Способ получения сигнала синхронизации рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания

Авторы патента:


Способ получения сигнала синхронизации рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания
Способ получения сигнала синхронизации рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания
Способ получения сигнала синхронизации рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания

 


Владельцы патента RU 2504680:

РЕНО С.А.С. (FR)

Изобретение может быть использовано для получения сигнала синхронизации (NOCYL) для четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с нечетным числом цилиндров (C1, C2, C3) с помощью электронной системы (7) управления. Сигнал синхронизации (NOCYL) позволяет выявить заданный момент в термодинамическом цикле каждого из цилиндров двигателя. Сигнал синхронизации определяют на основании сигнала ВМТ, отмечающего определенное положение каждого цилиндра, и сигнала (Cg, Bn), отображающего величину, характеризующую кинематику коленчатого вала при каждом воспламенении топлива, при этом оба сигнала формируют на основании данных датчика (22) положения коленчатого вала. Способ включает этапы, на которых: обеспечивают работу двигателя в течение данного периода с воспламенением топлива в цилиндрах на каждом обороте вала двигателя; вычисляют характерный сигнал (Cg, Bn); сравнивают характерный сигнал (Cg, Bn) с контрольным значением во время первого и второго оборотов; и повторно инициализируют сигнал синхронизации (NOCYL), если анализ сравнения показывает неправильное фазирование сигнала синхронизации. Технический результат заключается в сокращении выброса загрязняющих веществ в период определения положения коленчатого вала. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение касается способа, позволяющего генерировать сигнал синхронизации, характеризующий протекание рабочего цикла четырехтактного двигателя внутреннего сгорания типа многоцилиндрового двигателя, в котором фазы расширения в каждом цилиндре происходят при разных угловых положениях вращательного движения коленчатого вала, как в случае четырехтактных двигателей с нечетным числом цилиндров.

В частности, изобретение касается способа генерирования сигнала, позволяющего засечь заранее определенный момент цикла, такой как переход через верхнюю мертвую точку на впуске или через нижнюю мертвую точку на впуске.

Характеристики двигателя, а также контроль за выбросами загрязняющих веществ связаны с различными процессами контроля, регулирующими работу двигателя. Эти процессы, в частности, впрыск топлива или зажигание, требуют точного знания термодинамического цикла, проходящего в цилиндрах двигателя.

В документе FR 2441829 предложено средство для получения информации о термодинамическом цикле цилиндров путем засечки на контрольном элементе, неподвижно соединенном с коленчатым валом, зон углового положения, соответствующих определенной фазе хода различных поршней. Контрольный элемент представляет собой диск, содержащий метки, расположенные вдоль его окружности, такие как зубцы разной длины. Неподвижный приемный орган обнаруживает эти метки и генерирует электрические импульсы, позволяющие создать сигнал, отмечающий переход определенного поршня в положение верхней мертвой точки.

Однако такого устройства засечки оказывается недостаточно. Действительно, в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания коленчатый вал осуществляет два полных оборота (или проходит угол 720°), прежде чем данный поршень окажется в том же рабочем положении в цикле двигателя. Поэтому на основании только одного наблюдения за вращением контрольного элемента, неподвижно соединенного с коленчатым валом, невозможно получить информацию по каждому цилиндру, избежав неопределенности по двум тактам в цикле (поскольку засечка верхней мертвой точки относится как к фазе впуска, так и к фазе расширения).

Точное определение положения каждого цилиндра в цикле нельзя вывести только на основании наблюдения положения коленчатого вала, поэтому необходимо получить дополнительную информацию, чтобы узнать, находится ли цилиндр в первой или во второй половине цикла работы двигателя (фазы впуска, а затем сжатия во время первого оборота коленчатого вала, фазы расширения, затем выпуска во время второго оборота).

Чтобы получить такую дополнительную информацию, как известно, используют вспомогательные метки, нанесенные на передающий диск, который вращается в два раза медленнее, чем коленчатый вал. Для этого данный передающий диск можно расположить на кулачковом валу или на любом другом валу, который приводится во вращение через редуктор с передаточным соотношением 1/2 от коленчатого вала.

Комбинация сигналов, поступающих от датчика коленчатого вала и от датчика кулачкового вала, позволяет системе точно обнаружить верхнюю мертвую точку в фазе впуска контрольного цилиндра.

Однако такие системы угловой засечки, одновременно использующие датчик коленчатого вала и датчик кулачкового вала являются довольно громоздкими, дорогими и сложными в установке.

