NO783587L - Fremgangsmaate for aa redusere tidsskalaen i forbindelse med avgasanalyse ved en kjoeretoeymotor - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for å redusere tidsskalaen i samband med avgassanalyse for en kjøretøymotor.

For å fastslå innholdet av ikke ønskelige emisjoner i kjøretøymotorers avgasser, lar man motoren gjennomløpe en så-kalt kjøresyklus. Denne skal simulere en. viss trafikksituasjonssekvens og vanligvis tar det ca. 30 minutter å kjøre gjennom en slik syklus idet kjøretøyet er. montert på et chassis-dynamometer.slik at motoren kan kjøres med belastning.

Disse prøveforanstaltninger krever tildels kostbart utstyr, dels krever en prøve lang tid for gjennomføring i og med at det ikke bare er selve gjennomløpet av kjøresyklusen som tar tid, men kjøretøyet må også monteres på og av chassisdynamometeret.

Oppfinneren har tidligere foreslått fremgangsmåte og anordninger som er tilpasset for å bli anvendt i forbindelse med avgassanalysering for kjøretøymotorer,. der en betydelig tidssparing.kan oppnås ved at motorens eget treghetsmoment og indre motstand kan anvendes som bremsende faktor. Dette forut-setter at prøvesekvensen sammensettes av korte akselerasjons-og retardasjonsintervaller.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte som gjør det mulig å jevnføre utstyr av sistnevnte slag med en passende kjent kjøresyklus. Det gjelder derved på en representativ måte å redusere tidsskalaen.

En vesentlig omstendighet herved er at man eliminerer innflytelsen av eventuelt spill i overføringsleddet mellom det primære gasspådragsorgan og det organ som endelig bestemmer brenselmengden; f.eks. strupeventilen i en forgasser.

Det karakteristiske for oppfinnelsen er at brenselpådragsorganet før det første belasningstilfellet justeres til en 0-stilling der spill er eliminert, samt at PME/RPM verdien i hvert pådragstilfelle er slik valgt at pådragsorganet, frem til det punkt der motoren vender tilbake til tomgangskjøring, kun behøver å bli forflyttet i positiv retning.

Den egentlige redusering av tidsskalaen oppnås ifølge oppfinnelsen ved at man i diagramform gjør rede for de endringer i effektivt middeltrykk (PME) i forhold til omdreiningstall (RPM) som motoren utsettes for under gjennomløp av den kjente kjøresyklus, at man statistisk rendyrker dette diagram slik at et fåtall, f.eks. seks, middelkurver dannes og hvor tidsutstrekning ved hver RPM og PME-nivå anvendes som vektfaktorer, at man med kjennskap til den aktuelle motors momentkarakteristikker ved forskjellige omdreiningstall omregner PME/RPM diagrammet til et gasspådrags/tidsdiagram, samt at man med hjelp av sistnevnte diagram programmerer en for påvirkning av motorens gasspådrag beregnet styreenhet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende med henvisning til tegningen hvor

fig. 1 skjematisk viser det utstyr som anvendes i forbindelse med prøvetagningen,

fig. 2 viser et avsnitt av en kjent kjøresyklus,

fig. 3 er et diagram som fremviser hvordan middel-trykket PME i motoren endres med motoromdreiningstallet RPM under gjennomløp av kjøresyklusen,

fig. 4 viser samme diagram statistisk rendyrket til et fåtall middelkurver,

fig. 5 er et forenklet diagram som viser.endringer i RPM under et belastningsintervall, og

fig. 6 viser hvordan .disse middelkurver er omregnet til et gasspådrags/tidsdiagram (G/t).for den aktuelle motoren.

Por gjennomføring av avgassanalyseprøve for en kjøretøymotor kan' man anvende et utstyr av det slag som er skjematisk vist i fig. 1. Selve kjøretøyet er kun vist med det fremre parti der motoren 10 er plassert. Tilførsel av brensel bestemmes på vanlig måte ved hjelp av en gasspedal 11 og fra motoren går det ut et avgassrør 12 som inneholder en ikke vist lyddemper.

For den her aktuelle, forenklede prøvetagnings-fremgangsmåte behøver motoren ikke stilles opp på noe chassis-dynamometer idet den kun frikoples fra utgående drivaksel og får gå i tomgang. I løpet av et kort tidsmoment, et halvt til ett minutt sammenlignet med de ca. 30 minutter som det tar å kjøre gjennom en etablert kjøresyklus, utsettes motoren for en serie korte variasjoner i tilført brenselmengde.

