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ITUA20164481A1 - Metodo per il controllo dei fenomeni di detonazione in un motore a combustione interna - Google Patents

Metodo per il controllo dei fenomeni di detonazione in un motore a combustione interna Download PDF

Info

Publication number
ITUA20164481A1
ITUA20164481A1 ITUA2016A004481A ITUA20164481A ITUA20164481A1 IT UA20164481 A1 ITUA20164481 A1 IT UA20164481A1 IT UA2016A004481 A ITUA2016A004481 A IT UA2016A004481A IT UA20164481 A ITUA20164481 A IT UA20164481A IT UA20164481 A1 ITUA20164481 A1 IT UA20164481A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
phenomena
detonating
cylinder
ignition advance
affected
Prior art date
Application number
ITUA2016A004481A
Other languages
English (en)
Inventor
Filippo Cavanna
Vieste Gaetano Di
Riccardo Lanzoni
Original Assignee
Magneti Marelli Spa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magneti Marelli Spa filed Critical Magneti Marelli Spa
Priority to ITUA2016A004481A priority Critical patent/ITUA20164481A1/it
Publication of ITUA20164481A1 publication Critical patent/ITUA20164481A1/it

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/027Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1432Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter
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Description

“METODO PER IL CONTROLLO DEI FENOMENI DI DETONAZIONE IN UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA”
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione è relativa ad un metodo per il controllo dei fenomeni di detonazione in un motore a combustione interna.
ARTE ANTERIORE
Un motore a combustione interna ad accensione comandata comprende un numero di cilindri, ciascuno dei quali è provvisto di un pistone che scorre ciclicamente all’interno del cilindro e di una candela che viene ciclicamente pilotata da una centralina elettronica per fare scoccare una scintilla tra i propri elettrodi e determinare quindi l’accensione dei gas compressi all’interno del cilindro stesso. La centralina di controllo comprende una memoria, in cui vengono memorizzate una serie di mappe che forniscono i valori di pilotaggio delle candele in funzione del punto motore corrente; in particolare, per ciascuna candela le mappe forniscono il valore dell’anticipo di accensione, cioè il valore dell’intervallo angolare che intercorre tra l’accensione, cioè tra lo scocco della scintilla tra gli elettrodi della candela, ed il punto morto superiore o PMS del pistone; se il valore dell’anticipo di accensione è zero, allora l’accensione, cioè lo scocco della scintilla tra gli elettrodi della candela, avviene esattamente in corrispondenza del punto morto superiore o PMS del pistone.
I valori dell’anticipo di accensione memorizzati nella mappe contenute nella centralina di controllo vengono determinati nella fase di messa a punto del motore per cercare di garantire una buona combustione in tutte le possibili condizioni di funzionamento in modo tale da avere un buon rendimento termico del motore e contemporaneamente salvaguardare l’integrità del motore stesso, cioè evitare la presenza di eccessivi fenomeni di detonazione all’interno dei cilindri. La detonazione è una combustione di tipo esplosivo di parte della miscela aria-carburante che ha luogo prima che essa sia raggiunta dal fronte della fiamma generato dalla candela; in seguito alla detonazione si crea una serie di onde di pressione che attraversano la camera di combustione andando a urtare con violenza contro le pareti metalliche. La detonazione avviene quando all'interno della camera si superano determinati valori critici di temperatura e di pressione (che possono variare anche considerevolmente da motore a motore) e, quando avviene a regimi medio-bassi spesso causa una tipica rumorosità metallica, chiaramente avvertibile e conosciuta come "battito in testa".
La detonazione si verifica di norma quando l'anticipo di accensione è eccessivo, quando si impiega un carburante con numero di ottano troppo basso (il potere antidetonante di un carburante viene appunto indicato dal suo numero di ottano) o, nei motori sovralimentati, quando la pressione di sovralimentazione è troppo alta.
L’andamento della combustione è influenzato da molti fattori (tra i più importanti le caratteristiche del carburante, la temperatura della testata del motore, il degrado delle candele) il cui effetto è sostanzialmente impossibile da prevedere con precisione. Per tale motivo risulta necessario rilevare l’eventuale presenza di eccessiva detonazione e, in caso di eccessiva detonazione in un cilindro, la centralina di controllo deve provvedere a ridurre per tale cilindro il valore dell’anticipo di accensione in modo tale da eliminare la detonazione nel cilindro stesso (in questo modo la massima pressione nel cilindro si riduce e viene raggiunta più tardi rispetto al PMS, rendendo “meno probabile” l’evento detonante).
