disk mounted on the camshaft and the sensor working with it are no longer required in pairs, it is possible to reduce the manufacturing costs for the manufacture of internal combustion engines.
Тем не менее предлагаемый в изобретении способ позволяет точно определять фактический такт в цилиндре. Поскольку характер изменения давления топлива в топливопроводе обычно регистрируют в любом случае (прежде всего посредством предназначенных для этого датчиков) и используют, например, для регулирования впрыскивания топлива, отсутствует необходимость во внесении каких-либо изменений в конструкцию ДВС и в интегрировании в него каких-либо дополнительных элементов. Для осуществления изобретения могут использоваться обычные элементы ДВС.Nevertheless, the method of the invention makes it possible to accurately determine the actual cycle in the cylinder. Since the nature of the change in fuel pressure in the fuel line is usually recorded in any case (primarily by means of sensors designed for this) and used, for example, to control fuel injection, there is no need to make any changes to the design of the internal combustion engine and to integrate any additional items. For the implementation of the invention, conventional ICE elements may be used.
Предлагаемый в изобретении способ в одинаковой степени применим при этом к ДВС с одним распределительным валом и к ДВС с несколькими распределительными валами. Предлагаемым в изобретении способом можно определять такты в каждом отдельном цилиндре. Помимо этого предлагаемый в изобретении способ применим к ДВС всех возможных типов, прежде всего к четырехтактным ДВС.The method proposed in the invention is equally applicable to ICE with one camshaft and to ICE with several camshafts. Proposed in the invention method, you can determine the measures in each individual cylinder. In addition, the method according to the invention is applicable to all types of internal combustion engines, especially four-stroke internal combustion engines.
Благодаря снижению производственных расходов на изготовление ДВС изобретение пригодно для использования применительно прежде всего к транспортным средствам, соответственно к ДВС низкоценового (бюджетного) сегмента. Однако изобретение в равной степени пригодно для использования применительно к транспортным средствам, соответственно к ДВС высокоценового (премиального) сегмента. При этом предлагаемый в изобретении способ не оказывает отрицательного влияния на соблюдение положений о нормах выброса вредных веществ с отработавшими газами. Тем самым при осуществлении предлагаемого в изобретении способа, как и ранее, соблюдаются европейские, равно как и строгие североамериканские нормы и предписания, регламентирующие токсичность отработавших газов.Due to the reduction of production costs for the manufacture of internal combustion engines, the invention is suitable for use primarily in relation to vehicles, respectively, to internal combustion engines of the low price (budget) segment. However, the invention is equally suitable for use in relation to vehicles, respectively, to ICE of the high-price (premium) segment. At the same time, the method proposed in the invention does not adversely affect compliance with the regulations on the emission of harmful substances with exhaust gases. Thus, when implementing the method proposed in the invention, as before, European, as well as strict North American standards and regulations governing the toxicity of exhaust gases are observed.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения на основании зарегистрированного характера изменения давления делают вывод о ходе плунжера топливного насоса. В связи с тем, что положение кулачков, соответственно плунжеров топливного насоса известно исходя из его конструкции, делают вывод о фактическом такте в цилиндре, поскольку такт, равно как и ход плунжера топливного насоса зависят от углового положения распределительного вала, соответственно от угла его поворота. Распределительный вал кинематически связан с приводным валом топливного насоса прежде всего без возможности своего независимого от этого приводного вала вращения относительно него, соответственно сам распределительный вал приводит в действие топливный насос. Топливный насос подает топливо из топливного бака и повышает давление топлива ("сжимает" его). Затем топливный насос подает, соответственно нагнетает находящееся под давлением топливо в топливопровод. При этом давление топлива, подаваемого топливным насосом, может предварительно повышаться еще одним, электрическим топливоподкачивающим насосом до уровня в пределах от 3 до 7 бар, и под таким давлением топливо может подаваться из топливного бака.In one of the preferred embodiments of the invention, on the basis of the registered nature of the pressure change, a conclusion is made about the progress of the plunger of the fuel pump. Due to the fact that the position of the cams, respectively, of the plungers of the fuel pump is known based on its design, a conclusion is drawn about the actual stroke in the cylinder, since the stroke, as well as the stroke of the plunger of the fuel pump, depend on the angular position of the camshaft, respectively, on the angle of its rotation. The camshaft is kinematically connected to the drive shaft of the fuel pump, primarily without the possibility of its independent rotation of the drive shaft relative to it, respectively, the camshaft drives the fuel pump. The fuel pump delivers fuel from the fuel tank and increases the fuel pressure (“compresses” it). Then the fuel pump delivers, respectively, pumps the pressurized fuel into the fuel line. In this case, the pressure of the fuel supplied by the fuel pump can be preliminarily raised by yet another electric fuel priming pump to a level in the range of 3 to 7 bar, and under such pressure fuel can be supplied from the fuel tank.
