ES2237362T3 - Metodo autoadaptativo de control de una unidad de inyeccion para motor de combustion interna. - Google Patents
Metodo autoadaptativo de control de una unidad de inyeccion para motor de combustion interna.Info
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Abstract
Un método auto-adaptable para controlar la concentración de soluto de un motor de combustión interna 2 equipado con un sistema para reducir las emisiones contaminantes 4 y un primer y un segundo sensor que detectan la composición estequiométrica de la solución (5, 6) y que están dispuestos respectivamente a la entrada y a la salida de este sistema reductor de emisiones contaminantes 4, y a su vez, respectivamente adaptados para generar una señal que indica la composición de la solución del flujo de entrada (V1) y de salida (V2). Este método se divide en las siguientes fases: a1.Calcular un coeficiente de corrección KO2 en función de la información transmitida por la señal de composición del soluto del flujo de entrada (V1), la señal de composición de la solución del flujo de salida (V2), y un valor meta (Vº) cuya función es indicar cual es el valor meta de la concentración de los gases de escape.
Description
Método autoadaptativo de control de una unidad de
inyección para motor de combustión interna.
La presente invención se refiere a un método
auto-adaptable para controlar la concentración de
soluto en una unidad de inyección destinada a motores de combustión
interna.
La mayoría de vehículos que se pueden obtener
actualmente en el mercado están ya equipados con unidades de
inyección provistas de sistemas cuya función es controlar la
concentración de soluto y están adaptados para regular la cantidad
de combustible que se debe suministrar a cada uno de los cilindros
para poder obtener una concentración de soluto de los gases de
escape lo más cercana posible a la concentración deseada o
concentración meta.
Algunos de estos sistemas de control son del tipo
auto-adaptable, es decir, son capaces de compensar
la dispersión de salida que hace que el motor y la unidad de escape
de gases se desplacen de los valores nominales programados durante
la calibración y también son capaces de compensar las variaciones
que se producen debido al envejecimiento de los componentes del
motor y de la unidad de escape, particularmente los sensores de
oxígeno y el sistema catalítico.
Se conocen sistemas de control que engloban, por
ejemplo, dos sensores de oxígeno dispuestos respectivamente antes
del sistema catalítico, el primero, y después del sistema
catalítico, el segundo sensor. La información que aporta el sensor
situado antes del sistema catalítico -de ahora en adelante sensor de
flujo de entrada ("upstream")- se utiliza para calcular el
coeficiente de corrección para una cantidad teórica del combustible
que se debe inyectar en cada uno de los cilindros de forma que la
salida de la concentración de la cámara de combustión, antes de
llegar al sistema catalítico, es igual a la concentración deseada o
concentración meta, mientras que la información provista por el
sensor situado a la salida del sistema catalítico -de ahora en
adelante sensor de flujo de salida ("downstream")- se utiliza
para realizar correcciones adicionales a los parámetros de control
ya calculados en base a la información aportada por el sensor de
flujo de entrada. Basándose en la información obtenida del sensor
de flujo de salida se puede calcular otro coeficiente adicional que
modifica el valor de la concentración deseada.
Existen ejemplos de métodos conocidos que se han
revelado en patentes anteriores:
US-A-5 359 852,
US-A-
5 361 582 y US- A-5 598 702. La patente US-A-5 359 852, describe un sistema de control del coeficiente aire/combus-
tible basado en un primer circuito de retroalimentación de información ("feedback loop"), que incluye un sensor de oxígeno situado en el flujo de entrada y un segundo circuito de retroalimentación de información que incluye un sensor de oxígeno situado en el flujo de salida. Los valores del sesgo que se almacenan en una tabla de sesgo aire/combustible se corrigen en base a las señales recibidas del sensor de oxígeno situado en el flujo de salida.
5 361 582 y US- A-5 598 702. La patente US-A-5 359 852, describe un sistema de control del coeficiente aire/combus-
tible basado en un primer circuito de retroalimentación de información ("feedback loop"), que incluye un sensor de oxígeno situado en el flujo de entrada y un segundo circuito de retroalimentación de información que incluye un sensor de oxígeno situado en el flujo de salida. Los valores del sesgo que se almacenan en una tabla de sesgo aire/combustible se corrigen en base a las señales recibidas del sensor de oxígeno situado en el flujo de salida.