Чтобы устранить эти недостатки, в публикации FR 2749885 предложен простой и эффективный способ засечки, который не требует наличия никакого специального датчика положения, кроме датчика, который служит для определения углового положения коленчатого вала.

В этом способе используют сигнал синхронизации, который генерируется на основании условий горения в каждом из цилиндров четырехтактного четырехцилиндрового двигателя и данных, передаваемых датчиком коленчатого вала.

Для этого изменяют, по меньшей мере, один фактор, регулирующий горение в данном контрольном цилиндре, таким образом, чтобы вызвать контролируемое изменение горения. Это изменение горения в контрольном цилиндре обнаруживают благодаря величине Cg, устанавливаемой на основании информации, полученной от датчика положения коленчатого вала двигателя, что позволяет синхронизировать переходы в верхнюю мертвую точку цилиндров двигателя на впуске с сигналом верхней мертвой точки датчика коленчатого вала.

Однако это изобретение предполагает ухудшение сгорания топлива в двигателе, что ухудшает его работу и приводит к увеличению выброса загрязняющих веществ.

Настоящее изобретение призвано устранить недостатки известных систем засечки в случае четырехтактного двигателя, содержащего нечетное число цилиндров, и предложить усовершенствованный способ засечки, не требующий никакого другого специфического датчика положения, кроме датчика, который служит для определения углового положения коленчатого вала, и не ухудшающий работу двигателя.

В этой связи задачей настоящего изобретения является создание способа получения сигнала синхронизации четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с нечетным числом цилиндров при помощи электронной системы контроля. Согласно изобретению, сигнал синхронизации, позволяющий засечь заранее определенный момент в термодинамическом цикле каждого из цилиндров двигателя, определяют на основании сигнала, отмечающего определенное положение каждого цилиндра, и сигнала, отображающего величину, характеризующую кинематику коленчатого вала для каждого воспламенения, при этом оба сигнала генерируют на основании данных датчика положения коленчатого вала, при этом способ содержит следующие этапы, на которых

- обеспечивают работу двигателя во время данного периода с поджигом топлива в цилиндрах на каждом обороте таким образом, чтобы получать систематическое воспламенение впрыскиваемого топлива,

- вычисляют характерный сигнал,

- сравнивают характерный сигнал с контрольным значением,

- повторно инициализируют сигнал синхронизации, если сравнительный анализ показывает плохое фазирование сигнала синхронизации.

Согласно другим признакам изобретения, характерный сигнал цилиндра во время первого оборота цикла можно сравнить с характерным сигналом цилиндра во время второго оборота цикла, чтобы узнать фазу первого оборота, и повторно инициализировать сигнал синхронизации, если фазирование оказалось ошибочным.

Характерный сигнал может быть характеристикой крутящего момента, создаваемого газом или гармонической характеристикой продолжительности зубца.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - схема устройства управления двигателем, реализующего способ в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.2 - схема этапов процесса впрыска с использованием сигнала синхронизации в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.3 - фазирование сигнала синхронизации NOCYL в соответствии с настоящим изобретением.

Независимо от варианта выполнения изобретения, идентичные или аналогичные по своим функциям элементы обозначены в тексте описания одинаковыми позициями.

На фигурах показана система управления двигателем, реализующая способ, позволяющий генерировать сигнал синхронизации и являющийся объектом настоящего изобретения. На фигурах показаны только те части, которые необходимы для раскрытия изобретения. Кроме того, в этом примере сигнал синхронизации позволяет регулировать систему впрыска, но использование сигнала этим не ограничивается, и сигнал синхронизации можно применять для управления другими элементами или процессами в двигателе.

Четырехтактный двигатель 1 внутреннего сгорания для автотранспортного средства содержит три цилиндра (C1, C2, С3), каждый из которых содержит устройство впрыска топлива многоточечного типа с электронным управлением, благодаря которому каждый цилиндр получает питание топливом через специальный электроинжектор 5.

Открыванием каждого электроинжектора 5 управляет электронная система 7 управления двигателя, которая регулирует количество впрыскиваемого топлива и момент впрыска (Inj) в цикле в зависимости от условий работы двигателя, чтобы точно регулировать состав горючей смеси воздух-топливо, поступающей в цилиндры, по заранее определенному заданному значению.

Классически электронная система 7 управления двигателем содержит микропроцессор (CPU), оперативные запоминающие устройства (RAM), постоянные запоминающие устройства (ROM), а также аналого-цифровые преобразователя (A/D) и различные входные и выходные интерфейсы.