Распределительный вал при этом механически соединен с приводным валом топливного насоса, прежде всего таким образом, что один оборот распределительного вала соответствует одному обороту приводного вала топливного насоса. В зависимости от количества n плунжеров и количества m кулачков топливного насоса давление топлива за один оборот распределительного вала повышается топливным насосом n⋅m раз, и соответственно столько же раз топливо под давлением подается, соответственно нагнетается топливным насосом в топливопровод. Такая подача топлива топливным насосом в топливопровод отражается на характере изменения давления в топливопроводе и может быть однозначно распознана. Анализируя характер изменения давления, можно тем самым сделать вывод о том, когда плунжер топливного насоса совершает рабочий ход (ход нагнетания). При этом прежде всего путем сравнения характера изменения давления топлива в топливопроводе с сигналом датчика, работающего в паре с (зубчатым) задающим диском на коленчатом валу, можно также сделать вывод об угловом положении, соответственно об угле поворота приводного вала топливного насоса, поскольку вращение коленчатого вала и вращение приводного вала топливного насоса находятся в неизменной взаимосвязи между собой. Благодаря указанной кинематической связи распределительного вала и приводного вала топливного насоса без возможности относительного вращения этих валов независимо друг от друга и благодаря известной взаимосвязи между углом поворота коленчатого вала, углом поворота распределительного вала и приводным валом топливного насоса можно на основании характера изменения давления и электрического сигнала датчика, работающего в паре с задающим диском на коленчатом валу, сделать в конечном итоге вывод о фактическом такте в цилиндре.The camshaft is mechanically connected to the drive shaft of the fuel pump, primarily in such a way that one revolution of the camshaft corresponds to one revolution of the drive shaft of the fuel pump. Depending on the number n of plungers and the number m of cams of the fuel pump, the fuel pressure per one revolution of the camshaft is increased by the fuel pump n⋅m times, and accordingly the same number of times fuel is supplied under pressure, and accordingly, it is pumped into the fuel line by the fuel pump. This fuel supply by the fuel pump to the fuel line affects the nature of the pressure change in the fuel line and can be unambiguously recognized. Analyzing the nature of the pressure change, we can thus conclude when the plunger of the fuel pump makes a working stroke (discharge stroke). In this case, first of all, by comparing the nature of the change in fuel pressure in the fuel line with the signal of the sensor working in conjunction with the (gear) drive disk on the crankshaft, we can also draw a conclusion about the angular position, respectively, about the angle of rotation of the drive shaft of the fuel pump, since the rotation of the crankshaft and the rotation of the drive shaft of the fuel pump are in constant relationship with each other. Due to the specified kinematic connection between the camshaft and the drive shaft of the fuel pump without the possibility of relative rotation of these shafts independently of each other and due to the well-known relationship between the angle of rotation of the crankshaft, the angle of rotation of the camshaft and the drive shaft of the fuel pump, it is possible based on the nature of the pressure and electric signal of the sensor working in tandem with the master disk on the crankshaft, make a final conclusion about the actual cycle in the cylinder.
Применимость предлагаемого в изобретении способа прежде всего не зависит от конструктивной разновидности топливного насоса. Однако в предпочтительном варианте используют топливный насос с нечетным количеством ходов нагнетания топлива за один оборот распределительного вала.The applicability of the method proposed in the invention primarily does not depend on the design of the fuel pump. However, in a preferred embodiment, a fuel pump is used with an odd number of fuel injection strokes per revolution of the camshaft.
Поскольку распределительный вал и приводной вал топливного насоса соединены между собой без возможности независимого друг от друга вращения, автоматически учитывается также регулирование фаз газораспределения изменением положения распределительного вала. При подобном регулировании фаз газораспределения может осуществляться преднамеренное изменение (углового) положения распределительного вала, например в целях влияния на наполнение цилиндров свежим зарядом путем изменения фаз газораспределения, т.е. путем изменения моментов открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов цилиндров. При этом осуществляется преднамеренный поворот распределительного вала на некоторый угол относительно коленчатого вала. Таким путем регулируемо изменяют угол поворота распределительного вала относительно угла поворота коленчатого вала.Since the camshaft and the drive shaft of the fuel pump are interconnected without the possibility of independent rotation from each other, the control of the valve timing is also automatically taken into account by changing the position of the camshaft. With such a regulation of the valve timing, a deliberate change in the (angular) position of the camshaft can take place, for example, in order to influence the filling of the cylinders with a fresh charge by changing the valve timing, i.e. by changing the moments of opening and closing the intake and exhaust valves of the cylinders. In this case, a deliberate rotation of the camshaft is carried out at a certain angle relative to the crankshaft. In this way, the angle of rotation of the camshaft relative to the angle of rotation of the crankshaft is adjustable.