La patente US-A-5
361 582 describe un sistema de control de aire/combustible de
"aprendizaje" que consiste en sensores de oxígeno instalados a
la entrada y a la salida de un convertidor catalítico, en el que la
corrección del coeficiente de aire/combustible se realiza basándose
en la información producida por el sensor de oxígeno situado en el
flujo de salida.
La patente US-A-5
359 852 la obtención de información o "aprendizaje" se base en
los valores producidos por un sensor de oxígeno situado a la salida
de un convertidor catalítico. Además, el aprendizaje independiente
se lleva a cabo dependiendo de si el convertidor catalítico está o
no en funcionamiento.
Estas soluciones conocidas tienen, sin embargo,
una desventaja debida a la lentitud intrínseca del proceso de
adaptación y no permiten obtener información sobre la naturaleza
funcional del sistema de control de inyección, particularmente en
lo que respecta a los sensores de oxígeno, que para obtenerse
requiere el uso de sensores adicionales.
El objeto de la presente invención es presentar
un método que no tiene las desventajas mencionadas y que permite,
especialmente, una gran velocidad de adaptación.
La invención, por lo tanto, se refiere a un
método auto-adaptable para controlar la
concentración de la solución que fluye en el interior de un motor de
combustión interna tal como se indica en la Reivindicación 1.
A continuación se describe la invención en
detalle haciendo referencia a la materialización preferible, que se
indica únicamente a modo de ejemplo no limitante y cuya función y
naturaleza se explican con la ayuda de las figuras adjuntas, en las
que la:
Figura 1: Es un diagrama de un sistema cuya
función es controlar la concentración de soluto de acuerdo a la
presente invención.
Figuras 2 a 5: Son diagramas de flujo que
representan el método de control propuesto por la presente
invención;
Figuras 6a a 6c: Muestran ejemplos de las curvas
de tiempo de las señales utilizados por el método de la presente
invención;
La Figura 1 muestra un sistema para controlar la
concentración de soluto en un motor de combustión interna 2
conectado mediante un conducto colector de escape 3 a un sistema
ideado para reducir las emisiones contaminantes 4 y
que por lo general está compuesto por un pre-catalizador y un catalizador y cuya vista general se ha agrupado bajo 1.
que por lo general está compuesto por un pre-catalizador y un catalizador y cuya vista general se ha agrupado bajo 1.
Hay dos sensores dispuestos a la entrada y a la
salida del sistema reductor de emisiones contaminantes 4. El primer
sensor que lee la composición estequiométrica de los gases de
escape, y que de ahora en adelante aparecerá en el texto como sensor
5, está situado en el flujo de entrada, y un segundo sensor lector
de la composición estequiométrica de los gases de escape dispuesto
en el flujo de salida del sistema reductor de emisiones
contaminantes, que de ahora en adelante aparecerá en el texto como
sensor 6.
Los sensores 5 y 6, que pueden convenientemente
ser ambos del tipo linear LAMBDA, generan a modo de respuesta
señales V_{1} y V_{2}, que indican respectivamente la
composición del flujo de entrada y del flujo de salida
respectivamente y son representativas de la composición
estequiométrica de los gases de escape a la entrada y a la salida
del sistema reductor de emisiones contaminantes 4.
El sistema de control 1, consiste además, en una
unidad central 10 que recibe como entrada las señales de composición
estequiométrica V_{1} y V_{2} y una pluralidad de parámetros
relacionados con el motor y aporta, como respuesta de salida, en
cada uno de los ciclos del motor, una señal de activación Q_{F}
que representa la cantidad de combustible que ha de ser inyectado
en cada uno de los cilindros.
La unidad central 10, en particular, engloba un
bloque de control de flujo de salida 17 que recibe como entrada la
señal de composición de flujo de salida V_{2} y genera como
respuesta de salida, en cada uno de los ciclos del motor, una señal
de corrección V_{C} que envía a un bloque filtro 20 del tipo de
paso bajo, que recibe como entrada la señal de composición de flujo
de salida V_{2} y suministra a modo de respuesta de salida la
señal de corrección filtrada V_{CF}, y un bloque de gestión 18
de adaptación de parámetros, que recibe como entrada la señal de
composición de flujo de salida V_{2}, la señal de corrección
filtrada V_{CF}, el número de revoluciones por minuto RPM y la
carga L del motor 2, y genera como respuesta de salida la señal de
adaptación V_{A}.