Sono stati proposti diversi metodi per il riconoscimento ed il controllo della detonazione che prevedono di predisporre un numero di sensori di detonazione (tipicamente uno o più accelerometri disposti sul basamento in una posizione affacciata ed in prossimità dei cilindri); acquisire il segnale proveniente dai sensori di detonazione ed elaborare tale segnale per riconoscere l’insorgere di fenomeni detonanti. Il trattamento del segnale rilevato dai sensori di detonazione prevede, tra l’altro, di definire in una fase preliminare di settaggio e messa a punto, delle bande di frequenza associate a ciascun cilindro in cui riconoscere eventuali fenomeni detonanti. Tipicamente, la banda di frequenza associata a ciascuno dei cilindri in cui rilevare fenomeni di detonazione è compresa fra 6 kHz e 16 kHz; poiché le frequenze di risonanza della camera di combustione che vengono eccitate in caso di fenomeni detonanti sono 8 kHz, 12kHz e 14 kHz, una banda di frequenza compresa fra 6 kHz e 16 kHz consente di rilevare con una buona affidabilità tutti gli eventi detonanti e contestualmente eliminare tutto il rumore di fondo non imputabile ad eventi detonanti.
Si è però verificato sperimentalmente che possono verificarsi dei casi in cui viene rilevata una rumorosità nella banda di frequenza compresa fra 6 kHz e 16 kHz che non è associata esclusivamente a fenomeni di detonazione ma che può avere altre origini. In questi casi è assolutamente necessario impedire eccessive riduzioni dell’anticipo di accensione per il cilindro che è non interessato esclusivamente da fenomeni detonanti ma anche da rumorosità di altra origine per garantire l’integrità del motore a combustione interna.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione è fornire un metodo per il controllo dei fenomeni di detonazione in un motore a combustione interna, il quale metodo di controllo sia privo degli inconvenienti sopra descritti e, in particolare, sia di facile ed economica implementazione.
Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo per il controllo dei fenomeni di detonazione in un motore a combustione interna secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
- la figura 1 è una vista schematica di un motore a combustione interna provvisto di una unità di controllo che implementa il metodo per il controllo dei fenomeni di detonazione oggetto della presente invenzione; e
- la figura 2 è una vista schematica di un cilindro del motore a combustione interna della figura 1. FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un motore a combustione interna ad accensione comandata comprendente quattro cilindri 2 disposti in linea. Ciascun cilindro 2 alloggia un rispettivo pistone 3 meccanicamente collegato mediante una biella ad un albero 4 motore per trasmettere all’albero 4 motore stesso la forza generata dalla combustione all’interno del cilindro 2.
Secondo quanto illustrato nella figura 2, il motore 1 a combustione interna comprende un collettore 5 di aspirazione che è collegato a ciascun cilindro 2 mediante due valvole 6 di aspirazione (solo una delle quali è illustrata nella figura 2) e riceve aria fresca (cioè aria proveniente dall’ambiente esterno) attraverso una valvola 7 a farfalla mobile tra una posizione di chiusura ed una posizione di massima apertura. Inoltre, il motore 1 a combustione interna comprende un collettore 8 di scarico che è collegato a ciascun cilindro 2 mediante due valvole 9 di scarico (solo una delle quali è illustrata nella figura 2) che confluisce in un condotto di emissione (non illustrato) per emettere i gas prodotti dalla combustione nell’atmosfera.