При осуществлении предлагаемого в изобретении способа прежде всего определяют также угол поворота коленчатого вала ДВС. Угол поворота коленчатого вала можно при этом определять достаточно хорошо известным методом (подробно рассмотренным также в начале описания) с помощью зубчатого задающего диска на коленчатом валу и соответствующего, работающего в паре с этим задающим диском импульсного датчика. Угол поворота коленчатого вала можно, таким образом, определять с помощью установленного на нем задающего диска, а соответствующий этому углу такт в цилиндре определять (т.е. прежде всего определять, находится ли коленчатый вал в угловом положении между 0° и 360° или в угловом положении между 360° и 720°) предлагаемым в изобретении способом на основании характера изменения давления в топливопроводе.When implementing the method proposed in the invention, first of all, the angle of rotation of the ICE crankshaft is also determined. The angle of rotation of the crankshaft can be determined in this way by a fairly well-known method (also discussed in detail at the beginning of the description) using a toothed master disk on the crankshaft and a corresponding pulse sensor working in conjunction with this master disk. The angle of rotation of the crankshaft can thus be determined using the master disk mounted on it, and the cycle measure corresponding to this angle in the cylinder can be determined (i.e., first of all, whether the crankshaft is in the angular position between 0 ° and 360 ° or angular position between 360 ° and 720 °) proposed in the invention method based on the nature of the pressure change in the fuel line.
Характер изменения давления в топливопроводе регистрируют прежде всего в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Далее определяют прежде всего зависимость угла поворота распределительного вала от угла поворота коленчатого вала и характера изменения давления в топливопроводе. На основании известной взаимосвязи между углом поворота распределительного вала и углом поворота коленчатого вала выявленный угол поворота распределительного вала можно соотнести с углом поворота коленчатого вала. Таким путем с углом поворота коленчатого вала можно соотнести также положения поршней в цилиндрах, соответственно такты в них и определить, соответственно предсказать их в зависимости от выявленного угла поворота коленчатого вала.The nature of the pressure change in the fuel line is recorded primarily depending on the angle of rotation of the crankshaft. Next, they determine first of all the dependence of the angle of rotation of the camshaft on the angle of rotation of the crankshaft and the nature of the pressure change in the fuel line. Based on the known relationship between the angle of rotation of the camshaft and the angle of rotation of the crankshaft, the detected angle of rotation of the camshaft can be correlated with the angle of rotation of the crankshaft. In this way, with the angle of rotation of the crankshaft, you can also correlate the positions of the pistons in the cylinders, respectively, the cycles in them and determine, respectively, predict them depending on the detected angle of rotation of the crankshaft.
В предпочтительном варианте такт в цилиндре определяют в период пуска двигателя внутреннего сгорания до выдачи разрешения на искрообразование, соответственно на воспламенение. Такт в цилиндре при этом предпочтительно определять до выдачи разрешения на впрыскивание топлива в отдельные цилиндры. Для соблюдения законодательно установленных норм на токсичность отработавших газов разрешение на впрыскивание топлива и при необходимости на искрообразование выдается только после того, как станут известны угол поворота коленчатого вала и такты в отдельных цилиндрах. Поскольку такты в отдельных цилиндрах находятся в постоянной и известной взаимосвязи между собой, достаточно определить такт только в одном цилиндре для возможности сделать вывод о тактах в других цилиндрах. До тех пор, пока разрешение на впрыскивание топлива не выдано, на давление топлива в топливопроводе может влиять в основном лишь топливный насос. При этом можно простым путем определить ходы отдельных плунжеров топливного насоса. Тем самым на основании характера изменения давления в топливопроводе можно до выдачи разрешения на впрыскивание топлива особо простым путем сделать точный вывод о ходах плунжеров топливного насоса.In a preferred embodiment, the cycle in the cylinder is determined during the start-up of the internal combustion engine until a permit for sparking, or ignition, is issued. It is preferable to determine the cycle in the cylinder before issuing permission to inject fuel into individual cylinders. In order to comply with the statutory norms for exhaust gas toxicity, permission to inject fuel and, if necessary, sparking is issued only after the angle of rotation of the crankshaft and the strokes in the individual cylinders become known. Since the measures in the individual cylinders are in a constant and known relationship with each other, it is enough to determine the measure in only one cylinder to be able to conclude about the measures in the other cylinders. Until permission to inject fuel has been issued, only the fuel pump can mainly influence the pressure of the fuel in the fuel line. In this case, it is possible in a simple way to determine the strokes of individual plungers of the fuel pump. Thus, on the basis of the nature of the pressure change in the fuel line, it is possible to issue an exact conclusion about the strokes of the plungers of the fuel pump before issuing permission to inject fuel.