La unidad central 10, consiste además, de:
- \bullet
- un primer bloque totalizador (de sumado de señales) 13 que recibe como entrada la señal de composición de flujo de entrada V_{1} y la señal de adaptación V_{A} y genera como respuesta de salida una primera señal totalizadora V_{S1} que es igual a la suma de la señal de composición de flujo de entrada V_{1} y la señal de adaptación V_{A};
- \bullet
- Un segundo bloque totalizador 14 recibe como entrada la señal de corrección V_{C} y una señal meta Vº representativa de la concentración deseada \lambdaº y responde con una segunda señal totalizadora Vs2 que es igual a la suma de la señal de corrección V_{CF} y de la señal meta Vº;
- \bullet
- Un bloque de control de flujo de entrada 12 que recibe como señal de entrada las primera y segunda señales cumulativas Vs1 y Vs2 y genera como señal de salida, en cada uno de los ciclos del motor -y de una manera universalmente conocida por lo que no se explica aquí en detalle- un coeficiente de corrección KO2, y
- \bullet
- Un bloque de activación de combustible 15 que recibe como entrada el coeficiente de corrección KO2 y una pluralidad de parámetros relacionados con el motor, como por ejemplo, el número de RPM y la carga L del motor, y que suministra como señal de salida -de una manera universalmente conocida por lo que no se explica aquí en detalle- la señal de actuación Q_{F}.
El bloque de gestión de adaptación de parámetros
18 engloba una memoria 21 que contiene una mapa M y un bloque 22 que
actualiza el mapa M operando de acuerdo a una estrategia de
adaptación que se describe en detalle a continuación.
En particular, el bloque de actualización 22
recibe como entrada la señal de composición de flujo de salida
V_{2}, la señal de corrección V_{C}, la señal de corrección
filtrada V_{CF} y el número de revoluciones RPM, y la carga L del
motor 2, y produce como respuesta de salida un contador de
adaptaciones realizadas N_{A}, y de valores actualizados
V_{AN}(i, j) que se utilizan para actualizar el mapa M
almacenado en la memoria 21 de la forma que se detalla más
adelante.
La memoria 21 recibe como entrada el número de
revoluciones RPM y la carga L del motor 2, así como los valores
actualizados V_{AN} (i, j) y almacena el valor actual respectivo
V_{AC} (i, j) en el mapa M para cada una de las combinaciones de
valores del número de revoluciones RPM y de la carga L. En cada
uno de los ciclos del motor, según los valores asumidos por el
número de revoluciones RPM y la carga L, se selecciona el valor
actual V_{AC} (i, j) y se suministra como salida a la memoria 21.
Este valor define la señal de adaptación V_{A} suministrada por
el bloque de gestión de adaptación de parámetros 18 durante el
ciclo actual del motor.
La unidad central 10 incluye, por último, un
bloque diagnóstico 25 que recibe como entrada el contador de
adaptaciones realizadas N_{A} y los valores actualizados
V_{AN}(i, j), y que genera como respuesta de salida una
pluralidad de señales dirigidas a un sistema supervisor (que no se
muestra).
Tal como se detalla más adelante, el bloque
diagnóstico 25 en particular, aplica un algoritmo diagnóstico
basado en la verificación de la congruencia entre las señales de
composición de soluto V_{1} y V_{2} suministrada por los
sensores 5 y 6, y por lo tanto es capaz de generar una señal que
indica, o bien que el sistema de control de concentración de soluto
1 está operando correctamente o no, en cuyo caso envía una señal de
error.
Como se ha indicado anteriormente, el bloque de
actualización del mapa 22, realiza una estrategia de adaptación cuya
función es actualizar el mapa M. Esta estrategia, que se describe
en detalle más adelante haciendo referencia a las Figuras de la 2 a
la 5, se lleva a cabo para cada uno de los ciclos del motor, y se
basa en la curva de composición del flujo de salida transmitida por
la señal V_{2}, y la señal de corrección Vc. En particular, se
verifica si la señal indicativa de la composición del flujo de
salida Vs y la señal de corrección Vc se ajustan a una banda muerta
BM que se define en función de un valor diana determinado para el
flujo de salida V_{2}º y, respectivamente, dentro de una banda de
seguridad BS que se define en función de un valor diana de
corrección de flujo Vcº, tal como se muestra en las Figuras 6a y 6c
respectivamente.