Hver slik variasjon har så kort varighet at motoren som arbeider uten ytre belastning men kun. mot eget treghetsmoment og indre tap, ikke oppnår noen jevnvektstilstand ved konstant omdreiningstall, men'.kun i det vesentlige akselereres og retarderes.

Gasspedalen påvirkes under prøven av en motor 13 som via en leddmekanisme 14 er koplet til pedalen og gir denne et antall nedtrykninger av forutbestemt størrelse atskilt av pauser som muliggjør tilbakegang til tomgangsomdreiningstallet.

Motoren styres av en programenhet 15 og det er innstillingen av denne som utgjør underlag for den foreliggende oppfinnelse.

I visse tilfeller er det hensiktsmessig å etterligne forholdene ved kaldstart. Prøvetagningsekvensen kan derfor ordnes slik at den også omfatter på forhånd valgte moment under motorens oppvarming.

I forbindelse med prøvetagningen monterer man en gassmengdefordeler 16 til avgassledningen 12 og leder en kjent del av den totale gassmengde til et analyseapparat 17. Dette kan være av hensiktsmessig kjent slag, og ettersom det

i og for seg ikke har noen innvirkning på fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse, er det kun markert som en stiplet firkant på tegningen. I ledningen mellom gassmengdefordeleren 16 og analyseapparatet 17 sitter en ventil 18 som styres av programenheten 15 og som kun holdes åpen under selve prøvetag-ningsmomentet.

Det i fig. 1 viste utstyr er kun et eksempel på de midler som behøves for å ta avgassprøve fra en frikoplet motor, altså en motor som arbeider uten noen ytre belastning.

Por at man skal få sammenlignbart bedømmelsesgrunn-lag med ønsket,'fastlagt kjøresyklus, må tidsskalaen reduseres fra ca.30 minutter til mindre enn 1 minutt, med bibehold av en tilsvarende, representativ belastning'på motoren. Forutset-ningen.er jo at man under et kort akselerasjonsmoment får en sammensetting av avgassen som tilsvarer hva man oppnår ved

kjøring under belastning på chassisdynamometeret.

Fig. 2 viser et typisk avsnitt av et hensiktsmessig kjøresyklusdiagram, og det skal påpekes at dette diagram inneholder et stort antall "pukkler" 30 som representerer endringer i motorbelastningen under et visst tidsmoment. Teorien bak opplegget av en slik kjøresyklus er at man forsøker å etterligne en serie trafikksituasjoner som et kjøretøy passerer, f.eks., under kjøring fra et forsted inn i en storby med gjentagende akselerasjoner og oppbremsninger og med varierende mot- og medhelling. Fig. 3 viser hvordan et kjøresyklusdiagram ifølge fig. 2 gjennom databehandling omregnes til å representere endringer i effektivt middeltrykk (PME) i forhold til motor-omdreining (RPM). Det skal påpekes at hver "pukkel" i diagrammet ifølge fig. 2, kan omfatte ett eller flere vekslings-tilfeller. Diskontinuiteter i forbindelse med veksling innebærer at omdreiningstallet ikke nødvendigvis stiger under gjennomføring av en og samme "pukkel", men tvert om kan synke med stigende PME, og endog kan øke med konstant PME. Visse belastningsområder kan representeres av fra hverandre skilte topper langsmed omdreiningstallskalaen.

Det virvar av linjer 31 som man på dette vis får i fig. 3, kan ikke direkte anvendes for noe praktisk formål.

Fig. 4 viser hvordan man statistisk kan rendyrke diagrammet slik at man får et fåtall middelkurver 32, der tidsutstrekningen ved hvert omdreiningstall og PME-nivå anvendes som veiende faktor.

Ved sammenføringen av kurvene 32 må man ta hensyn til en negativ effekt forårsaket av tomgangsbremsing og i fig.

4 markert med feltet 33.

Når man kjenner den aktuelle motors momentkarakteristika ved forskjellige omdreiningstall og gasspådrag, kan midde1verdidiagrammet ifølge fig. 4 omregnes til et gasspådrag/ omdreiningstalldiagram. For at man skal oppnå god reprodusivi-tet tillates kun positive bevegelser i gassreguleringen slik at innvirkning av spill, resp. friksjon eller annen treghet i ledd og forbindelser elimineres.