При этом прежде всего определяют также фактический угол поворота коленчатого вала с помощью датчика, работающего в паре с задающим диском на коленчатом валу. Таким путем обеспечивается известность информации о фактическом угловом положении коленчатого вала и тем самым прежде всего о положении поршней в цилиндрах, а в результате - и о тактах в отдельных цилиндрах. Поэтому может выдаваться разрешение на впрыскивание топлива и при необходимости на искрообразование, и в конечном итоге возможен пуск ДВС.In this case, first of all, the actual angle of rotation of the crankshaft is also determined using a sensor that is paired with a master disk on the crankshaft. In this way, the information on the actual angular position of the crankshaft and thereby, first of all, on the position of the pistons in the cylinders and, as a result, on the strokes in the individual cylinders is ensured. Therefore, permission to inject fuel and, if necessary, sparking can be issued, and ultimately, the start of the internal combustion engine is possible.
При расчете механических параметров топливного насоса существуют определенные степени свободы в отношении позиционирования кулачков/плунжеров. Путем относительного поворота приводного вала топливного насоса можно изменять начало и окончание ходов нагнетания топлива относительно угла поворота коленчатого вала. Поскольку при пуске ДВС необходимо учитывать появление характерных изменений в сигнале датчика, работающего в паре в зубчатым задающим диском на коленчатом валу (пропуск размером в два отсутствующих зуба), и в пропорциональном давлению топлива сигнале (ходы нагнетания), а кроме того, для распознавания такта в цилиндре достаточно распознавания двух таких характерных изменений, приводной вал топливного насоса следует позиционировать относительно коленчатого вала таким образом, чтобы можно было максимально быстро распознать по меньшей мере два таких характерных изменения и тем самым обеспечить возможность максимально быстрого пуска ДВС.When calculating the mechanical parameters of the fuel pump, there are certain degrees of freedom in relation to the positioning of the cams / plungers. By relative rotation of the drive shaft of the fuel pump, it is possible to change the beginning and end of the fuel injection strokes relative to the angle of rotation of the crankshaft. Since when starting an internal combustion engine, it is necessary to take into account the appearance of characteristic changes in the signal of a sensor that is paired with a gear set drive on the crankshaft (a gap of the size of two missing teeth), and in a signal proportional to the fuel pressure (discharge strokes), and in addition, to recognize the beat recognition of two such characteristic changes is sufficient in the cylinder, the drive shaft of the fuel pump should be positioned relative to the crankshaft so that it is possible to recognize at least m re are two such characteristic changes and thereby enable the fastest possible start-up engine.
В предпочтительном варианте при работе ДВС определяют, соответственно вычисляют угол поворота распределительного вала. При этом, как и у обычных двигателей внутреннего сгорания, можно при работе ДВС определять фактический угол поворота коленчатого вала с помощью датчика, работающего в паре с зубчатым задающим диском на коленчатом валу. Путем определения такта в цилиндре при пуске ДВС (описанным выше способом) и на основании известной взаимосвязи между углом поворота коленчатого вала и углом поворота распределительного вала можно при работе ДВС исходя из выявленного угла поворота коленчатого вала определить также фактический угол поворота распределительного вала, если не учитывается изменение его положения в целях регулирования фаз газораспределения. Таким путем можно валидировать моменты открытия, соответственно закрытия приводимых в действие распределительным валом впускных, соответственно выпускных клапанов цилиндров.In a preferred embodiment, during the operation of the internal combustion engine, the angle of rotation of the camshaft is determined, respectively. At the same time, as with conventional internal combustion engines, it is possible to determine the actual angle of rotation of the crankshaft using an internal combustion engine coupled with a gear drive disk on the crankshaft during ICE operation. By determining the stroke in the cylinder when starting the engine (as described above) and on the basis of the known relationship between the angle of rotation of the crankshaft and the angle of rotation of the camshaft, it is possible to determine the actual angle of rotation of the camshaft based on the detected angle of rotation of the crankshaft, if not a change in its position in order to regulate the valve timing. In this way, it is possible to validate the moments of opening, respectively closing, of the intake or exhaust valves of the cylinders driven by the camshaft.
При регулировании же фаз газораспределения, при котором угол поворота распределительного вала изменяется относительно угла поворота коленчатого вала, вследствие существующей между распределительным валом и приводным валом топливного насоса постоянной кинематической связи, исключающей возможность относительного вращения этих валов независимо друг от друга, изменяется также соотношение между углом поворота коленчатого вала и углом поворота приводного вала топливного насоса. В результате изменяется и соотношение между характеризующим угловое положение коленчатого вала сигналом и ходами нагнетания топлива в топливопровод. Таким образом, вследствие подобного изменения более невозможно сделать вывод об угле поворота распределительного вала исходя непосредственно из угла поворота коленчатого вала. Однако предлагаемый в изобретении способ позволяет путем расчетов установить новую взаимосвязь между углом поворота распределительного вала и углом поворота коленчатого вала. Поэтому можно прежде всего после изменения положения распределительного вала при регулировании фаз газораспределения сделать вывод о правильных моментах открытия и закрытия клапанов цилиндров.When adjusting the valve timing, in which the angle of rotation of the camshaft changes relative to the angle of rotation of the crankshaft, due to the constant kinematic connection existing between the camshaft and the drive shaft of the fuel pump, which excludes the possibility of relative rotation of these shafts independently of each other, the ratio between the angle of rotation also changes crankshaft and the angle of rotation of the drive shaft of the fuel pump. As a result, the relationship between the signal characterizing the angular position of the crankshaft and the fuel injection paths into the fuel line also changes. Thus, due to such a change, it is no longer possible to draw a conclusion about the angle of rotation of the camshaft based directly on the angle of rotation of the crankshaft. However, the proposed invention, the method allows by calculations to establish a new relationship between the angle of rotation of the camshaft and the angle of rotation of the crankshaft. Therefore, it is possible, first of all, after changing the position of the camshaft when adjusting the valve timing, to draw a conclusion about the correct moments of opening and closing the cylinder valves.
