ITMI962624A1

ITMI962624A1 - Procedimento e dispositivo per il comando di un motore a combustione interna

Info

Publication number: ITMI962624A1
Application number: IT96MI002624A
Authority: IT
Inventors: Hans-Joerg Vogtmann; Marcus Leuz
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 1998-06-13
Also published as: FR2742808B1; ITMI962624A0; DE19547646A1; FR2742808A1; IT1289450B1; JPH09189214A

Description

Procedimento e dispositivo per il comando di un motore a combustione interna

Stato della tecnica

L'invenzione riguarda un procedimento e un dispositivo per il comando di un motore a combustione interna secondo i preamboli delle rivendicazioni indipendenti.

Un tale procedimento e un tale dispositivo per il comando dì un motore a combustione interna sono noti dalla EP-A 0 621 400. Ivi vengono descritti un procedimento e un dispositivo per il comando di un motore a combustione interna, nei quali viene dosato combustibile per un motore a combustione interna, che viene bruciato nel motore a combustione interna. Inoltre è previsto un catalizzatore. Per il motore a combustione interna viene dosato combustibile in modo che una parte di questo combustibile giunga incombusto nel catalizzatore tramite le tubazioni dei gas di scarico, ed ivi reagisca con gli ossidi di azoto (NOX).

Questa quantità di combustibile ulteriormente dosata deve essere determinata in maniera molto precisa, poiché con una quantità troppo esigua la reazione avviene in maniera soltanto insufficiente, e con una quantità eccessiva vengono espulsi idrocarburi (HC) incombusti con i gas di scarico.

Compito dell'invenzione

È compito dell'invenzione determinare, in un procedimento e in un dispositivo del tipo detto inizialmente per il comando di un motore a combustione interna, la quantità di combustibile ulteriormente dosata in modo che le emissioni nei gas di scarico, in particolare le emissioni di NOX e HC, vengano minimizzate.

Vantaggi dell'invenzione

Per mezzo del modo di procedere secondo invenzione è possibile minimizzare sia le emissioni di NOX che le emissioni di HC.

Elaborazioni vantaggiose e opportune dell'invenzione sono caratterizzate nelle sottorivendicazioni.

Disegno

L'invenzione viene di seguito illustrata sulla scorta della forma di esecuzione raffigurata nel disegno. L'unica figura mostra un diagramma a blocchi del modo di procedere secondo invenzione.

Descrizione dell'esempio di esecuzione

Con 100 è indicato un servoelemento, che stabilisce la quantità di combustibile o di idrocarburi. Questo servoelemento viene sollecitato con un segnale MHC, che corrisponde alla quantità di idrocarburi da dosare. Questo segnale MHC viene reso disponibile da un punto di correlazione 105. A questo punto di correlazione vengono addotti il segnale MHCS di una sommatoria 110 e il segnale di uscita TF di un filtro 120.

La sommatoria 110 viene sollecitata con un segnale MHCK, il segnale di uscita di un punto di correlazione 125. Al primo ingresso del punto di correlazione 125 è presente il segnale di uscita di una selezione di minima 130, il cui primo ingresso viene sollecitato con un segnale MHCW, che corrisponde al segnale di uscita di un punto di correlazione 132. Al primo ingresso del punto di correlazione 132 è presente con segno positivo il segnale MHCT, che corrisponde al segnale di uscita di un punto di correlazione 134. Al primo ingresso del punto di correlazione 134 è presente un segnale MNOX, che corrisponde al segnale di uscita di un punto di correlazione 136. Al primo ingresso del punto di correlazione 136 si trova il segnale di uscita di un punto di correlazione 138, al cui primo ingresso è presente un segnale NOXG.

Questo segnale NOXG viene reso disponibile da un diagramma caratteristico NOX 140. Il diagramma caratteristico 140 viene sollecitato con un segnale N di numero di giri di un sensore 142 del numero di giri, e da una quantità di combustibile QK da iniettare, resa disponibile dal comando 144 del combustibile. Al secondo ingresso del punto di correlazione 138 è presente un segnale NOXT, che proviene da un diagramma caratteristico 145 di funzionamento a caldo. Il diagramma caratteristico di funzionamento a caldo viene sollecitato con una temperatura TW dell'acqua di raffreddamento, determinata per mezzo di un sensore di temperatura 147. La correlazione nel punto di correlazione 138 avviene preferibilmente in maniera moltiplicativa.