En lo que respecta a la Figura 2, inicialmente se
realiza una serie de pruebas antes de realizar el procedimiento de
actualización, y estas pruebas se realizan en una secuencia
predeterminada durante la que se verifica detalladamente si la
función de actualización del mapa M se ha activado durante el
proceso de calibración (bloque 100), si el bloque de control de
flujo de salida 17 está activado (bloque 110), y si la condición
del motor ha permanecido sin cambios respecto al ciclo previo
(bloque 120). En los tres casos, si el resultado de la
comprobación es negativo, se abandona el proceso de actualización
(bloque 130), mientras que si el resultado es positivo, se procede
a realizar el siguiente test o comprobación de la secuencia.
La comprobación del bloque de control de flujo de
salida 17 (bloque 110), es particularmente importante y se lleva a
cabo puesto que este bloque puede estar temporalmente desactivado,
por ejemplo en caso de avería o de ciertas condiciones particulares
de operación del motor 2, mientras que el test de comprobación de la
condición del motor se lleva a cabo, puesto que la actualización del
mapa M solo se puede realiza si el número de revoluciones RP; y la
carga L permanecen estacionarias (estables).
La presencia del sistema reductor de emisiones
contaminantes 4 conlleva un retraso de algunas décimas de segundo
entre las variaciones de las composiciones de los gases de escape a
la entrada y a la salida del sistema reductor de emisiones
contaminantes 4, y por lo tanto es necesario permitir que la
conducción de flujo transitorio corra su
curso.
curso.
Si el resultado del test de comprobación de la
condición del motor es positivo (bloque 120), se lleva a cabo una
comprobación de la permanencia de la señal V_{2} (que indica la
composición de la señal de flujo de salida) dentro de la banda
muerta BM (bloque 140). Esta comprobación consiste en comprobar si
la señal que indica la composición del flujo de salida V_{2} se
encuentra actualmente dentro de la banda muerta BM, y por lo tanto
si una de las siguientes dos situaciones, como mínimo, son de
aplicación:
- \bullet
- la señal que indica la composición del flujo de salida V_{2} ha permanecido dentro de la banda muerta BM de forma continua durante un tiempo de banda muerta T_{EM} superior al tiempo umbral de la banda muerta T_{BMS}, y
- \bullet
- el número de transiciones NT que ha realizado la señal de composición de flujo de salida V_{2} respecto al valor diana del flujo de salida V2º, sin abandonar la banda muerta BM, es mayor que el número de transiciones asignado como umbral N_{TS}.
Si el resultado de la comprobación de permanencia
la banda muerta (bloque 140) descrito anteriormente es positivo, se
realiza un procedimiento de adaptación en la banda muerta BM (bloque
150), y en caso contrario se realiza un procedimiento de adaptación
fuera de la banda muerta BM (bloque 160).
La Figura 3 es un diagrama de bloque relacionado
con el procedimiento de adaptación realizado en la banda muerta BM
(bloque 150).
Tal como muestra esta figura, primero se lleva a
cabo una comprobación de la señal de corrección Vc (bloque 151).
Puesto que la señal de corrección Vc representa la acción del bloque
de control de flujo de salida 17 para mantener la señal de
composición de flujo de salida V_{2} próxima al valor meta de la
composición del flujo de salida V_{2}º, el objetivo de la
comprobación de la señal de corrección Vc es comprobar si, en base
al alcance de dicha acción, es apropiado en ese momento realizar la
actualización del mapa M.
En particular, habiendo definido una banda de
tiempo de seguridad TBS como la suma de los intervalos T1, T2...,
contenidos en el tiempo de la banda muerta TBM durante el cual la
señal de corrección Vc permanece dentro de la banda de seguridad BS
(tal como muestra la Figura 6b), se comprueba si el coeficiente
entre la banda de tiempo de seguridad TBS y el tiempo de la banda
muerta excede un primer umbral predeterminado X_{1} entre 0 y
1.
Si el resultado de la comprobación es positivo,
la actualización del mapa M no se considera necesaria y se abandona
el procedimiento de actualización en la banda muerta BM (bloque
158). En caso contrario, se calcula un valor actualizado
V_{AN}(i, j) correspondiente a las condiciones actuales de
la carga L y el número de revoluciones RPM del motor 2 y se
almacena este valor en la memoria 21 en lugar del valor actual
correspondiente V_{AC} (i, j) (bloque 152).