La posizione di ciascuna valvola 9 di scarico viene direttamente controllata da un albero 10 a camme che riceve il moto dell’albero 4 motore; invece, la posizione delle valvole 6 di aspirazione viene controllata da un dispositivo 11 di controllo di apertura valvole che comanda le valvole 6 di aspirazione gestendone angolo di apertura ed alzata in modo da controllare la coppia erogata mediante le valvole 6 di aspirazione. Il dispositivo 11 di controllo di apertura valvole utilizza un tradizionale albero 12 a camme che riceve il moto dell’albero 4 motore e per ciascuna valvola 6 di aspirazione comprende un attuatore 13 idraulico elettrocontrollato (cioè controllato mediante una elettrovalvola), il quale è interposto tra uno stelo della valvola 6 di aspirazione e l’albero 12 a camme. Pilotando opportunamente ciascun attuatore 13 idraulico è possibile regolare il moto trasmesso dall’albero 12 a camme allo stelo della valvola 6 di aspirazione e quindi è possibile regolare l’effettiva alzata della valvola 6 di aspirazione. Quindi, l’azione del dispositivo 11 di controllo permette di variare per ciascun cilindro 2 e ad ogni ciclo motore l’effettiva alzata di ciascuna valvola 6 di aspirazione in modo indipendente dalle altre valvole 6 di aspirazione.
Per ciascun cilindro 2 è previsto un corrispondente iniettore 14; secondo la forma di attuazione illustrata nella figura 2, l’iniezione è di tipo indiretto e quindi ciascun iniettore 14 è disposto a monte del cilindro 2 in un condotto di aspirazione che collega il collettore 5 di aspirazione al cilindro 2. Secondo una alternativa forma di attuazione non illustrata, l’iniezione è di tipo diretto e quindi ciascun iniettore 14 è parzialmente disposto all’interno del cilindro 2.
Inoltre, ciascun cilindro 2 comprende una candela 15, la quale è disposta attraverso il cielo del cilindro 2 in posizione centrale tra le valvole 5 di aspirazione e le valvole 9 di scarico e viene ciclicamente attivata per determinare l’accensione dei gas compressi all’interno del cilindro 2 al termine di ciascuna fase di compressione.
Il motore 1 comprende una unità 16 di controllo, la quale sovraintende al funzionamento del motore 1 a combustione e, tra le altre cose, pilota le candele 15 per determinare l’accensione dei gas compressi all’interno di ciascun cilindro 2. L’unità 16 di controllo comprende una memoria 17, in cui vengono memorizzate una serie di mappe che forniscono i valori di pilotaggio delle candele 15 in funzione del punto motore corrente (individuato dal numero di giri e dal carico); in particolare, per ciascuna candela 15 (cioè per ciascun cilindro 2) le mappe memorizzate nella memoria 17 forniscono un anticipo o una correzione di anticipo di accensione standard da applicare in funzione del diverso punto motore esplorato.
In particolare, è prevista una mappa per ciascuno dei cilindri 2 presentante un numero di celle variabili in funzione dei punti motore individuati dal regime di rotazione (rpm) e dal carico (load).
Come noto la detonazione è una forma di combustione anomala che può creare danni ai componenti del motore a combustione interna e ne peggiora le prestazioni in termini di potenza e consumo. I fenomeni di detonazione sono legati alle caratteristiche del combustibile in uso nel motore a combustione interna e ad alcuni parametri di progetto e di funzionamento del motore a combustione interna. Le onde di pressione anomale che si creano con la detonazione, vanno ad eccitare le frequenze di risonanza della camera di combustione e lo spettro del segnale di pressione presenta, in corrispondenza delle frequenze di risonanza, delle ampiezze che aumentano con l’aumentare della detonazione. Tipicamente le frequenze di risonanza della camera di combustione che vengono eccitate sono 8 kHz, 12kHz e 14 kHz.
Viene di seguito descritta la modalità di controllo della detonazione nel motore 1 a combustione interna che è implementata dalla unità 16 di controllo.
La modalità di controllo della detonazione che è implementata dalla unità 16 di controllo prevede di fornire una indicazione dell’intensità del fenomeno di detonazione nel motore 1 a combustione interna attraverso un opportuno trattamento di un segnale proveniente da almeno un sensore 18 di detonazione connesso alla unità 16 di controllo.
Secondo una preferita variante, il sensore 18 di detonazione è un accelerometro 18, disposto sul basamento in una posizione affacciata ed in prossimità dei cilindri 2.