Микропроцессор содержит электронные схемы и соответствующие программы (10, 222, 223, 224) для обработки сигналов, поступающих от соответствующих датчиков, для определения состояний двигателя и осуществления заранее определенных операций с целью генерирования сигналов управления, в частности, для инжекторов, чтобы создавать оптимальные условия горения в цилиндрах двигателя.

В частности, электронная система 7 управления двигателем предназначена для такого управления впрыском топлива, при котором каждый инжектор 5 срабатывает отдельно, так чтобы впрыск топлива был завершен до открывания соответствующего впускного клапана или соответствующих впускных клапанов.

Среди входных сигналов микропроцессора фигурируют, в частности, сигналы, поступающие от датчика 22 коленчатого вала. Этот датчик 22, например, датчик с магнитным сопротивлением, неподвижно установлен на корпусе двигателя и находится перед измерительным кольцом 12, неподвижно соединенным с маховиком, закрепленным на конце коленчатого вала. Это кольцо 12 содержит на периферии последовательный ряд одинаковых зубцов и выемок, за исключением одного зубца, который удален, чтобы получить абсолютную метку, позволяющую выявить момент перехода в верхнюю мертвую точку данного контрольного цилиндра, в данном случае цилиндра C1.

Датчик 22 выдает сигнал Dn, соответствующий прохождению зубцов кольца 12, который после обработки устройством 10 обработки позволяет генерировать сигнал ВМТ (верхней мертвой точки) через каждые 120° вращения коленчатого вала, что позволяет засечь переходы в верхнюю мертвую точку поочередно цилиндров С1 (отметка 0°), затем С2 (отметка 120°) и, наконец, С3 (отметка 240°), если порядок цикла двигателя соответствует С1-С3-С2, как в этом примере.

Следует отметить, что для этого типа четырехтактного трехцилиндрового двигателя и, в целом, для всех четырехтактных двигателей с нечетным числом цилиндров, цилиндры, в данном случае C1, C2 и С3 переходят в положение верхней мертвой точки ВМТ в разных угловых положениях.

Устройство 10 обработки сигнала Dn, выдаваемого датчиком 22, позволяет также измерять продолжительность прохождения зубцов кольца 12, а также определять скорость прохождения и моментальную скорость вращения N двигателя.

Кроме того, сигнал Dn обрабатывается устройством 10 для создания сигнала (Cg, Вn), который отражает величину, характеризующую кинематику коленчатого вала. Например, эта величина может определять характеристику оценочного крутящего момента, создаваемого газом при каждом воспламенении.

Значение сигнала Cg для каждого из воспламенении газовой смеси в цилиндрах двигателя получают, в частности, на основании анализа сигнала Dn, выдаваемого неподвижным датчиком 22, контролирующим зубчатое колесо 12, неподвижно соединенное с коленвалом.

Сигнал не используют напрямую, например, рассматривая моментальную скорость вращения, так как присутствие шума при измерении или наличие дефекта в выполнении зубцов может привести к значительным погрешностям, связанным с неточностями сигнала, и снизить надежность способа. Поэтому анализ при помощи гармонического разложения позволяет устранить эти недостатки.

Способ получения такого сигнала Cg описан, в частности, в патентах ЕР 0532420 или WO 9829718, в которых сигнал Cg характеризует крутящий момент, создаваемый газом. Как правило, оценку среднего крутящего момента газа, создаваемого по меньшей мере одним воспламенением в цилиндре "u" двигателя, содержащего р цилиндров, получают при помощи соотношения следующего вида:

,

где:

[Cgaz,0] является средним крутящим моментом газа, создаваемым по меньшей мере при одном воспламенении в цилиндре и во время цикла горения,

βk,I является функцией Δtk и/или ωk соответственно продолжительности и скорости прохождения метки Dk перед датчиком,

αk,I - весовой коэффициент длительности, связанной с меткой Dk, зависящий по меньшей мере от одного параметра работы двигателя,

α0,I - переменная, зависящая по меньшей мере от одного параметра работы двигателя,

δi - весовой коэффициент,

i - индекс для отсчета линейных комбинаций функций,

qu и ru обозначают соответственно номер первой метки и номер последней метки, обнаруженных датчиком положения во время горения в цилиндре u, или виртуальной последней метки, создаваемой на основании сигнала датчика, определяющей угловое окно анализа крутящего момента двигателя, связанного с горением в цилиндре u.