El cálculo del valor actualizado
V_{AN}(i, j) se realiza sumando el valor actual de la
señal de corrección filtrada V_{CF} al valor actual V_{AC} (i,
j) de acuerdo a la siguiente fórmula:
V_{AN} (i, j)
= V_{AC} (i, j) /
V_{CF}
Todos los otros valores actuales V_{AC} (i, j)
que se corresponden con diferentes condiciones de carga L y número
de revoluciones RPM del motor 2 permanecen inalterados.
A continuación, se configura un marcador de
adaptación FA con el valor lógico de "VERDADERO" (bloque 153)
para indicar que el procedimiento de adaptación de la banda muerta
BM se ha realizado. Se ponen a cero el tiempo de la banda muerta
TBM y el número de transiciones N_{T} (bloque 154) y el contador
de adaptaciones realizadas N_{A} aumenta en una unidad (bloque
155).
El número indicado por el contador de
adaptaciones realizadas N_{A} se relaciona con el último periodo
de encendido del motor, que es indicativo del tiempo transcurrido
desde la última vez que se arrancó el motor 2.
Por último, se pone final a la cuenta del tiempo
de control de flujo de salida T_{V} (bloque 156) que indica el
tiempo transcurrido desde la última actuación del bloque de control
de flujo de salida 17, finalizando el procedimiento de adaptación
en la banda muerta BM (bloque 158).
La Figura 4 es un diagrama de bloque que hace
referencia al procedimiento de adaptación fuera de la banda muerta
BM (bloque 160).
Tal como muestra la Figura 4, primero se realiza
una comprobación inicial para verificar si el procedimiento de
adaptación en la banda muerta ya se ha realizado (bloque 161). En
caso afirmativo, se abandona el procedimiento de adaptación fuera
de la banda muerta BM (bloque 167). En caso negativo, se realiza
otro test de comprobación adicional en un tiempo total de la banda
muerta T_{BMT} (bloque 162), que es igual a la suma de los tiempos
de la banda muerta T_{BM} incluidos en el tiempo de control de
flujo de salida T_{V} (Figura 6c).
En particular, se comprueba si el coeficiente
entre el tiempo de banda muerta T_{BM} y el tiempo de control de
flujo de salida T_{V} excede un segundo umbral predeterminado
X_{2}, entre 0 y 1. Si es así, se abandona el procedimiento de
adaptación fuera de la banda muerta BM (bloque 167), y en caso
contrario se calculan los valores actualizados V_{AN}(i,
j)
(bloque 163).
(bloque 163).
En la práctica, el mapa M se actualiza cuando la
acción del bloque de control de flujo de salida 17 no es suficiente
para asegurar la permanencia de la señal de composición de flujo de
salida V_{2} dentro de la banda muerta BM durante un
tiempo mínimo desde la actuación de este bloque de control 17. Esta situación se considera como una situación crítica.
tiempo mínimo desde la actuación de este bloque de control 17. Esta situación se considera como una situación crítica.
Los valores actualizados de V_{AN}(i, j)
se calculan con la siguiente fórmula:
V_{AN}(i, j) =
V_{AC}(i, j) / K_{A} \cdot
V_{CF}
Donde K_{A} es el coeficiente de corrección
entre 0 y 1. Este coeficiente se introduce para atenuar el alcance
de la actualización, puesto que el procedimiento de adaptación
fuera de la banda muerta se utiliza en condiciones que se
consideran críticas, como ya se ha mencionado anteriormente. Es
más, la actualización afecta a todos los valores del mapa M y no
solo a los valores que se corresponden con las condiciones actuales
del número de revoluciones RPM y la carga L del motor 2.
Seguidamente, se configura el marcador de
adaptación F_{A} con un valor lógico de "FALSO" (bloque 164)
para indicar que ya se ha realizado el procedimiento de adaptación
fuera de la banda muerta BM y que se ha aumentado en una unidad el
contador de adaptaciones realizadas N_{A} (bloque 165), terminando
el procedimiento de actualización fuera de la banda muerta BM
(bloque 167).
La Figura 5 es un diagrama de flujo que hace
referencia al algoritmo diagnóstico que aplica el bloque diagnóstico
25. Tal como muestra esta figura, primero se comprueba si la función
diagnóstica se ha activado durante la calibración (bloque 200), y
en caso contrario se termina el algoritmo diagnóstico (bloque 300).
De no ser así, se comprueba si se ya ha realizado un cierto número
de actualizaciones del mapa M (bloque 210).