Al secondo ingresso del punto di correlazione 136 è presente il segnale di uscita NOXE di una regolazione 150 del recupero dei gas di scarico. Questa regolazione 150 elabora un segnale di uscita di un punto di correlazione 152. Al primo ingresso del punto di correlazione 152 è presente con segno positivo un segnale ES, che proviene da un diagramma caratteristico 154 del tasso di recupero dei gas di scarico. In questo diagramma caratteristico è memorizzato il segnale ES in funzione del numero di giri M e della quantità di combustibile QK. Al secondo ingresso del punto di correlazione 152 è presente con segno negativo un segnale EI, che proviene da una rilevazione del valore effettivo 156. La correlazione nel punto di correlazione avviene preferibilmente in maniera additiva.

Al secondo ingresso del punto di correlazione 134 è presente un segnale di uscita X di un diagramma caratteristico dei fattori 160. Al diagramma caratteristico dei fattori vengono parimenti addotti il numero di giri N e la quantità di combustibile QK da iniettare. La correlazione nel punto di correlazione 134 avviene preferibilmente in maniera moltiplicativa.

Al secondo ingresso del punto di correlazione 132 è presente con segno negativo un segnale MHCR, che corrisponde al segnale di uscita di uno dei punti di correlazione 162. La correlazione nel punto di correlazione 132 avviene preferibilmente in maniera additiva.

Al punto di correlazione 162 viene addotto un segnale di uscita HCT di un diagramma caratteristico di temperatura 170. Nel diagramma caratteristico HC è memorizzata la grandezza HCG in funzione della temperatura TW dell'acqua di raffreddamento. La correlazione nel punto di correlazione 162 avviene preferibilmente in maniera moltiplicativa.

Al secondo ingresso della selezione di minima 130 è presente un segnale MHCM di un diagramma caratteristico di limitazione 175, al quale vengono addotte quali grandezze di ingresso il numero di giri N e la quantità di combustibile QK da iniettare.

Al secondo ingresso del punto di correlazione 125, che correla i due segnali in maniera preferibilmente additiva, è presente il segnale di uscita DHC di una correzione 182 dinamica, che a sua volta elabora il segnale di uscita di un filtro DT1 180, sollecitato con la quantità di combustibile QK da iniettare.

Al secondo ingresso del punto di correlazione 105 è presente il segnale di uscita TS di un filtro 120 in funzione della temperatura. Il filtro 120 elabora un segnale di temperatura T, che viene reso disponibile da un punto d correlazione 190. Il primo ingresso del punto di correlazione 190 viene sollecitato con un segnale di un punto di correlazione 191. Al primo ingresso del punto di correlazione 191 giunge un segnale di temperatura TK di un sensore di temperatura, disposto dopo il catalizzatore. Al secondo ingresso del punto di correlazione 191 viene addotto un segnale T4, reso disponibile da un punto di correlazione 192. Al primo ingresso del punto di correlazione 192 viene addotto un segnale di uscita di un diagramma caratteristico 196, che elabora il numero di giri e la quantità di combustibile. Al secondo ingresso del punto di correlazione 192 viene addotto il segnale di uscita di un diagramma caratteristico di temperatura 194, che elabora la temperatura TW dell'acqua di raffreddamento. Il punto di correlazione 192 correla le due grandezze in maniera preferibilmente moltiplicativa. Il punto di correlazione 191 correla i due segnali di ingresso in maniera preferibilmente additiva. Al secondo ingresso del punto di correlazione 190 si trova il segnale di uscita di un'impostazione del fattore 198. Nel punto di correlazione 190 la correlazione avviene preferibilmente in maniera moltiplicativa.

Questo dispositivo funziona ora come segue. A partire almeno dal numero di giri N e dalla quantità di combustibile QK da iniettare nel diagramma caratteristico NOX 140 è memorizzata la grandezza NOXG. Con ciò si tratta della quantità di NOX solitamente comparente nei gas di scarico. Questo valore NOXG così ricavato viene moltiplicato in un punto di correlazione 138 per un valore di correzione NOXT, che proviene dal diagramma caratteristico 145 del funzionamento a caldo. Questo diagramma caratteristico tiene conto dell 'influenza della temperatura del motore o della temperatura dell'acqua di raffreddamento sull'emissione di NOX.

