СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F02D41/30 F02D41/06 

Изобретение касается способа заполнения системы питания ДВС согласно ограничительной части основного пункта формулы.

В системах питания ДВС топливным насосом с электроприводом обычно управляют с помощью блока управления. При пуске двигателя топливный насос работает до тех пор, пока блок управления не обнаружит, что выключатель стартера нажат. Если двигатель запущен, то насос остается включенным. Предохранительная схема препятствует подаче топлива при включенном зажигании и неработающем двигателе, например, после аварии.

После ремонта или установки системы впрыска в автомобиль топливный контур ДВС должен быть снова заполнен. Это заполнение должно происходить без пуска ДВС во избежание повреждений катализатора неполным сгоранием к началу работы ДВС. Поскольку, однако, следует избегать более длительной работы топливного насоса без пуска ДВС или работающего ДВС, с тем чтобы при аварии исключить вытекание больших количеств топлива, например, из лопнувших топливопроводов, необходимо воспрепятствовать такому режиму работы. Кроме того, такое ограничение режима работы выбирают для того, чтобы при включении зажигания исключить несчастные случаи, например, из-за неприсоединенных топливопроводов после ремонта топливного контура.

Задача изобретения состоит в том, чтобы реализовать оба противоречивых сами по себе требования: желаемое длительное время работы насоса для заполнения контура и короткое время работы в нормальном режиме, без необходимости сложного вмешательства в систему управления ДВС.

Способ согласно изобретению с признаками п. 1 формулы имеет то преимущество, что надежное заполнение топливного контура ДВС достигается без необходимости пуска ДВС. При этом гарантируется, что при нормальном пуске ДВС достигается короткое время топливного насоса и одновременно то, что при аварии подача топлива быстро прекращается, препятствуя его непроизвольному вытеканию.

Эти преимущества достигаются за счет того, что управляющее устройство, осуществляющее управление топливным насосом с электроприводом, по измеренным величинам, например частоте вращения ДВС, углу поворота дроссельной заслонки, положению выключателя зажигания, определяет, имеется ли нормальный пуск или должно произойти заполнение системы питания ДВС.

Дополнительно запрашивают, лежат ли температура двигателя и температура впускаемого воздуха в одном и том же и определенном диапазоне (например 20 - 30^oC).

В зависимости от этого предпочтительным образом управляющее устройство либо реализует нормальное управление топливным насосом, либо временное управление насосом. Это временное управление может быть особенно предпочтительным образом прервано блоком управления при возникновении задаваемых условий, и может произойти переход к нормальному управлению топливным насосом.

За счет оценки положения дроссельной заслонки могут быть реализованы однозначные условия, с помощью которых управляющее устройство может надежно обнаружить, какой режим работы желателен. Если однажды было обнаружено желание "заполнения системы", то повторное заполнение системы больше невозможно.

Другие преимущества способа согласно изобретению достигается мерами, указанными в зависимых пунктах формулы.

Изобретение поясняется чертежами, на которых показано:
На фиг. 1: блок-схема системы питания ДВС, включая средства согласно изобретению для регистрации эксплуатационных состояний; фиг. 2: диаграмма напряжение-время для различных сигналов.

На фиг. 1 схематично изображены необходимые для появления изобретения компоненты системы питания ДВС. При этом поз. 10 обозначено управляющее устройство, т. е., например, блок управления автомобиля. Этот блок управления 10 управляет среди прочего и топливным насосом 11 с электроприводом, причем это управление происходит с помощью реле 12 насоса, один вывод которого соединен с клеммой B+ аккумуляторной батареи.

К блоку управления подают информацию от датчиков или прочих измерительных средств. В качестве датчиков или измерительных средств, которые, однако, необязательно должны присутствовать все, указаны: датчик 13, который измеряет угол поворота α DK дроссельной заслонки, датчик 14 частоты вращения, дополнительно датчик 17 температуры двигателя, а также датчик 18 температуры впускаемого воздуха, любой дополнительный датчик 15 и вольтметр 16, который измеряет напряжение на клемме Kl.15 и таким образом определяет, разомкнут или замкнут выключатель зажигания Z.

Зарегистрированные датчиками или вольтметром данные подают к блоку управления 10 и обрабатывают в нем для управления или регулирования ДВС, например зажигания или впрыска, и блок управления 10 подает сигналы на вход А. Далее в зависимости от подаваемой информации или регистрируемых рабочих параметров блок управления 10 подает на вход B управляющие сигналы для реле 12, которое подключает топливный насос 11 к направлению или отключает от него.

На фиг. 2 изображены сигналы, важные для понимания изобретения. Эти сигналы являются характеристиками напряжения в зависимости от времени t. В частности, изображен сигнал на клемме Kl, 15, являющийся мерой того, включен или выключен выключатель зажигания. Этот сигнал обозначен S1, S2, обозначает выходной сигнал датчика 13. Он низкий, если угол α DK ниже предельного значения, и высокий, если выше.

Сигнал S3 частоты вращения низкий до пуска ДВС в момент t3, а сигнал S4, представляющий управляющий сигнал для насоса 11, подаваемый блоком управления 10, низкий при выключенном насосе и высокий при включенном.

Изображенные на фиг. 2 характеристики сигналов возникают тогда, когда блок управления обнаружил, что речь идет о заполнении системы топливом. В этом случае сначала между t1 и t3 происходит временное управление насосом, а затем переход к нормальному управлению им, причем отдельные критерии перехода ниже описаны более подробно.