Innanzitutto, il metodo prevede di definire per il sensore 18 di detonazione in una fase preliminare di settaggio e messa a punto, delle finestre angolari associate ai quattro cilindri 2 per il riconoscimento di eventuali detonazioni. Come noto, il ciclo completo di combustione è realizzato dalla successione di quattro fasi al termine delle quali sono stati completati due giri dell’albero 4 motore esplorando un angolo pari a 720°. Con riferimento ad un sistema ad iniezione diretta, durante la fase di aspirazione e/o la successiva fase di compressione e/o la successiva fase di espansione viene iniettato combustibile nella camera di combustione del cilindro 2 e nella fase di espansione o nella parte finale della precedente fase di compressione, gli elettrodi di una candela provocano una scintilla che accende la miscela di aria e combustibile all’interno del cilindro 2 dando inizio alla combustione vera e propria che produce un aumento di temperatura e pressione. All’interno della unità 16 di controllo sono quindi memorizzati delle finestre angolari associate ai quattro cilindri 2 per il riconoscimento di eventuali fenomeni detonanti. In particolare, all’interno della unità 16 di controllo sono memorizzati il valore iniziale e la durata della finestra angolare associata a ciascuno dei quattro cilindri 2 in cui riconoscere eventuali detonazioni.
Inoltre, il metodo prevede di definire in una fase preliminare di settaggio e messa a punto, per il sensore 18 di detonazione delle bande di frequenza associate ai quattro cilindri 2 per il riconoscimento di eventuali fenomeni detonanti. In particolare, all’interno della unità 16 di controllo per il sensore 18 di detonazione sono memorizzati il valore minimo ed il valore massimo della banda di frequenza associata a ciascuno dei quattro cilindri 2 in cui riconoscere eventuali fenomeni detonanti. Tipicamente, la banda di frequenza associata a ciascuno dei quattro cilindri 2 in cui rilevare fenomeni di detonazione è compresa fra 6 kHz e 16 kHz; poiché le frequenze di risonanza della camera di combustione che vengono eccitate in caso di fenomeni detonanti sono 8 kHz, 12kHz e 14 kHz, una banda di frequenza compresa fra 6 kHz e 16 kHz consente di rilevare con una buona affidabilità tutti gli eventi detonanti e contestualmente eliminare il rumore di fondo non imputabile ad eventi detonanti.
Il segnale proveniente dal sensore 18 di detonazione viene opportunamente trattato dalla unità 16 di controllo e, nel caso in cui vengano rilevati eventi detonanti per un certo cilindro 2, l’unità 16 di controllo è configurata per realizzare diversi tipi di intervento per limitare la detonazione nel cilindro 2 in cui è stato rilevato l’evento detonante: ridurre l’anticipo di accensione a partire dal ciclo di combustione successivo al ciclo di combustione in cui è stata osservata una detonazione e/o diminuire la massa di aria aspirata dal cilindro 2 stesso a partire dal ciclo di combustione successivo al ciclo di combustione in cui è stata determinata la presenza di una detonazione eccessiva agendo sul dispositivo 11 di controllo di apertura valvole che comanda le valvole 6 di aspirazione del cilindro 2 (riducendo la densità della carica nel cilindro 2 si riduce l’energia sviluppata e si allontana la probabilità di detonazione) e contestualmente realizzando una analoga diminuzione della massa del carburante iniettato nel cilindro 2 in modo tale da non variare il rapporto aria/carburante che deve rimanere pari ad un valore desiderato; oppure ancora entrambi gli interventi appena descritti, ecc.
Nel caso in cui vengano rilevati fenomeni di detonazione e l’unità 16 di controllo riduca l’anticipo di accensione a partire dal ciclo di combustione successivo al ciclo di combustione in cui è stata osservata una detonazione per il cilindro 2 interessato, l’unità 16 di controllo è predisposta per aggiornare la mappa che fornisce i valori di pilotaggio o di correzione del pilotaggio delle candele 15 in funzione del punto motore per il cilindro 2 interessato dalla detonazione; in particolare, per ciascuna candela 15 (cioè per ciascun cilindro 2) la mappa memorizzata nella memoria 17 fornisce un valore aggiornato dell’anticipo o della correzione di anticipo di accensione.