Dette illustreres i fig. 5 som er et. forenklet diagram som viser endringer i PME som kan opptre under et pådrags-

tilfelle.

Kurven 40 fremviser en første topp 41 og en andre topp 42 atskilt av en dal. Hvis spill resp. friksjonskrefter i overføringsmekanismen mellom gasspedalen og det endelige brenselsmengdebestemmende organet har målet 43, har man ikke riktig kontroll over spissen på toppen 41 og man kommer ikke til å få den beregnede endring i motoren. Er spill resp. friksjonskrefter så stort som målet 44, kommer endring tilsvarende toppen 4l ikke til å merkes i det hele tatt.

Man må derfor sørge for at brenselpådragsorganet

før første belastningstilfelle, j.usteres til en O-stilling der spill er eliminert og videre ordne slik at ortganet■under hvert pådragstilfelle frem til det punkt der motoren vender tilbake ti]\ tomgangskjøring, kun behøver å bli forflyttet i positiv retning.

Den aktuelle prøvetagningsfremgangsmåte som bygger på at motoren bremses mot sitt eget treghetsmoment, er tids-basert og man må gjøre en ytterligere omregning for å få frem et gasspådrag/tidsdiagram.ifølge fig. 6. Dette lar seg enkelt gjøres ved ligningen:

T T l -p 2 ,

W = 7j I ta , der

W er det tilførte arbeid kjørt gjennom PME/RPM diagrammet.

I er motorens treghetsmoment, og

w er en lineær funksjon av omdreiningstallet (radianer/sek.).

Gjennomføring av en kjøresyklus ifølge fig. 2 innebærer flere titusentalls tenninger i motoren, mens man for å kjøre igjennom diagrammet ifølge fig. 6 kun behøver å regne med noen tusentall tenninger.

Man observerer at kurvene 45 i fig. 6 klart viser

at pådragsorganet under hvert belastningstilfelle, kun behøver å bli forflyttet i positiv retning frem til det punkt der be-lastningstilf ellet avbrytes. Pådragsorganet kan holdes stille under store deler av belastningstilfellet, men dette innebærer ikke at spillet kan gjøre seg merkbart.

Fremgangsmåten ved under uttagningsprøve på avgassen, å kjøre motoren mot dens eget' treghetsmoment og indre tap, innebærer en betydelig minskning i tidsbruk. Det er videre åpenbart at man ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse kan fastsette program for påvirkning av motorens brenseltilførsels-system som gjør at den del av avgassmengden som tas vare på for analysering, ved den forenklede testfremgangsmåte, kan bli fullt representativ for hver ønsket kjøresyklus av etablert slag.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for ved analyse av avgasser fra en forbrenningsmotor, å tilveiebringe forhold som er representative for en forutbestemt trafikksituasjonssekvens, idet motoren uten ytre belastning i, en viss tidsperiode, ved tomgangskjøring under kontroll av en styreenhet utsettes for en serie variasjoner i brenseltilførselen og derunder kun bremses av eget treghetsmoment og indre motstand, karakterisert ved at man ordner styreenheten slik at den før det første be-lastningstilf ellet justerer motorbrenselpådragsorgan til en O-stilling der spill er eliminert, samt at man velger verdiene for av brenseltilførsel forårsakede- endringer i effektivt middeltrykk (PME) og omdreiningstall (RPM) slik at pådragsorganet under hvert pådragstilfelle frem til det punkt der motoren vender tilbake til tomgangskjøring, kun behøver å bli forflyttet i positiv retning.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, ved hvilken man for å } ■"oppnå- en" redusert_t ids skala omformer en kjent kjøresyklus, karakterisert ved at man i diagramform gjør rede for de endringer i effektivt middeltrykk (PMÉ) i forhold til omdreiningstall (RPM) som motoren utsettes for under gjennom-løp av den kjente kjøresyklus, at man statistisk rendyrker dette diagram slik at et fåtall, f.eks. seks, middelkurver dannes, idet tidsutstrekning ved hver RPM og PME-nivå anvendes som veiende faktor, at man med kjennskap til den aktuelle motors momentkarakteristika ved forskjellige omdreiningstall omregner PME/RPM diagrammet til et gasspådrag/tidsdiagram, samt at man ved hjelp av sistnevnte diagram programmerer en for påvirkning av pådragsorganet beregnet styreenhet.