Применяя специфические значения с некоторыми коэффициентами вышеупомянутого отношения Cg, можно определить другие величины, характеризующие кинематику коленчатого вала, такие как гармонические составляющие, характеризующие скорость или продолжительность прохождения зубцов зубчатого колеса. Продолжительность прохождения зубца является продолжительностью, измеренной между двумя зубцами контрольного элемента.

Например, используя характеристику среднего оценочного крутящего момента газа для четырехтактного двигателя с тремя цилиндрами C1, C2 и С3, где время горения в цилиндре C1 находится между 0° и 180°, оценку крутящего момента производят путем наблюдения за скоростью вращения между 0 и 240° или в угловом окне, как правило, включающем интервалы 0-180° фазы горения в цилиндре C1.

Согласно этому же принципу, время горения, связанное с цилиндром С3, находится между 240° и 420°, и наблюдение будет производиться в угловом интервале, заключенном между 240° и 480°.

Для цилиндра C2 время горения находится между 480° и 660°, и интервал наблюдения режима двигателя будет находиться вокруг 480° и 720°.

В этом случае способ получения сигнала синхронизации осуществляют согласно следующему принципу.

Засечку заранее определенного момента в ходе цикла двигателя, который используют для фазирования впрыска в каждый из цилиндров и который в представленном примере является переходом через верхнюю мертвую точку впуска, или любого другого момента, который может служить отметкой, производят на основании сигнала синхронизации NOCYL, синхронизированного с сигналом ВМТ, отмечающим переход в верхнюю мертвую точку каждого цилиндра, в схеме 224.

Можно использовать несколько типов сигнала синхронизации NOCYL, который отдельно или в сочетании с сигналом, поступающим от счетчика числа ВМТ цилиндров, проходящего перед датчиком положения, позволяет определить фазу цикла горения для каждого цилиндра.

В этом примере сигнал NOCYL, показанный на фиг.3, не требует сравнения с другими сигналами и позволяет получить все засечки заранее определенных моментов в протекании цикла двигателя, используемых для фазирования впрыска или зажигания в каждом из цилиндров, для всех цилиндров двигателя.

Действительно, сигнал NOCYL определяет переход в верхнюю мертвую точку на впуске и переход в верхнюю мертвую точку при расширении для всех цилиндров в момент изменения значения. При этом одного сигнала достаточно для синхронизации всех исполнительных устройств управления двигателем.

Сигнал ВМТ показывает каждый переход в верхнюю мертвую точку цилиндров двигателя за счет генерирования фронта или спада импульса. Сигнал NOCYL произвольно инициализируют на 0 при первом обнаружении перехода в верхнюю мертвую точку контрольного цилиндра (в этом примере С1), которую произвольно принимают за верхнюю мертвую точку впуска, затем производят его инкрементацию. Сигнал NOCYL строят путем инкрементации счетчика по модулю 6 при каждом прохождении через верхнюю мертвую точку сигнала ВМТ.

Таким образом, когда сигнал NOCYL переходит в значение 0 или 3, это значит, что ВМТ цилиндра С1 обнаружена соответственно в фазе впуска или расширения.

Когда сигнал NOCYL переходит в значение 1 или 4, это значит, что ВМТ цилиндра С2 обнаружена соответственно в фазе впуска или расширения.

Когда сигнал NOCYL переходит в значение 2 или 5, это значит, что ВМТ цилиндра С3 обнаружена соответственно в фазе впуска или расширения.

Независимо от варианта реализации сигнала NOCYL, он дает единую точку отсчета для всех циклов двигателя, которая позволяет системе 222 фазирования синхронизировать любой процесс управления двигателем (воспламенение, впрыск, управление исполнительными устройствами и т.д.).

С учетом произвольного выбора, применяемого во время инициализации сигнала NOCYL, можно указать два случая: либо сигнал NOCYL фазирован правильно, при этом для инициализации сигнала, действительно соответствующего верхней мертвой точке впуска для контрольного цилиндра С1, послужила контрольная верхняя мертвая точка, либо сигнал NOCYL фазирован неверно, и в этом случае контрольная верхняя мертвая точка соответствует верхней мертвой точке расширения для контрольного цилиндра С1.