Nel diagramma caratteristico 154 di recupero dei gas di scarico è corrispondentemente memorizzato in funzione delle stesse grandezze di ingresso il tasso di recupero dei gas di scarico. A partire dallo scostamento di regolazione del recupero dei gas di scarico, presente all'uscita del punto di correlazione 152, viene resa disponibile dalla regolazione 150 di recupero dei gas di scarico la grandezza NOXE, con la quale viene corretta la grandezza NOXG. Questa correzione avviene nel punto di correlazione 136, in maniera preferibilmente additiva.

Questa grandezza NOXE tiene conto della correzione della successiva iniezione in caso di scostamenti dalle condizioni normali. Ad esempio vengono impostate una bassa pressione atmosferica o maggiori temperature dell'aria mediante confronto del diagramma caratteristico di base 154 della massa d’aria del recupero dei gas di scarico con la massa d'aria fresca EI misurata. Quindi per la successiva iniezione non occorre tenere conto un'altra volta dell'influenza della pressione atmosferica e della temperatura dell'aria aspirata.

All'uscita del punto di correlazione 136 è presente il segnale MNOX, che corrisponde alla quantità di NOX da ridurre. Questo segnale, che indica una misura per la quantità di ossidi di azoto da ridurre, viene prestabilito in funzione di diverse grandezze caratteristiche di esercizio, come ad esempio il numero di giri N del motore a combustione interna, la quantità di combustibile QK da iniettare, e un segnale di temperatura TW.

La relazione fra NOX da ridurre e idrocarburi HC necessari risulta dalla seguente equazione: HC = X * NOX. Il fattore X è funzione del rivestimento del catalizzatore, ove eventualmente occorre tenere conto di ulteriori grandezze. Questo fattore X è memorizzato nel diagramma caratteristico 160 dei fattori, preferibilmente in funzione del numero di giri e della quantità di combustibile QK. Nel punto 134 la quantità MNOX calcolata di NOX emessi viene moltiplicata per il fattore X. Ove all'uscita del punto di correlazione 134 è presente un segnale MHCT, che indica l'ulteriore quantità di combustibile necessaria.

All'uscita del punto di correlazione 134 è presente il segnale MHCT, al quale corrisponde la quantità di idrocarburo necessaria per ossidare la quantità MNOX di NOX. Questo valore MHCT viene determinato a partire dalla quantità di NOX da ridurre e da un fattore X, che può essere prestabilito in funzione delle grandezze caratteristiche di esercizio.

Nel diagramma caratteristico 165 è memorizzata l'emissione lorda di idrocarburo HCG che si produce durante la combustione in funzione del numero di giri N e della quantità di combustibile QK. Questa emissione lorda di HC prodotta durante la combustione non deve essere dosata, poiché è già contenuta nei gas di scarico. Nel punto 162 questo valore HCG per l'emissione lorda di idrocarburi viene corretto per mezzo di un valore HCT del diagramma caratteristico in funzione della temperatura. La quantità di idrocarburo necessaria viene ridotta di questo valore MHCR corretto nel punto di correlazione 132.

Nel diagramma caratteristico di limitazione 175 è memorizzato un valore massimo ammissibile MHCM per la quantità supplementare di combustibile da dosare. Per mezzo della selezione di minima 130 la quantità di combustibile MHCW ulteriormente da dosare viene limitata al valore massimo ammissibile. Ciò significa che viene utilizzato il minore dei due valori.

Nel punto di correlazione 125 il valore limitato viene corretto per un valore di correzione DHC, che contiene una correzione dinamica.

Nella sommatoria 110 la quantità di combustibile ulteriormente da dosare viene sommata finché non viene raggiunta la quantità minima che può essere iniettata con il sistema di dosaggio utilizzato. Al superamento del valore di soglia con l'iniezione successiva viene dosato il valore minimo.