En particular, si el contador de actualizaciones
realizadas N_{A} es inferior a un valor de umbral predeterminado
N_{AS}, se termina el algoritmo diagnóstico (bloque 300),
mientras que en el caso contrario se hace un test de comprobación
del valor absoluto de los valores actualizados V_{AN}(i, j)
(bloque 220) para comprobar si, para una combinación de valores del
número de revoluciones RPM y la carga L del motor 2, por lo menos,
el valor actualizado correspondiente V_{AN}(i, j) es
superior, como valor absoluto, a un valor de umbral de adaptación
predeterminado V_{AS}. En la práctica, esto es equivalente a
considerar que el almacenamiento en el mapa M de un valor que es
demasiado alto, es un síntoma de falta de congruencia entre las
señales detectadas por el sensor de flujo de entrada 5 y el sensor
de flujo de salida 6, y por lo tanto se deduce que ha ocurrido una
situación de operación irregular.
Si la condición es verdadera para por lo menos un
valor actualizado V_{AN} (i, j), se aumenta el contador de error
C_{E} (bloque 230), mientras que de no ser así, se aumenta el
contador de pruebas positivas realizadas C_{T} (bloque 250).
Particularmente, si este contador supera una cifra umbral
predeterminada de recuento de comprobaciones C_{TS}, se informa al
supervisor del sistema que se ha llevado a cabo correctamente un
algoritmo diagnóstico (bloque 260) y que el algoritmo diagnóstico
se ha terminado, mientras que en caso contrario se realiza una
comprobación del contador de errores C_{E} (bloque 270).
Si el contador de errores C_{E} ha superado un
número umbral de recuentos de error C_{ES}, se envía un mensaje
de error al supervisor del sistema, que se hace por ejemplo,
configurando un marcador de error F_{E} con el valor lógico de
"VERDADERO" y se desactiva el bloque diagnóstico 25 (bloque
280), mientras que en caso contrario se termina el algoritmo
diagnóstico.
En el bloque 280, también se configura un
marcador de condición F_{S} con un valor lógico que corresponda a
una señal de error, de forma que cuando el motor 2 se vuelva a
poner en marcha, se use un valor almacenado \Delta para
modificarlos valores del mapa M que superan el valor umbral de
adaptación V_{AS}. En particular, el valor \Delta se suma a los
valores mencionados más arriba si éstos son de signo negativo, pero
si por el contrario estos valores son de signo positivo, el valor
\Delta se sustrae. De esta forma, cuando se vuelve a arrancar el
motor 2, los valores del mapa M que han activado la señal de error
se reconfiguran con valores menos críticos y por consiguiente, si
las causas del error eran temporales y se han eliminado al apagar
el motor 2, al volver a encender el motor se hace bajo una
condición de operación correcta.
No obstante, si las causas que han originado la
señal de error no se han eliminado, volverá a activarse la señal de
funcionamiento defectuoso.
El método descrito más arriba tiene las
siguientes ventajas: en primer lugar, el que se actualicen los
coeficientes V_{AC} (i, j) del mapa M, hace posible que se
compensen las dispersiones de salida y las desviaciones del
funcionamiento normal que ocurren a causa del envejecimiento de las
piezas y componentes del sistema.
Además, el método es capaz de calcular
rápidamente estos coeficientes, que se seleccionan, para cada ciclo
del motor, en función, exclusivamente de las condiciones actuales de
número de revoluciones RPM y carga L.
Otra ventaja adicional reside en el hecho de que
este método hace posible emitir un diagnóstico basado en la
congruencia de la información aportada por los sensores de
composición estequiométrica sin necesidad de usar sensores de otro
tipo.
El algoritmo diagnóstico es también rápido. El
elemento que tiene un impacto preponderante sobre el tiempo
necesario para calcular el coeficiente V_{AN} (i, j) es el
sistema reductor de emisiones contaminantes 4, que como ya se ha
mencionado con anterioridad, causa un retraso de unas décimas de
segundo entre las variaciones de la señal de composición de flujo
de entrada V_{1} y las variaciones correspondientes de la señal de
composición de flujo de
salida V_{2}.
salida V_{2}.
La única condición que es necesaria para realizar
la diagnosis es, por lo tanto, que la naturaleza de las condiciones
operativas del motor 2 permanezca estacionaria durante un periodo
de tiempo suficiente ocasionado por el sistema reductor de emisiones
contaminantes 4.