В первом варианте выполнения изобретения, когда двигатель находится, например, в фазе запуска, оценка момента Cg при помощи описанной выше функции оценки, позволяет проверить, правильно ли была произведена синхронизация. Действительно, если впрыск и воспламенение фазированы неправильно, двигатель не может произвести крутящий момент, так как горение происходит во время впуска. Блок 223 обработки сравнивает оценочное значение Cg с контрольным или заданным значением Сс, классически получаемым устройством управления двигателем, во время запуска, чтобы оценить, является ли фазирование правильным. При этом проверяют следующее условие:

,

где ξ является положительным значением крутящего момента, которое может быть постоянным или картографированным в зависимости от регулирующих параметров двигателя, чтобы обеспечить надежность критерия Е1 за счет ограничения учета шумов сигналов.

Если это условие не удовлетворяется, фазирование является неправильным, и в этом случае считают, что обнаруженная верхняя мертвая точка была верхней мертвой точкой расширения, и сигнал NOCYL повторно инициализируют в схеме 224 сигналом Init схемы 223 обработки сигнала Cg. Поскольку фазирование теперь является правильным, условие Е1 должно выполняться. Если оно не выполняется, значит имеется неисправность в системе впрыска или в двигателе.

Вместе с тем, этот способ не обязательно является совместимым с так называемой стратегией «потерянной искры», как правило, применяемой во время запуска двигателя, которая состоит в воспламенении в цилиндрах на каждом обороте двигателя (верхняя мертвая точка впуска и расширения) во время фазы запуска бензинового двигателя, в отличие от последовательного зажигания с одним воспламенением на термодинамический цикл, чтобы убедиться, что горение будет происходить, и избежать, таким образом, впрыска топлива, которое не будет сожжено, и одновременно обеспечивать быстрый запуск. Таким образом, пока термодинамический цикл не определен, зажигание двигателя производят в режиме «потерянной искры» до восстановления последовательного зажигания.

Второй вариант выполнения изобретения позволяет осуществлять работу в случае запуска с потерянной искрой.

В этом варианте выполнения, пока синхронизация не достигнута, зажиганием двигателя управляют в вышеупомянутом режиме «потерянной искры», чтобы обеспечить запуск и работу двигателя в том числе, когда фазирование двигателя не идентифицировано.

Оценку крутящего момента осуществляют, наблюдая ацикличность моментальных скоростей или продолжительности вращения коленчатого вала двигателя в угловом интервале, который напрямую связан с предполагаемым фазированием двигателя и теоретически охватывает фазы горения трех цилиндров.

В этом примере время горения в цилиндре С1 находится между 0° и 180°, оценку момента производят, наблюдая скорость вращения между 0° и 240° или в угловом окне, как правило, охватывающем интервалы 0-180° фазы горения в цилиндре С1.

Согласно этому же принципу, соответствующее время горения в цилиндре С3 находится между 240° и 420°, наблюдение ацикличности производят в угловом интервале от 240° до 480°.

Для цилиндра С2 время горения находится между 480° и 660°, при этом диапазон наблюдения режима двигателя находится между около 480° и 720°.

Если фазирование последовательностей горения не идентифицировано, наблюдение оценочного крутящего момента Cg, создаваемого горением в цилиндре С1 производят на один оборот позже, то есть между 360° и 600° вместо интервала 0-240°.

В этом случае наблюдают не горение в цилиндре С1, а конец горения в цилиндре С3 и начало горения в цилиндре С2, и оценочный крутящий момент Cg в этом примере является отрицательным для этих временных моментов горения для цилиндров С2 и С3.

Таким образом, если синхронизация является неправильной, значение оценочного крутящего момента Cg является отрицательным, а не положительным. Поэтому, если Cg≥0 (Е2), синхронизация является нормальной, если же Cg≤0, синхронизация является плохой, и в этом случае сигнал NOCYL повторно инициализируют, как и в первом варианте выполнения.

Можно также предусмотреть версии второго варианта выполнения изобретения.

Первая версия второго варианта выполнения состоит в оценке крутящего момента газа Cg на всех оборотах двигателя. Полученный таким образом на первом обороте оценочный крутящий момент Cg1_1 для цилиндра С1 записывают в память и сравнивают с новым наблюдением крутящего момента Cg1_2 для цилиндра С1 на следующем обороте.

Сравнение крутящих моментов Cg1_1 и Cg1_2 позволяет определить нормальную синхронизацию по следующему условию:

Cg1_1>Cg1_2 (Е4), если оборот 1 соответствует цилиндру С1 при расширении и оборот 2 соответствует впуску.

Cg1_1<Cg1_2 (E5), если оборот 2 соответствует цилиндру С1 при расширении и оборот 1 соответствует впуску.

В каждом из этих двух случаев синхронизацию можно произвести в соответствии с результатом сравнения.