La trasformazione di NOX nel catalizzatore di riduzione è sostanzialmente funzione della temperatura T nel catalizzatore. Questa temperatura T del catalizzatore non viene misurata direttamente. La temperatura T4 del catalizzatore viene simulata mediante il diagramma caratteristico 196 in funzione della quantità QK e del numero di giri N. Inoltre avviene una compensazione di temperatura nel punto di correlazione 192 per mezzo del diagramma caratteristico di temperatura 194. Questa temperatura T4 prima del catalizzatore così ricavata viene sommata nel punto di correlazione 191 alla temperatura dopo il catalizzatore TK, rilevata per mezzo di un sensore. Successivamente, nel punto di correlazione 190 avviene una formazione di valore medio di questi due valori.

Il filtro 120 tiene conto del fatto che il catalizzatore funziona in maniera soddisfacente soltanto in un determinato intervallo di temperatura. Quindi è previsto che il valore del segnale di uscita TF del filtro 120 assuma il valore 0 con temperature minori o maggiori di questo intervallo di temperatura, e il valore 1 nell'intervallo di temperatura nel quale il catalizzatore funziona in maniera soddisfacente.

Con il segnale di uscita del punto di correlazione 105 viene sollecitato il servoelemento 100. Questo servoelemento dosa l'ulteriore quantità di combustibile. Con una prima elaborazione è previsto che il servoelemento 100 sia disposto nella tubazione del gas di scarico, e inietti il combustibile supplementare direttamente nel gas di scarico. Con un'ulteriore elaborazione è previsto che nel caso del servoelemento 100 si tratti del servoelemento che dosa anche il combustibile per le camere di combustione necessario per la combustione normale. In questo caso il servoelemento viene comandato in modo che il combustibile giunga incombusto nella tubazione dei gas di scarico. Ciò può essere ottenuto mediante il fatto che dopo l'iniezione vera e propria per la combustione viene eseguita una dosatura nella regione del punto morto inferiore, o durante il ricambio dei gas.

Claims

Rivendicazioni 1. Procedimento per il comando di un motore a combustione interna, nel quale primi mezzi dosano combustibile per il motore a combustione interna, che viene bruciato nel motore a combustione interna, e secondi mezzi eseguono un trattamento successivo dei gas di scarico, ove viene ulteriormente dosato combustibile, che reagisce nei mezzi per il trattamento dei gas di scarico, caratterizzato dal fatto che un segnale (MHCT), che corrisponde alla quantità di ulteriore combustibile, può essere prestabilito a partire da un segnale (MNOX), che corrisponde alla quantità di ossidi di azoto da ridurre, e da un fattore (X).
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il segnale (MNOX), che corrisponde alla quantità di ossidi di azoto da ridurre, può essere prestabilito in funzione di diverse grandezze caratteristiche di esercizio.
3. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il segnale (MHCT), che corrisponde alla quantità di ulteriore combustibile, viene ridotto di un valore (MHCR), che corrisponde a un'emissione lorda di idrocarburo.
4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la quantità di ulteriore combustibile viene limitata a un valore massimo ammissibile (MHCM).
5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la quantità di ulteriore combustibile viene sommata, finché non viene raggiunto un valore che può essere prestabilito.
6. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che quali grandezze caratteristiche di esercizio si tiene conto del numero di giri (N) del motore a combustione interna, della quantità di combustibile (QK) da iniettare, e/o di un segnale di temperatura (TW).
7. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'ulteriore combustibile viene dosato soltanto quando la temperatura del secondo mezzo si trova all'interno di un intervallo di valori che può essere prestabilito.
8. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la temperatura del secondo mezzo è simulabile a partire almeno dal numero di giri (N) e dalla quantità di combustibile (QK) iniettata.
9. Dispositivo per il comando di un motore a combustione interna, nel quale primi mezzi dosano combustibile per il motore a combustione interna, che viene bruciato nel motore a combustine interna, e secondi mezzi eseguono un trattamento successivo dei gas di scarico, ove viene ulteriormente dosato combustibile, che reagisce nei mezzi per il trattamento dei gas di scarico, caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi che prestabiliscono un segnale (MHCT), che corrisponde alla quantità di ulteriore combustibile, a partire da un segnale (MNOX) che corrisponde alla quantità di ossido di azoto da ridurre, e un fattore (X).