Объектом изобретения является также вычислительное устройство, например блок управления на автомобиле, предназначенное для осуществления предлагаемого в изобретении способа, прежде всего программно-техническими средствами.The object of the invention is also a computing device, for example, a control unit on a car, designed to implement the proposed invention in the method, primarily software and hardware.
Предпочтительна также реализация предлагаемого в изобретении способа в виде программного обеспечения благодаря особо низким связанным с этим затратам, прежде всего в том случае, когда блок управления, выполняющий данную программу, используется еще и для выполнения других задач и поэтому в любом случае имеется на автомобиле. К числу носителей информации, пригодных для предоставления компьютерной программы, относятся прежде всего накопители на жестких дисках, накопители в виде флэш-памяти, электрически стираемые программируемые постоянные запоминающие устройства, компакт-диски (CD-ROM), DVD-диски и многие другие. Возможна также загрузка программы через компьютерные сети (сеть Интернет, интранет и другие).It is also preferable to implement the method proposed in the invention in the form of software due to the particularly low associated costs, especially in the case when the control unit executing this program is also used to perform other tasks and therefore, in any case, is available on the car. Storage media suitable for providing a computer program include, but are not limited to, hard disk drives, flash drives, electrically erasable programmable read-only memory devices, compact discs (CD-ROMs), DVDs, and many others. It is also possible to download the program through computer networks (Internet, intranet and others).
Другие преимущества изобретения и варианты его осуществления вытекают из последующего описания и прилагаемых к нему чертежей.Other advantages of the invention and variants of its implementation arise from the following description and the accompanying drawings.
Очевидно, что описанные выше и рассматриваемые ниже отличительные особенности изобретения могут использоваться не только в их конкретно указанной комбинации, но и в других технических реализуемых сочетаниях между собой или по отдельности без выхода при этом за объем настоящего изобретения.It is obvious that the distinguishing features of the invention described above and discussed below can be used not only in their specifically indicated combination, but also in other technically feasible combinations between themselves or separately without departing from the scope of the present invention.
Ниже изобретение подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию схематичные чертежи.Below the invention is described in detail on the example of some variants of its implementation with reference to the accompanying description of the schematic drawings.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 схематично показан ДВС с системой впрыскивания топлива, предназначенной для реализации предлагаемого в изобретении способа по предпочтительному варианту его осуществления.In FIG. 1 schematically shows an internal combustion engine with a fuel injection system for implementing the method of the invention according to the preferred embodiment.
На фиг. 2 показана диаграмма, отражающая характер изменения давления топлива в топливопроводе, которое может регистрироваться при реализации предлагаемого в изобретении способа по предпочтительному варианту его осуществления.In FIG. 2 shows a diagram reflecting the nature of the change in fuel pressure in the fuel line, which can be recorded when implementing the method of the invention according to the preferred embodiment.
Описание варианта(-ов) осуществления изобретенияDescription of Embodiment (s)
На фиг. 1 схематично показан двигатель внутреннего сгорания (ДВС), выполненный в виде двигателя 100 с поступательно движущимися поршнями, с соответствующей системой 200 впрыскивания топлива.In FIG. 1 schematically shows an internal combustion engine (ICE), made in the form of an
ДВС 100 имеет коленчатый вал 110. Коленчатый вал 110 шатунами 111 соединен с поршнями 112 в цилиндрах 113. На фиг. 1 лишь в качестве примера показаны два цилиндра 113, однако ДВС 100 может иметь любое другое встречающееся на практике количество цилиндров.