Вторая версия состоит в сравнении значения оценочного крутящего момента Cg для данного цилиндра с заданным значением крутящего момента Сс, согласно следующему соотношению:

Cg>Сс-Delta (Скорость, Сс) (Е6), если синхронизация является правильной.

Cg<Сс-Delta (Скорость, Сс) (Е7), если синхронизация является неправильной.

Действительно, если синхронизация является неправильной, сигнал NOCYL не соответствует термодинамическому циклу каждого цилиндра, и в этом случае значение оценочного крутящего момента Cg значительно меньше заданного значения Сс и наоборот.

Сдвиг Delta является величиной крутящего момента, которая может быть постоянной или получена из картографии, зависящая от скорости и/или от крутящего момента двигателя, и которая позволяет зафиксировать порог, необходимый для сравнения, чтобы исключить любую возможность ошибочной синхронизации, связанной с шумами в сигналах.

Надежность базовых способов и версий первого и второго вариантов выполнения можно повысить, ограничивая погрешности, связанные с помехами или шумами сигналов, например, суммируя оценки крутящего момента Cg.

В этом случае отношение (Е1) из первого варианта выполнения принимает следующий вид:

Соотношения (Е2) и (Е3) базового способа второго варианта выполнения принимают вид:

если синхронизация является правильной,

если синхронизация является неправильной.

Соотношения (Е4) и (E5) первой версии второго варианта выполнения изобретения принимают вид:

Соотношения (Е6) и (Е7) второй версии второго варианта выполнения изобретения приобретают вид:

Для каждого из двух вариантов выполнения ограничение погрешностей можно произвести путем фильтрования, например, при помощи фильтров первого или второго порядка или любого другого фильтра, позволяющего отфильтровать шум в измерениях и оценках, за счет чего результат сравнений становится более надежным. В качестве примера приведен дискретный фильтр первого порядка F, определяемый как:

Fn(Xn)=αXn+(1_α)Fn-1 при 0<α<1

В этом случае соотношение (Е1) первого варианта выполнения принимает вид:

F(Cg)≥F(Cc-ξ)

Соотношения (Е2) и (Е3) базового способа второго варианта выполнения принимают вид:

F(Cg)≥0

F(Cg)≤0

Соотношения (Е4) и (Е5) первой версии второго варианта выполнения изобретения принимают вид:

F(Cg1_1)≥F(Cg1_2)

F(Cg1_1)≤F(Cg1_2)

Отношения (Е6) и (Е7) второй версии второго варианта выполнения изобретения принимают вид:

F(Cg)≥F(Cc-Delta(N,Cc))

F(Cg)≤F(Cc-Delta(N,Cc))

Как было указано выше, можно использовать характеристику величины, характеризующую кинематику коленчатого вала, отличную от момента. Так, в третьем варианте выполнения изобретения применяют гармонический анализ, характеризующий либо продолжительность зубца, либо моментальную скорость вращения коленчатого вала.

Таким образом, этот вариант выполнения состоит в рассмотрении гармонической составляющей порядка n скорости вращения или предпочтительно продолжительности зубца, установленной на основании сигнала Dn. В данном случае гармоническую составляющую Вn вычисляют, используя гармоническую функцию косинуса, но способ можно адаптировать для любой другой гармонической функции, например, функции трапеции или другой, более сложной функции. Эта составляющая Вn является упрощенной характеристикой, установленной на основании вышеуказанного соотношения оценочного крутящего момента (Cg) с использованием соответствующих коэффициентов.

Для данного примера гармоническую составляющую продолжительности зубца можно установить при помощи следующего соотношения:

Вычисление разности между гармоническими амплитудами, вычисленными для двух возможных фазирований рассматриваемого цилиндра, вычисленных для верхней мертвой точки, при воспламенении, и для верхней мертвой точке, при выпуске, позволяет установить три случая.

Если больше максимального значения, значит, двигатель фазирован правильно.

Ели меньше минимального значения, значит, двигатель фазирован неправильно.

Если находится между этими двумя пороговыми значениями, существует неопределенность, и вычисление необходимо повторить.

В каждом из этих двух случаев синхронизацию можно осуществить в зависимости от результата сравнения, как в предыдущих вариантах выполнения.