Si è verificato sperimentalmente che possono verificarsi dei casi in cui viene rilevata una rumorosità nella banda di frequenza compresa fra 6 kHz e 16 kHz che non è però associata esclusivamente a fenomeni di detonazione. Nel caso in cui vengano rilevati fenomeni di detonazione, viene quindi attuata una strategia che consente di impedire eccessive riduzioni dell’anticipo di accensione per i cilindri 2 che non sono interessati esclusivamente da fenomeni detonanti ma anche da rumorosità di altra origine.
Una volta determinato l’anticipo di accensione attuato dal cilindro 2 interessato da fenomeni detonanti, la strategia prevede in particolare le seguente fasi:
- calcolare un valore di riferimento dell’anticipo di accensione attuato dai cilindri 2 non interessati da fenomeni detonanti uguale all’anticipo di accensione medio attuato dai cilindri 2 non interessati da fenomeni detonanti; e
- confrontare l’anticipo di accensione medio attuato dai cilindri 2 non interessati da fenomeni detonanti con l’anticipo di accensione attuato dal cilindro 2 interessato da fenomeni detonanti.
Nel caso in cui, la differenza fra l’anticipo di accensione medio attuato dai cilindri 2 non interessati da fenomeni detonanti e l’anticipo di accensione attuato dal cilindro 2 interessato da fenomeni detonanti sia negativa o positiva, ma minore di un valore TV1di soglia, allora la rumorosità rilevata dal sensore 18 di detonazione è effettivamente imputabile esclusivamente ad eventi detonanti. In questo caso, l’unità 16 di controllo è configurata per riconoscere l’insorgere di fenomeni di detonazione per il cilindro 2 interessato e per realizzare i diversi tipi di intervento per limitare la detonazione nel cilindro 2 in cui è stato rilevato l’evento detonante descritti nella trattazione che precede.
Nel caso in cui, la differenza fra l’anticipo di accensione medio attuato dai cilindri 2 non interessati da fenomeni detonanti e l’anticipo di accensione attuato dal cilindro 2 interessato da fenomeni detonanti sia positiva e maggiore del valore TV1di soglia allora la rumorosità rilevata dal sensore 18 di detonazione non è imputabile esclusivamente ad eventi detonanti.
Alternativamente, una volta determinato l’anticipo di accensione attuato dal cilindro 2 interessato da fenomeni detonanti, la strategia prevede in particolare le seguente fasi:
- calcolare un valore di riferimento dell’anticipo di accensione attuato dai cilindri 2 non interessati da fenomeni detonanti uguale all’anticipo di accensione maggiore fra quelli attuati dai cilindri 2 non interessati da fenomeni detonanti; e
- confrontare l’anticipo di accensione maggiore fra quelli attuati dai cilindri 2 non interessati da fenomeni detonanti con l’anticipo di accensione attuato dal cilindro 2 interessato da fenomeni detonanti.
Nel caso in cui, la differenza fra l’anticipo di accensione maggiore fra quelli attuati dai cilindri 2 non interessati da fenomeni detonanti e l’anticipo di accensione attuato dal cilindro 2 interessato da fenomeni detonanti sia negativa o positiva, ma minore di un valore TV1di soglia allora la rumorosità rilevata dal sensore 18 di detonazione è effettivamente imputabile esclusivamente ad eventi detonanti. In questo caso, l’unità 16 di controllo è configurata per riconoscere l’insorgere di fenomeni di detonazione per il cilindro 2 interessato e per realizzare i diversi tipi di intervento per limitare la detonazione nel cilindro 2 in cui è stato rilevato l’evento detonante descritti nella trattazione che precede.
Nel caso in cui, la differenza fra l’anticipo di accensione maggiore fra quelli attuati dai cilindri 2 non interessati da fenomeni detonanti e l’anticipo di accensione attuato dal cilindro 2 interessato da fenomeni detonanti sia positiva e maggiore del valore TV1di soglia allora la rumorosità rilevata dal sensore 18 di detonazione non è imputabile esclusivamente ad eventi detonanti.
Nel caso in cui la rumorosità rilevata dal sensore 18 di detonazione non sia imputabile esclusivamente ad eventi detonanti, l’unità 16 di controllo è predisposta per attuare una strategia in grado di preservare l’integrità del motore 1 a combustione interna evitando di ridurre l’anticipo di accensione ove non necessario.