С коленчатым валом 110 без возможности вращения относительно него соединен задающий диск 116. Такой задающий диск 116 на коленчатом валу имеет метки 117 на своей поверхности. Задающий диск 116 может быть выполнен в виде зубчатого задающего диска, имеющего в качестве меток 117, например, 58 зубьев и один пропуск в два отсутствующих зуба.A
Поверхность задающего диска 116 сканируется работающим в паре с ним (импульсным) датчиком 118, который выдает при этом электрический сигнал, характеризующий угловое положение коленчатого вала. Этот сигнал обрабатывается, соответственно анализируется блоком 300 управления, который на основании этого сигнала определяет угловое положение коленчатого вала 110 в виде угла его поворота.The surface of the
Коленчатый вал 110 в данном случае приводным ремнем 119 кинематически связан, соответственно соединен с распределительным валом 120 без возможности своего независимого от него вращения относительно него. Распределительный вал 120 имеет необходимое количество кулачков 121. Такие кулачки 121 позволяют открывать впускные клапаны 114 и выпускные клапаны 115 отдельных цилиндров.The
Угловое положение распределительного вала может преднамеренно изменяться в целях регулирования фаз газораспределения предназначенным для этого устройством 123. При этом угол поворота распределительного вала 120 может регулируемо изменяться относительно угла поворота коленчатого вала 110.The angular position of the camshaft can be deliberately changed in order to control the gas distribution phases by the
Распределительный вал 120 в данном случае с другой своей стороны приводным ремнем 125 кинематически связан, соответственно соединен с приводным валом насоса 210 высокого давления также без возможности своего независимого от этого приводного вала вращения относительно него. Насос 210 высокого давления является при этом частью системы 200 впрыскивания топлива. Система 200 впрыскивания топлива в данном конкретном примере выполнена в виде системы 200 "common rail". Топливный насос 210 при этом выполнен в виде радиально-поршневого (или радиально-плунжерного) насоса 210 с тремя плунжерами 212. Радиально-поршневой насос 210 имеет далее приводной вал 211, который, как указано выше, приводным ремнем 125 кинематически связан, соответственно соединен с распределительным валом 120 без возможности своего независимого от него вращения относительно него.The
Радиально-поршневой насос 210 подает топливо из топливного бака 240, повышает давление топлива и нагнетает его под давлением в топливопровод, который в данном случае выполнен в виде топливного аккумулятора 230 высокого давления, называемого также общей топливной магистралью высокого давления или топливной рампой ("common rail"). Из этого топливного аккумулятора 230 высокого давления находящееся под давлением топливо может поступать по следующим топливопроводам к топливным форсункам 231 и впрыскиваться ими в цилиндры 113.The
Давление топлива в топливопроводе 230 во времени регистрируется датчиком 221 давления в виде характера изменения давления, и полученные результаты передаются в блок 300 управления.The fuel pressure in the
Блок 300 управления предназначен для реализации предлагаемого в изобретении способа по предпочтительному варианту его осуществления. Для этого блок 300 управления на основании характера изменения давления в топливопроводе 230, зарегистрированного датчиком 221 давления, и на основании угла поворота коленчатого вала, зарегистрированного (импульсным) датчиком 118, работающим в паре с задающим диском на коленчатом валу, определяет фактический такт в цилиндре 113.The
На фиг. 2 показана диаграмма 400, на которой в качестве примера представлен характер изменения давления, который может регистрироваться в ходе осуществления предлагаемого в изобретении способа, совместно с характеристикой электрического сигнала, выдаваемого датчиком, работающим в паре с зубчатым задающим диском на коленчатому валу.In FIG. 2 is a diagram 400 showing, by way of example, the nature of a pressure change that can be recorded during the implementation of the method of the invention, together with a characteristic of an electrical signal generated by a sensor coupled with a gear set drive on the crankshaft.