Этот вариант выполнения является надежным при дефектах контрольного элемента, так как он сравнивает две величины, потенциально одинаково смещенные из-за дефекта контрольного элемента, при этом при вычислениях Вn на двух ВМТ цилиндра в качестве исходных данных берут продолжительности, измеренные на одних и тех же угловых участках контрольного элемента кольца. Действительно, гармоническая составляющая, установленная на первом обороте, будет разлагаться на сумму гармонической составляющей, характеризующей термодинамический цикл во время первого оборота, и гармоническую составляющую, характеризующую дефекты контрольного элемента. Гармоническая составляющая, установленная на втором обороте, будет разлагаться на сумму гармонической составляющей, характеризующей термодинамический цикл во время второго оборота, и гармоническую составляющую, характеризующую дефекты контрольного элемента, которая является такой же, что и на первом обороте. Следовательно, сравнение гармонической составляющей, установленной на первом обороте, и гармонической составляющей, установленной на втором обороте, позволит исключить гармоническую составляющую, характеризующую дефекты контрольного элемента.

Независимо от реализуемого варианта детектирования, в случае плохой синхронизации сигнал NOCYL инициализируют повторно, изменив предположение синхронизации (смещение синхронизации на один оборот). Эту повторную инициализацию можно осуществить на ВМТ контрольного цилиндра или на любой ВМТ любого цилиндра. В этом случае синхронизацию необходимо опять подтвердить при помощи способа согласно одному из описанных выше вариантов выполнения до установления нормальной работы двигателя в режиме последовательного зажигания.

Предпочтительно изобретение позволяет осуществлять синхронизацию термодинамического цикла каждого цилиндра, не изменяя параметры работы двигателя и не ухудшая работу двигателя.

1. Способ получения сигнала синхронизации (NOCYL) для четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с нечетным числом цилиндров (C1, C2, C3) с помощью электронной системы (7) управления, характеризующийся тем, что сигнал синхронизации (NOCYL), используемый для выявления заданного момента в термодинамическом цикле каждого из цилиндров двигателя, определяют на основании сигнала верхней мертвой точки (ВМТ), отмечающего определенное положение каждого цилиндра, и сигнала (Cg, Bn), отображающего величину, характеризующую кинематику коленчатого вала при каждом воспламенении топлива, при этом оба сигнала формируют на основании данных датчика (22) положения коленчатого вала, причем способ включает этапы, на которых
обеспечивают работу двигателя в течение заданного периода с поджигом топлива в цилиндрах на каждом обороте с тем, чтобы производить систематическое воспламенение впрыскиваемого топлива,
вычисляют характерный сигнал (Cg, Bn),
сравнивают характерный сигнал (Cg, Bn) с контрольным значением,
повторно инициализируют сигнал синхронизации (NOCYL), если сравнительный анализ показывает, что сигнал синхронизации неправильно фазирован, при этом
характерный сигнал (Cg, Bn) цилиндра во время первого оборота в цикле (Cg1_1, ) сравнивают с характерным сигналом цилиндра во время второго оборота в цикле (Cg1_2, ), чтобы узнать фазу первого оборота, и повторно инициализировать сигнал синхронизации (NOCYL), если фазирование оказалось ошибочным.

2. Способ получения сигнала синхронизации (NOCYL) по п.1, в котором характерный сигнал (Cg) является характеристикой крутящего момента, создаваемого газом.

3. Способ получения сигнала синхронизации (NOCYL) по п.2, в котором выполняют оценку крутящего момента, создаваемого газом по меньшей мере при одном горении в цилиндре u двигателя, содержащего p цилиндров, с помощью следующего соотношения:

где [Cgaz,0]u - средний момент газа, производимый по меньшей мере при одном горении в цилиндре u во время цикла горения,
βk,i - функция Δtk и/или ωk соответственно продолжительности и скорости прохождения метки Dk перед датчиком,
αk,i - весовой коэффициент для продолжительности, связанной с меткой Dk, зависящий по меньшей мере от одного рабочего параметра двигателя,
α0,i - переменная, зависящая по меньшей мере от одного рабочего параметра двигателя,
δi - весовой коэффициент,
i - индекс отсчета линейных комбинаций функций,
qu и ru - соответственно номер первой метки и номер последней метки, обнаруженных датчиком положения в течение горения топлива в цилиндре u, или виртуальной последней метки, сформированной на основании сигнала датчика и определяющей угловое окно для анализа крутящего момента двигателя, связанного с горением топлива в цилиндре u.