Описанный способ отрабатывается, следовательно, лишь тогда, когда блок управления был установлен заново или если произошло стирание адаптационных значений, т.е. при так называемом первоначальном пуске. Такой первоначальный пуск осуществляют после любого крупного ремонта системы впрыска.

Различение желания водителя о заполнении топливного контура или о нормальном пуске происходит в блоке управления за счет оценки положения и движения дроссельной заслонки. Если перед включением зажигания дроссельная заслонка открыта широко, например на угол α DK 80^o, то сначала протекает нормальная работа насоса, продолжающаяся примерно Δ t1 = 1c. На фиг. 2t1 означает начало отклонения дроссельной заслонки. К моменту 2 выключатель зажигания замыкается, и одновременно в первый раз замыкается реле 12.

Если, например, через одну секунду ( Δ t1) дроссельная заслонка продолжает оставаться открытой (сигнал S2 остается высоким), то по истечении определенного промежутка времени Δ t2 происходит дальнейшее, более длительное управление насосом, продолжающееся около 20 с и изображенное на фиг. 2 Δ t3. Этого времени достаточно для заполнения топливного контура.

Для начала временного управления топливным насосом должны быть выполнены следующие условия: частоте вращения n=0 и α DK>80^o, прежде чем к клемме Kl, 15 будет приложено напряжение. Дополнительно может быть поставлено условие: температура двигателя Т_МОТ≈ температура впускаемого воздуха Т_ANS. Далее должно произойти обнаружение первоначального пуска, а затем приложено напряжение к клемме Kl, 15. Только при выполнении всех этих условий происходит временное управление топливным насосом.

Другой критерий начала временного управления может заключаться в обнаружении того, составляет ли угол поворота дроссельной заслонки нуль по истечении задаваемого промежутка времени после окончания работы насоса.

Усовершенствования этого способа может быть достигнуто тем, что водитель после первой работы насоса должен один раз полностью закрыть и снова открыть дроссельную заслонку, с тем чтобы было обнаружено желание заполнить систему. Возникающая тогда характеристика сигнала S2 обозначена штриховой линией, а промежуток времени, в течение которого дроссельная заслонка закрыта, обозначен Δ t4. За счет шума топливного насоса механику в мастерской или на конвейере легко установить временное соотношение движения дроссельной заслонки.

В определенных условиях, например если частота вращения >0, угол поворота дроссельной заслонки <80^o или напряжение на клемме Kl.15 падает, т.е. если выключатель зажигания размыкается, происходит переход к нормальному управлению топливным насосом или его выключению.

Переход от временного управления к нормальному управлению топливным насосом по истечении времени t3, т.е. при начинающемся разгоне, происходит при обычном пуске. Другие критерии прерывания действуют в случае дефекта или аварии.

В случае если блок управления обнаружит, что заполнения не требуется, а должен протекать нормальный режим работы, то не начинается временное управление топливным насосом, а сразу же протекает нормальный режим работы, при котором, правда, работа насоса длится в течение примерно одной секунды, однако следующее управление им происходит лишь после обнаружения возрастания частоты вращения в момент t3.

Сигналы S1 или S2 могут при необходимости преждевременно стать низкими, что приводит к прерыванию временного управления топливным насосом. Характеристики сигналов изображены штриховой линией, а соответствующие условия прерывания обозначены Ab1 и Ab2.

Описан способ заполнения системы питания ДВС, при котором топливным насосом управляют от блока управления. Если блок управления в зависимости от измеренных величин обнаружит, что должно произойти заполнение системы топливом, то он управляет топливным насосом так, что перед пуском ДВС уже достигается достаточное заполнение. Если же, напротив, блок управления обнаружит нормальный пуск, то осуществляется обычный способ управления топливным насосом. Переключение с временного управления топливным насосом на нормальное управление происходит также в зависимости от обнаруженных условий прерывания. Изобретение позволяет надежно заполнить топливный контур ДВС без необходимости пуска ДВС, причем при аварии подача топлива быстро прекращается, препятствуя его непроизвольному вытеканию. 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ заполнения системы питания двигателя внутреннего сгорания с помощью топливного насоса, эксплуатируемого посредством управляющего устройства, и средств для регистрации эксплуатационных состояний ДВС, которые подают соответствующие выходные сигналы, в частности в отношении положения дроссельной заслонки, выключателя зажигания или частоты вращения, отличающийся тем, что при управлении топливным насосом различают нормальный пуск и заполнение системы питания и это различие осуществляют управляющим устройством в зависимости от зарегистрированных эксплуатационных состояний. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура двигателя и/или температура воздуха должна лежать в определенном диапазоне для обнаружения желаемого заполнения системы топливом. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обнаружении желания заполнить систему активируют временное управление топливным насосом, которое перед пуском ДВС дополнительно включает топливный насос на задаваемый отрезок времени. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что при обнаружении частоты вращения выше нуля блок управления начинает переход к нормальному управлению топливным насосом. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обнаружении того, что напряжение U_кl.15 на клемме Kl.15, соответствующей выключателю зажигания, становится низким или что угол α DK поворота дроссельной заслонки становится меньше задаваемого порогового значения, блок управления SG заканчивает временное управление топливным насосом. 6. Способ по пп.1 - 5, отличающийся тем, что после обнаруженного однажды заполнения системы дальнейшее заполнение системы исключено, в результате чего на активируется дальнейшее временное управление топливным насосом.