Первая кривая 410 на диаграмме 400 отражает при этом изменение характеризующего угловое положение коленчатого вала сигнала во времени t, выдаваемого датчиком 118, работающим в паре с зубчатым задающим диском на коленчатому валу. Пики 431 характеризующего угловое положение коленчатого вала сигнала 410 соответствуют при этом 58 зубьям зубчатого задающего диска 116 на коленчатом валу. Отсутствующие пики 432 в характеризующем угловое положение коленчатого вала сигнале 410 соответствуют пропуску зубьев зубчатого задающего диска 116. Система отсчета углов в данном примере определена таким образом, что передняя в направлении вращения боковая поверхность второго зуба, считая от пропуска размером в два отсутствующих зуба, соответствует углу ϕ поворота коленчатого вала (УПКВ), равному 0°.The
Вторая кривая 420 на диаграмме 400 отражает характер изменения давления в топливопроводе 230 во времени t.The
В последующем примере рассматривается ситуация, когда требуется запустить ДВС 100. При этом впрыскивание топлива еще не разрешено. Блок 300 управления на основании полученного сигнала 410, характеризующего угловое положение коленчатого вала, определяет фактический угол его поворота. Помимо этого блок 300 управления на основании угла поворота коленчатого вала и зарегистрированного характера 420 изменения давления определяет фактический такт в цилиндре. Затем выдается разрешение на впрыскивание топлива, и ДВС 100 запускается.In the following example, the situation is considered when it is required to start the
На диаграмме участок 411 соответствует при этом первому обороту коленчатого вала 110 на угол 360°. Участок 412 соответствует второму обороту коленчатого вала 110 на угол, составляющий в общей сложности 720°. Таким образом, каждый из участков 411 и 412 соответствует половине оборота распределительного вала 120 и тем самым половине оборота приводного вала 211 радиально-поршневого насоса 210.In the diagram,
При повороте коленчатого вала на угол ϕ1 давление изменяется со значения p0 на значение p1. Сказанное означает, что давление топлива повышается первым плунжером 212 радиально-поршневого насоса 210. При этом данный первый плунжер 212 совершает свой первый ход 421.When the crankshaft is rotated through an angle ϕ1, the pressure changes from p0 to p1. The foregoing means that the fuel pressure rises by the
При повороте коленчатого вала на угол ϕ2 давление изменяется со значения p1 на значение р2. Сказанное означает, что давление топлива повышается вторым плунжером 212 радиально-поршневого насоса 210. При этом данный второй плунжер 212 совершает свой второй ход 422.When the crankshaft is rotated through an angle ϕ2, the pressure changes from p1 to p2. The foregoing means that the fuel pressure rises by the
При повороте коленчатого вала на угол ϕ3 давление изменяется со значения р2 на значение p3. Сказанное означает, что давление топлива повышается третьим плунжером 212 радиально-поршневого насоса 210. При этом данный третий плунжер 212 совершает свой третий ход 423.When the crankshaft is turned through an angle ϕ3, the pressure changes from p2 to p3. The foregoing means that the fuel pressure rises by the
Тем самым на основании характера 420 изменения давления, а точнее, на основании моментов, в которые происходит повышение давления, путем сопоставления с фактическим углом 410 поворота коленчатого вала делается вывод о фактическом такте в цилиндре. Таким путем прежде всего можно определить, что коленчатый вал находится в угловом положении между 0° и 360°, если повышение давления происходит в момент, когда в зоне действия датчика оказывается 12-й зуб, считая от пропуска размером в два отсутствующих зуба, и можно определить, что коленчатый вал находится в угловом положении между 360° и 720°, если повышение давления происходит в момент, когда в зоне действия датчика оказывается не 12-й зуб, а 32-й зуб, считая от пропуска размером в два отсутствующих зуба. Зная эту информацию, т.е. зная точный угол поворота коленчатого вала в интервале от 0° до 720°, можно непосредственно определить также такт в отдельных цилиндрах, поскольку между поршнями в цилиндрах существует постоянная и известная взаимосвязь по углу поворота коленчатого вала.Thus, based on the nature of the 420 pressure changes, and more precisely, on the basis of the moments at which the pressure increases, by comparing with the actual angle of
Благодаря кинематической связи, соответственно соединению между приводным валом 211 радиально-поршневого насоса 210 и распределительным валом 120 без возможности независимого друг от друга вращения этих валов друг относительно друга можно также на основании угла поворота коленчатого вала и угла поворота распределительного вала определять такт в цилиндре, например, для определения величины преднамеренного изменения положения распределительного вала в целях регулирования фаз газораспределения.Due to the kinematic connection, respectively, the connection between the
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102013223626.3 | 2013-11-20 | ||
| DE102013223626.3A DE102013223626A1 (en) | 2013-11-20 | 2013-11-20 | Method for determining a current cylinder stroke of a reciprocating engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2681560C1 true RU2681560C1 (en) | 2019-03-11 |
Family
ID=53184381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014146431A RU2681560C1 (en) | 2013-11-20 | 2014-11-19 | Method for determining actual stroke in cylinder of engine with progressively moving pistons |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104653319B (en) |
| DE (1) | DE102013223626A1 (en) |
| IN (1) | IN2014DE02494A (en) |
| RU (1) | RU2681560C1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3072125A1 (en) * | 2017-10-09 | 2019-04-12 | Continental Automotive France | METHOD AND SYSTEM FOR VALIDATING THE PHASE OF A VEHICLE ENGINE |
| FR3072124B1 (en) * | 2017-10-09 | 2019-10-04 | Continental Automotive France | METHOD AND SYSTEM FOR DETECTING THE ROTATION SENSE OF A VEHICLE ENGINE |