Claims (15)
1. Un método auto-adaptable para
controlar la concentración de soluto de un motor de combustión
interna 2 equipado con un sistema para reducir las emisiones
contaminantes 4 y un primer y un segundo sensor que detectan la
composición estequiométrica de la solución (5, 6) y que están
dispuestos respectivamente a la entrada y a la salida de este
sistema reductor de emisiones contaminantes 4, y a su vez,
respectivamente adaptados para generar una señal que indica la
composición de la solución del flujo de entrada (V_{1}) y de
salida (V_{2}). Este método se divide en las siguientes
fases:
- a1.
- Calcular un coeficiente de corrección KO_{2} en función de la información transmitida por la señal de composición del soluto del flujo de entrada (V_{1}), la señal de composición de la solución del flujo de salida (V_{2}), y un valor meta (Vº) cuya función es indicar cual es el valor meta de la concentración de los gases de escape.
- a2.
- Calcular la cantidad operativa de combustible Q_{F} que se debe inyectar en cada cilindro del motor 2 en función de este coeficiente de corrección (KO_{2});
- b.
- Almacenar una pluralidad de los valores actuales (V_{AC} (i, j)) de una señal de adaptación (V_{A}), cada uno de ellos asociado a una combinación respectiva de valores del número de revoluciones (RPM) y de la carga (L) del motor (2);
- c.
- Actualizar estos valores actuales (V_{AC} (i, j)) en función de la señal de composición de la solución del flujo de salida (V_{2});
- d.
- Seleccionar, durante cada uno de los ciclos del motor, un valor actual (V_{AC} (i, j)) correspondiente al número de revoluciones (RPM) y de la carga (L) del motor (2) en ese ciclo del motor;
- e.
- Generar una señal de adaptación (V_{A}) en función del valor actual (V_{AC} (i, j)) seleccionado; en el que la fase a1) consiste en la fase de: a11) que determina el valor del coeficiente de corrección (KO_{2}), también como función de esta señal de adaptación (V_{A}); que se caracteriza en que la fase c) va precedida de las siguientes fases:
- f.
- Comprobar la permanencia de esta señal de señal de composición de la solución del flujo de salida (V_{2}) en la banda muerta BM (140) formada por un intervalo de valores de la señal de composición de la solución del flujo de salida (V_{2}) que incluye un valor de composición meta de la solución del flujo de salida (V_{2}º);
- g.
- Realizar un procedimiento de actualización en la banda muerta (150) cuando la permanencia de la señal de composición de la solución del flujo de salida (V_{2}) en esta banda muerta (BM) ha sido verificada;
- h.
- Realizar un procedimiento de actualización fuera de la banda muerta (160) cuando la permanencia de la señal de composición de la solución del flujo de salida (V_{2}) en esta banda muerta (BM) no ha sido verificada;
2. Un método tal como se indica en la
Reivindicación 1, que se caracteriza en que la fase a11)
comprende la fase de
totalizado (suma) de esta señal de adaptación (V_{A}) a la señal de composición de la solución del flujo de entrada (V_{1}).
totalizado (suma) de esta señal de adaptación (V_{A}) a la señal de composición de la solución del flujo de entrada (V_{1}).
3. Un método tal como se indica en las
Reivindicaciones 1 y 2, que se caracteriza en que la fase f)
comprende los siguientes pasos:
- f1)
- Calcular el tiempo de banda muerta (T_{BM}) indicativo del tiempo durante el cual la señal de composición la solución del flujo de salida (V_{2}) ha permanecido en esta banda muerta (BM);
- f2)
- Establecer el número de transiciones de la banda muerta (NT) indicativo de las transiciones realizadas por la señal de composición de la solución del flujo de salida (V_{2}) en esta banda muerta (BM);
- f3)
- Comprobar si este tiempo de banda muerta (T_{BM}) es mayor que el valor de umbral de tiempo de banda muerta (T_{BMS});
- f4)
- Comprobar si este tiempo de transiciones de la banda muerta (N_{T}) es mayor que el valor de umbral de tiempo de transiciones banda muerta (N_{TS}).
4. Un método tal como se indica en la
Reivindicación 3 que se caracteriza porque la fase g)
comprende los siguientes pasos:
- g1)
- Generar una señal de corrección (V_{C}); en función de la señal de composición del soluto del flujo de salida (V_{2});
- g2)
- Comprobar la permanencia de esta señal de corrección (V_{C}) dentro de la banda de seguridad (Bs) (151);
- g3)
- Calcular, cuando no se ha verificado la permanencia de esta señal de corrección (V_{C}) dentro de la banda de seguridad (Bs), uno de los valores actualizados V_{AN} (i, j) como función de esta señal de corrección (V_{C}).