In particolare, secondo una preferita variante, la strategia attuata dalla unità 16 di controllo prevede di limitare l’anticipo di accensione attuabile dal cilindro 2 interessato da fenomeni detonanti. In particolare, l’anticipo di accensione attuabile dal cilindro 2 interessato da fenomeni detonanti è saturato ad un valore LV1limite che è variabile in funzione di alcuni parametri, quali ad esempio il punto motore (individuato dal numero di giri e dal carico) e la temperatura del liquido di raffreddamento. Chiaramente il valore LV1limite, è minore dell’anticipo di accensione attuabile dai cilindri 2 non interessati da fenomeni detonanti. Inoltre, secondo una preferita variante, il valore LV1limite è diverso da zero per tenere conto degli eventuali fenomeni detonanti che possono essere nascosti nella rumorosità rilevata dal sensore 18 di detonazione.
Secondo una ulteriore preferita variante, la strategia attuata dalla unità 16 di controllo prevede di impedire l’aggiornamento della mappa che fornisce i valori di pilotaggio o di correzione del pilotaggio delle candele 15 in funzione del punto motore per il cilindro 2 interessato. In altre parole, non è possibile degradare ulteriormente l’anticipo di accensione attuato dal cilindro 2 interessato rispetto all’anticipo di accensione attuato durante il ciclo di combustione in cui è avvenuto il riconoscimento della rumorosità.
Si è verificato sperimentalmente che è frequente che un solo cilindro 2 alla volta possa non essere interessato esclusivamente da fenomeni detonanti ma anche da rumorosità di altra origine nella banda di frequenza compresa fra 6 kHz e 16 kHz. Pertanto, nel caso in cui venga riconosciuto che un determinato cilindro 2 non sia interessato esclusivamente da fenomeni detonanti ma anche da rumorosità di altra origine nella banda di frequenza compresa fra 6 kHz e 16 kHz, l’unità 16 di controllo è configurata per riconoscere che l’eventuale rumorosità rilevata dal sensore 18 di detonazione per i rimanenti cilindri 2 è effettivamente imputabile esclusivamente ad eventi detonanti e di conseguenza, per limitare la detonazione nel cilindro 2 in cui è stato rilevato l’evento detonante descritti nella trattazione che precede.
Inoltre, secondo una preferita variante, la strategia sopra descritta che consente di impedire eccessive riduzioni dell’anticipo di accensione per i cilindri 2 che sono non sono interessati esclusivamente da fenomeni detonanti ma anche da rumorosità di altra origine viene attuata fino allo spegnimento del motore 1 a combustione interna.
Ad ogni riavvio del motore 1 a combustione interna potrebbe non essere interessato esclusivamente da fenomeni detonanti ma anche da rumorosità di altra origine, un cilindro 2 diverso da quello interessato al ciclo di funzionamento precedente. Per questo motivo, ad ogni nuovo ciclo di funzionamento del motore 1 a combustione interna, l’unità 16 di controllo è configurata per consentire di riconoscere l’insorgere di fenomeni detonanti per un qualsiasi cilindro 2 e, di conseguenza, per consentire l’aggiornamento di qualsiasi mappa che fornisce i valori di pilotaggio o di correzione del pilotaggio delle candele 15 in funzione del punto motore per i cilindri 2.
Il sopra descritto metodo di controllo della detonazione presenta numerosi vantaggi.
In primo luogo, la modalità di controllo sopra descritta è di semplice ed economica implementazione in una normale unità 16 di controllo di un motore 1 a combustione interna ed impegna una modesta capacità di calcolo della unità 16 di controllo; inoltre, non prevede nemmeno l’installazione di componenti aggiuntivi (quali ad esempio sensori) nel motore 1 a combustione interna.
Inoltre, il sopra descritto metodo di controllo della detonazione permette di riconoscere in modo efficace l’insorgere dei fenomeni di detonazione e mantenere sotto controllo la detonazione nei vari cilindri 2 senza effetti negativi rilevanti sul rendimento termodinamico delle combustioni.