| DE102018200521A1 (en) * | 2018-01-15 | 2019-07-18 | Robert Bosch Gmbh | Method for determining a position of an internal combustion engine |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0640762A1 (en) * | 1993-08-26 | 1995-03-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Cylinder synchronization of a multi-cylinder internal combustion engine via detection of a directed misfire |
| RU2170915C1 (en) * | 1999-11-11 | 2001-07-20 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Mwthod of determination of phase of internal combustion engine working cycle |
| RU2230210C2 (en) * | 1998-09-30 | 2004-06-10 | Роберт Бош Гмбх | Device for recognition of valve timing phases |
| RU2394167C2 (en) * | 2004-06-30 | 2010-07-10 | Дженерал Электрик Компани | Method of determining engine phase without cam pickup (versions) and engine control unit |
| EP2378101A1 (en) * | 2006-11-14 | 2011-10-19 | Denso Corporation | Fuel injection device and adjustment method thereof |
| RU2543091C1 (en) * | 2013-07-30 | 2015-02-27 | ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СИБИРСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ АГРАРНЫХ ПРОБЛЕМ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК (ГНУ СибФТИ Россельхозакадемии) | Method of ice injection advance angle (iaa) determination and device to this end |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3173663B2 (en) * | 1991-08-14 | 2001-06-04 | 本田技研工業株式会社 | Fuel injection control device for internal combustion engine |
| DE60231684D1 (en) * | 2001-08-15 | 2009-05-07 | Nissan Motor | Fuel injection control for the start of an internal combustion engine |
| US8899203B2 (en) * | 2007-06-22 | 2014-12-02 | Ford Global Technologies, Llc | Engine position identification |
| DE102008010053B3 (en) * | 2008-02-20 | 2009-10-01 | Continental Automotive Gmbh | Method for synchronizing injection system of internal combustion engine, involves detecting crankshaft angle of crankshaft of internal combustion engine by stroke sequence of internal combustion engine |
| US7848874B2 (en) * | 2008-02-26 | 2010-12-07 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Control system and method for starting an engine with port fuel injection and a variable pressure fuel system |
-
2013
- 2013-11-20 DE DE102013223626.3A patent/DE102013223626A1/en not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-09-01 IN IN2494DE2014 patent/IN2014DE02494A/en unknown
- 2014-11-19 CN CN201410661075.4A patent/CN104653319B/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-11-19 RU RU2014146431A patent/RU2681560C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0640762A1 (en) * | 1993-08-26 | 1995-03-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Cylinder synchronization of a multi-cylinder internal combustion engine via detection of a directed misfire |
| RU2230210C2 (en) * | 1998-09-30 | 2004-06-10 | Роберт Бош Гмбх | Device for recognition of valve timing phases |
| RU2170915C1 (en) * | 1999-11-11 | 2001-07-20 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Mwthod of determination of phase of internal combustion engine working cycle |
| RU2394167C2 (en) * | 2004-06-30 | 2010-07-10 | Дженерал Электрик Компани | Method of determining engine phase without cam pickup (versions) and engine control unit |
| EP2378101A1 (en) * | 2006-11-14 | 2011-10-19 | Denso Corporation | Fuel injection device and adjustment method thereof |
| RU2543091C1 (en) * | 2013-07-30 | 2015-02-27 | ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СИБИРСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ АГРАРНЫХ ПРОБЛЕМ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК (ГНУ СибФТИ Россельхозакадемии) | Method of ice injection advance angle (iaa) determination and device to this end |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102013223626A1 (en) | 2015-05-21 |
| CN104653319B (en) | 2020-02-18 |
| CN104653319A (en) | 2015-05-27 |
| IN2014DE02494A (en) | 2015-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4988681B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
| CN107013351B (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP5999932B2 (en) | Engine noise reduction method and apparatus for direct fuel injection internal combustion engine | |
| JP2004124716A (en) | Fuel pressure detecting device for common rail type fuel injection device and common rail type fuel injection device with the same | |
| US8033268B2 (en) | Asynchronous control of high-pressure pump for direct injection engines | |
| CN103195629B (en) | The fuel supplying device of internal-combustion engine | |
| JP2006514222A (en) | Method for control of direct injection in an internal combustion engine | |
| RU2681560C1 (en) | Method for determining actual stroke in cylinder of engine with progressively moving pistons | |
| EP3208451B1 (en) | Device for stopping diesel engine | |
| JP2016196866A (en) | Engine control system | |
| WO2015064075A1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| CN109312644B (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP2011202597A (en) | High-pressure pump control device for internal combustion engine | |
| US6571776B1 (en) | Cam sensor elimination in large four stroke compression-ignition engines | |
| US6889663B2 (en) | Cam sensor elimination in compression-ignition engines | |
| JP5825266B2 (en) | Fuel supply system | |
| JP2018091187A (en) | Control device of internal combustion engine | |
| JP2009030573A (en) | Internal combustion engine | |
| JP2002213287A (en) | Accumulator fuel injection device | |
| CN108691660B (en) | Method for correcting fuel injection quantity deviation of diesel engine and diesel engine system | |
| JP2010138754A (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
| Xiao et al. | Analysis of common rail pressure build-up and assistant-establishment of engine phase position in starting process | |
| JP2007056767A (en) | Abnormality judgment device for fuel supply device | |
| WO2012133435A1 (en) | Fuel injection control device | |
| JP2001050083A (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201120 |