4. Способ получения сигнала синхронизации (NOCYL) по п.1, в котором характерный сигнал (Bn) является гармоническим представлением продолжительности зубца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автомобильной промышленности, а именно к электрооборудованию для обеспечения работы двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в производстве и эксплуатации автомобильной техники.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к регулированию параметров двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам управления многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к устройству для распознавания фаз газораспределения в двигателе внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к транспортным средствам, а именно к системам управления двигателями внутреннего сгорания инжекторного и карбюраторного типа, и предназначено для предотвращения несанкционированного запуска двигателя в целях угона автомобиля или другого транспортного средства.

Изобретение относится к электронной системе управления впрыском топлива для двигателей внутреннего сгорания, структурно состоящей из центрального электронного блока управления, центральный процессор которого воспринимает информационные сигналы от датчиков, регистрирующих такие основные рабочие параметры, как скорость вращения вала двигателя и положение дроссельной заслонки, которая регулирует поступление воздуха в двигатель, а также концентрацию отдельных компонентов в отработавшем газе, при этом указанный центральный блок управления регулирует режим впрыска горючей смеси при использовании предпочтительно одной форсунки.

Изобретение относится к области малой, децентрализованной электроэнергетики и может быть использовано для электроснабжения объектов с автономными электростанциями, например морских судов, объектов морской инфраструктуры, сельского и лесного хозяйств, горнорудной промышленности, береговых рыбоперерабатывающих предприятий и др.

Изобретение относится к способу запуска двигателя внутреннего сгорания с воспламенением при низких температурах. .

Изобретение относится к запуску двигателей тепловозов и других транспортных средств электродвигателями, объединенными с тяговыми генераторами, и может быть использовано в электрических цепях, приспособленных для запуска двигателей, для модернизации магистральных и маневровых тепловозов всех серий.

Изобретение относится к пусковым устройствам двигателей и может быть использовано в установках с электростартерным пуском. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам регулирования систем двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способу прогрева двигателя внутреннего сгорания, прежде всего транспортного средства. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способу управления выбегом двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к устройству для распознавания фаз газораспределения в двигателе внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в автотранспортном средстве. Техническим результатом является обеспечение запуска двигателя на морозе. Способ запуска двигателя внутреннего сгорания, использующего топливо, находящееся в баке, содержащий оценку количества топлива, присутствующего в баке, оценку испаряемости топлива (PVR) и адаптацию количества топлива, предназначенного для впрыска в цилиндр двигателя во время запуска двигателя, в зависимости от оценочной испаряемости топлива (16), при этом оценочное значение испаряемости топлива заменяют (15) заданным значением (20) во время запуска после добавления топлива в бак. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к управлению газового двигателя в период его пуска и прогрева. Техническим результатом является снижение расхода вспомогательного топлива в период пуска и прогрева, а также сокращение выбросов вредных веществ. Сущность изобретения заключается в том, что в, по меньшей мере, один момент времени до зажигания впрыскивают газообразное топливо, а затем, но также еще до зажигания, дополнительно впрыскивают вспомогательное топливо. 8 з.п. ф-лы.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ управления работой дизеля (1) на режимах малых подач и минимально устойчивых оборотов под нагрузкой и холостого хода заключается в создании автоматического колебательного воздействия на орган топливоподачи (7). При снижении нагрузки до значения, меньшего 30% от номинальной, по сигналу датчика (6) положения органа топливоподачи на орган топливоподачи (7) подают дополнительно к воздействию от автоматического регулятора (10) скорости сигнал от блока (13) управления с формирователем частоты через генератор (12) синусоидальных колебаний амплитуды и частоты электрического тока. Генератор (12) синхронизирован при помощи датчика (5) угла поворота коленчатого вала с его угловым положением. Раскрыто устройство для управления работой двигателя на режимах малых подач и минимально устойчивых оборотов. Технический результат заключается в снижении минимально устойчивых оборотов под нагрузкой и при холостом ходе. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к системам запуска двигателя внутреннего сгорания. Технический результат - расширение рабочего диапазона сгорания на основе послойного распределения заряда топлива при одновременном обеспечении отрицательного давления всасываемого воздуха, требуемого для достижения тормозной характеристики, и уменьшение содержания HC при стоянии транспортного средства на месте после холодного запуска. Двигатель внутреннего сгорания при стоянии транспортного средства на месте после холодного запуска может переключать свой режим сгорания на режим гомогенного сгорания или режим сгорания на основе послойного распределения заряда топлива. Рабочий диапазон сгорания на основе послойного распределения заряда топлива при стоянии транспортного средства на месте после холодного запуска расширяется относительно рабочего диапазона гомогенного сгорания при стоянии транспортного средства на месте после холодного запуска по мере того, как снижается угол наклона транспортного средства. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх