ES2211891T3 - Dispositivo de sincronizacion sin un sensor de posicion de leva para un motor de combustion interna. - Google Patents

Abstract

UN METODO PARA GENERAR UNA SEÑAL DE SINCRONIZACION POR ENCIMA DE 720 GRADOS PARA UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA SIN EL USO DE UN SENSOR EXCENTRICO PERO CON EL USO DE ESTRATEGIAS ALTERNATIVAS, POR EJEMPLO, DETECTANDO LA DURACION DE LA CHISPA EN UN CILINDRO DE REFERENCIA O LA CORRELACION DE LA ACELERACION DEL MOTOR CON EL ANGULO DE LA VALVULA DE ESTRANGULAMIENTO.

Description

Dispositivo de sincronización sin un sensor de posición de leva para un motor de combustión interna.

La presente invención se refiere a un método de sincronización para sincronizar un motor de combustión interna de ciclo Otto, de la clase definida en el preámbulo de la reivindicación 1.

La mayoría de motores de combustión interna para vehículos son alimentados actualmente por un sistema de inyección de combustible controlado por una unidad electrónica de gestión de motor que casi siempre controla también la ignición. Muchos de los sistemas actuales tienen una referencia angular precisa en 360º del cigüeñal de motor y no en 720º de todo el ciclo de motor (en el caso específico de un motor tetracilíndrico de cuatro tiempos, el modelo más ampliamente disponible en producción actualmente).

Sin embargo, en el caso de motores que usan bobinas individuales de ignición para cada cilindro, del tipo llamado de bujía superior, o para motores en los que las fases de cilindro no son simétricas (por ejemplo, motores con cinco cilindros y motores en V con seis cilindros del tipo llamado de galope), es esencial retener una referencia precisa a 720º.

Con el fin de obtener esta referencia, es conocido usar sensores, por ejemplo sensores de leva, pero estos tienen la desventaja de aumentar el coste del sistema electrónico de gestión de motor.

Los documentos DE-4229773-A y DE-4242419-A describen métodos de sincronización de la clase definida inicialmente en los que se detecta si las igniciones basadas en una primera fase de motor asumida conducen a una aceleración; si no, la fase de motor asumida se desplaza 360º.

El objeto de la presente invención es proporcionar un método mejorado de sincronización de la clase mencionada anteriormente.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue mediante un método de sincronización que tiene los rasgos definidos en la reivindicación 1.

Ventajas y características adicionales de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada proporcionada como ejemplo no limitativo.

La idea esencial en la que se basa la presente invención es la de usar un ángulo de referencia de motor de 360º como referencia precisa y de discriminar entre fases pares e impares de 360º de un cilindro de referencia (que puede ser uno cualquiera de los cilindros del motor) usando señales ya disponibles para la unidad electrónica de gestión de motor.

Con este propósito, se usa una señal procedente de circuitos que suministran información relativa a la duración de la chispa (o circuitos de detección de ionización). Estos circuitos, aunque son conocidos en la técnica, se harán cada vez más necesarios en el futuro para posibilitar que se cumplan recientes regulaciones anticontaminación y para llevar a cabo funciones de diagnóstico que se refieren al funcionamiento del motor.

Los circuitos de detección de ionización suministran una señal proporcional (en duración o amplitud) a la duración de la chispa. Sin embargo, el voltaje para iniciar y mantener la combustión varía ampliamente de acuerdo con la presión en la cámara de combustión del cilindro (aproximadamente proporcional a ésta) mientras que la corriente de arco de la chispa es aproximadamente constante. Esto significa que, para una energía dada suministrada al arrollamiento primario de la bobina (para una eficiencia dada de bobina), la duración de la chispa varía considerablemente. En la práctica, la chispa dura un período normal de tiempo si el cilindro está en compresión mientras que dura mucho más si el cilindro está en el tiempo de escape.

Con el fin de sincronizar el motor, basta de este modo con provocar la ignición en un cilindro, seleccionado como cilindro de referencia, cuando éste está en compresión (o en escape dado que esta información no es conocida a priori), y con repetir la ignición después de 360º de modo que se posibilita que se comparen los dos datos que se refieren a la duración de chispa. La chispa de menor duración se obtiene cuando el tiempo es, efectivamente, un tiempo de compresión. Típicamente, este procedimiento se puede llevar a cabo al arrancar y, por consiguiente, con el motor de combustión interna siendo girado por el motor de arranque, en un espacio muy corto de tiempo puesto que dos revoluciones enteras del motor bastan para que se complete. Además, el procedimiento se puede llevar a cabo antes del comienzo de la inyección de combustible en los cilindros. Es posible de este modo iniciar la inyección de combustible (también en fase) e iniciar las subsiguientes igniciones para arrancar el motor después de que el procedimiento de sincronización se ha completado.

La estrategia explicada anteriormente se puede mejorar para aumentar la certeza de discriminación usando varios cilindros diferentes como referencias sucesivas (todavía durante la primera revolución del motor y posiblemente fracciones de la siguiente revolución). La información adicional de este modo obtenida puede confirmar el primer resultado o indicar la necesidad de monitorizar adicionalmente si los resultados no concuerdan.

Esta misma estrategia también se puede repetir con el motor en marcha si hubiese una caída inexplicable en la velocidad de motor (un ángulo de válvula de admisión mayor que \alphaO y una deceleración de motor mayor que X rev/s para un \alphaO y una X dados).

En ausencia de un circuito de ionización, la estrategia se puede llevar a cabo usando otras señales que pueden estar disponibles para la unidad electrónica de gestión de motor.

Una señal que está siempre disponible, o se puede deducir, es típicamente la correlación de una aceleración de motor (positiva o negativa) con el ángulo de válvula de admisión. Esta información bien puede ser usada en motores simétricos en lugar de dicha señal indicativa de ionización. A modo de ejemplo, se considera un motor tetra- o hexa-cilíndrico con pares de cilindro fuera de fase 360º (o incluso 370-380º). En este caso el motor se puede arrancar con dos medias inyecciones de combustible dentro de cilindros casi opuestos y con encendido casi simultáneo de sus igniciones. De este modo, las igniciones se pierden en el cilindro en el tiempo de escape pero estas igniciones (con el solapamiento temporal de válvula típico de motores actualmente en producción) no son dañinas. En estas condiciones el motor arranca efectivamente.

En este punto, en cuanto el ángulo de válvula de admisión excede un umbral predeterminado (por ejemplo, un ángulo de válvula de admisión mayor que \betaO), que corresponde, en la práctica, a un momento específico requerido, con el motor ya arrancado (una velocidad de rotación mayor que Y rev/s para un \betaO y una Y dados), se puede emprender una estrategia de búsqueda para efectuar una discriminación entre ángulos pares e impares de 360º.

Esta estrategia puede comprender efectuar la ignición cada 720º para todos los cilindros, con una elección aleatoria de asociación con la referencia 720º, esto es, una elección aleatoria entre ángulos pares de 360º y ángulos impares de 360º. Si el motor decelera más allá de un límite predeterminado, se prueba la asociación opuesta, esto es, se invierte la elección entre ángulos pares de 360º y ángulos impares de 360º. Al final de esta prueba, se identifica de este modo la referencia correcta. La estrategia puede causar un vacío en el funcionamiento del motor pero esta situación no es peligrosa y es escasamente perceptible por el conductor puesto que el motor se está arrancando.

Alternativamente, se puede llevar a cabo una estrategia para reconocer los ángulos pares de 360º y los ángulos impares de 360º independientemente de la posición de la válvula de admisión cuando el motor está en la etapa de transición entre la desconexión del motor de arranque y la consecución de condiciones de ralentí (aproximadamente 400-600 revoluciones por minuto).

Una vez que se han reconocido los ángulos de fase de 720º por medio de una de dichas estrategias, tanto la inyección como la ignición se controlan con el uso de toda esta información (de este modo la inyección se puede poner en fase). Incluso entonces, posiblemente una de las estrategias mencionadas anteriormente se puede repetir con el motor en marcha si la velocidad de motor cayese inexplicablemente.

Las estrategias explicadas anteriormente se pueden usar solas, en combinación (por ejemplo para aumentar la fiabilidad si fallase el circuito de detección de ionización) o incluso en asociación con un sensor de posición de leva con el fin de aumentar considerablemente la fiabilidad general del sistema de control de motor.

Otra fuente de información que se puede usar para determinar la referencia de fase de 720º está proporcionada por sensores de presión en el cilindro, si éstos están presentes, puesto que éstos posibilitan la determinación directa de si el cilindro de referencia está en compresión o escape.

Naturalmente, manteniéndose el principio de la invención, las realizaciones y los detalles de construcción se pueden variar ampliamente con respecto a lo descrito e ilustrado sin por ello salir del alcance de la presente invención.

Claims (2)

1. Un método para sincronizar un motor de combustión interna de ciclo Otto, teniendo dicho motor una válvula de admisión y un sistema de ignición y un sistema de alimentación de combustible controlado por al menos una unidad electrónica de gestión de motor, y medios de sensor para proveer a dicha unidad electrónica de una primera señal de referencia indicativa de la posición angular del cigüeñal de motor en 360º, estando el método adaptado para generar una segunda señal de referencia indicativa del verdadero ángulo de fase de al menos un cilindro de dicho motor de modo que se permite, en combinación con la primera señal de referencia, que la posición angular del cigüeñal de motor se determine en 720º; caracterizado porque incluye los pasos de:

- generar, a priori, una señal de referencia de prueba, que se asume que es indicativa de la posición angular del cigüeñal de motor en 720º y que corresponde a una primera de las dos posibles maneras de asociación de intervalos impares y pares de 360º;

- provocar una ignición cada 720º en cada cilindro del motor en base a dicha señal de referencia de prueba generada a priori;

- comprobar la consistencia de la aceleración de motor (positiva o negativa) con el ángulo de apertura de la válvula de admisión de motor;

- cuando la aceleración de motor es consistente con el ángulo de apertura de dicha válvula de admisión, adoptar dicha señal de referencia de prueba como dicha segunda señal de referencia; y

- cuando la aceleración de motor es inconsistente con el ángulo de válvula de admisión, adoptar como dicha segunda señal de referencia una señal que corresponde a la segunda manera de asociación de intervalos impares y pares de 360º.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha señal de referencia de prueba, generada a priori, se genera de manera aleatoria.