Claims (5)

  1. RIVENDICAZIONI 1.- Metodo per il controllo dei fenomeni di detonazione in un motore (1) a combustione interna provvisto di un numero di cilindri (2) e di almeno un sensore (18) di detonazione; il metodo prevede di: acquisire il segnale proveniente dal detto sensore (18) di detonazione; elaborare il segnale proveniente dal sensore (18) di detonazione per riconoscere l’insorgere di fenomeni di detonazione per ciascuno dei cilindri (2); e in caso di eccessiva detonazione in un cilindro (2), ridurre il valore dell’anticipo di accensione attuato per tale cilindro (2); il metodo è caratterizzato dal fatto che la fase di elaborare il segnale proveniente dal sensore (18) di detonazione per riconoscere l’insorgere di fenomeni di detonazione per ciascuno dei cilindri (2) comprende le sotto-fasi di: definire una banda di frequenza, in particolare compresa fra 6 kHz e 16 kHz, in cui rilevare gli eventi detonanti che si verificano per i cilindri (2) ed eliminare il rumore di fondo dal segnale proveniente dal sensore (18) di detonazione; nel caso in cui venga riconosciuto l’insorgere di fenomeni detonanti per un cilindro (2), calcolare un valore di riferimento dell’anticipo di accensione; confrontare la differenza fra il valore di riferimento dell’anticipo di accensione e l’anticipo di accensione attuato dal cilindro (2) interessato da fenomeni detonanti con un primo valore (TV1) di soglia; e nel caso in cui la detta differenza sia positiva e maggiore del primo valore (TV1) di soglia, limitare l’anticipo di accensione attuabile dal cilindro (2) interessato da fenomeni detonanti.
  2. 2.- Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui l’anticipo di accensione attuabile dal cilindro (2) interessato da fenomeni detonanti è saturato ad un valore (LV1) limite variabile in funzione di alcuni parametri, quali ad esempio il punto motore, individuato dal numero di giri e dal carico e la temperatura del liquido di raffreddamento.
  3. 3.- Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l’anticipo di accensione attuabile dal cilindro (2) interessato da fenomeni detonanti è saturato ad un valore (LV1) limite diverso da zero per tenere conto di eventuali fenomeni detonanti.
  4. 4.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l’anticipo di accensione attuabile dal cilindro (2) interessato da fenomeni detonanti è saturato ad un valore (LV1) limite inferiore all’anticipo di accensione attuabile dai cilindri (2) non interessati da fenomeni detonanti.
  5. 5. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente le ulteriori fasi di: inizializzare una mappa per ciascuno dei cilindri (2) che fornisce un anticipo o una correzione di anticipo di accensione standard da applicare in funzione del diverso punto motore esplorato; aggiornare, durante il normale funzionamento del motore (1) a combustione interna, i valori dell’anticipo o della correzione di anticipo di accensione standard da applicare in funzione del diverso punto motore esplorato; e nel caso in cui la differenza fra il valore di riferimento dell’anticipo di accensione e l’anticipo di accensione attuato dal cilindro (2) interessato da fenomeni detonanti sia positiva e maggiore del primo valore (TV1) di soglia, impedire l’aggiornamento della mappa associata al cilindro (2) interessato da eventi detonanti. 6.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il valore di riferimento dell’anticipo di accensione è uguale all’anticipo di accensione medio attuato dai cilindri (2) non interessati da fenomeni detonanti. 7.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il valore di riferimento dell’anticipo di accensione è uguale al valore maggiore fra gli anticipi di accensione attuati dai cilindri (2) non interessati da fenomeni detonanti.
ITUA2016A004481A 2016-06-17 2016-06-17 Metodo per il controllo dei fenomeni di detonazione in un motore a combustione interna ITUA20164481A1 (it)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4774922A (en) * 1986-10-17 1988-10-04 Nissan Motor Company, Limited Spark ignition timing control system for spark ignition internal combustion engine with quicker advance of spark advance in transition from anti-knock mode to MBI mode control operation
DE4008170A1 (de) * 1990-03-15 1991-09-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur adaptiven klopfregelung einer brennkraftmaschine
WO1999067530A1 (de) * 1998-06-22 1999-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur zylinderselektiven klopfregelung einer brennkraftmaschine
DE102014102326A1 (de) * 2014-02-24 2015-08-27 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Durchführen einer Klopfregelung für Verbrennungen einer Brennkraftmaschine

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