5. Un método tal como se indica en la
Reivindicación 4, que se caracteriza porque la fase g3)
comprende el paso de calcular uno de los valores actualizados
(V_{AN} (i, j)) de acuerdo a la siguiente fórmula:
V_{AN} (i, j)
= V_{AC} (i, j) +
V_{CF}
Dónde (V_{AN} (i, j)) es el valor actualizado,
(V_{AC} (i, j)) es el valor corregido correspondiente y
(V_{CF)} es la señal de corrección filtrada obtenida mediante el
filtrado de la señal de corrección (V_{C}).
6. Un método tal como se indica en las
Reivindicaciones 4 o 5 que se caracteriza en que la banda de
seguridad (Bs) se forma por un intervalo de valores asumidos por la
señal de corrección (V_{C}) que comprende un valor meta de
corrección (V_{C^{o}}).
7. Un método tal como se indica en cualquiera de
las Reivindicaciones de la 4 a la 6 que se caracteriza porque
la fase g2) comprende los siguientes pasos:
- g21)
- Determinar un tiempo de banda de seguridad (T_{BS}) que está correlacionado con la suma de los intervalos de tiempo contenidos en el tiempo de banda muerta (T_{BM}) durante el cual la señal de corrección (V_{C}) permanece dentro de esta banda de seguridad (BS);
- g22)
- Comprobar si el coeficiente entre el tiempo de banda de seguridad (TBs) y el tiempo de banda muerta (T_{BM}) es mayor que un primer valor de umbral predeterminado (X_{1}).
8. Un método tal como se indica en cualquiera de
las Reivindicaciones de la 3 a la 7, que se caracteriza en
que la fase h) comprende los siguientes pasos:
- h1)
- Comprobar la permanencia de la señal de composición de la solución del flujo de salida (V_{2}) fuera de la banda muerta (BM) (162);
- h2)
- Calcular, una vez que se ha verificado la señal de composición de la solución del flujo de salida (V_{2}) fuera de la banda muerta (BM), todos los valores actualizados (V_{AN} (i, j)) en función de la señal de corrección.
9. Un método tal como se indica en la
Reivindicación 8 que se caracteriza porque la fase h2)
comprende a su vez la fase en la que se calculan todos los valores
actualizados (V_{AN} (i, j)) de acuerdo a la siguiente
fórmula:
V_{AN} (i, j)
= V_{AC} (i, j) + K_{A} +
V_{CF}
En la que (V_{AN} (i, j)) representa los
valores actualizados, (V_{CF}) es la señal de corrección filtrada
obtenida mediante el filtrado de la señal de corrección (V_{C}) y
(K_{A}) es el coeficiente de corrección.
10. Un método tal como se indica en la
Reivindicación 9 que se caracteriza porque el coeficiente de
corrección (K_{A}) está entre 0 y 1.
11. Un método tal como se indica en cualquiera de
las Reivindicaciones de la 8 a la 10 que se caracteriza en
que la fase h1) comprende los siguientes pasos:
- h11)
- Determinar un tiempo de control de flujo de salida (T_{V}) indicativo del tiempo que ha transcurrido desde la activación del bloque de control de flujo de salida (17);
- h12)
- comprobar si el coeficiente entre el tiempo de banda muerta (T_{BM}) y este tiempo de control de flujo de salida (T_{V}) es mayor que el valor asignado al segundo umbral predeterminado (X_{2}).
12. Un método tal como se indica en cualquiera de
las Reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que
además comprende las siguientes fases adicionales:
- i)
- Realizar el procedimiento diagnóstico para verificar la correcta operación del primer y del segundo sensor para determinar la composición estequiométrica (5, 6) y verificar la correcta operación del sistema reductor de emisiones contaminantes (4) en base a los valores actualizados (V_{AN} (i, j));
13. Un método tal como el que se indica en la
Reivindicación 12 que se caracteriza en que la fase i)
comprende los siguientes pasos:
- i1)
- Comparar los valores absolutos de los valores actualizados (V_{AN} (i, j)) con, por lo menos, uno de los valores del umbral de adaptación (V_{AS}) (220);
- i2)
- Incrementar un contador de errores (C_{E}) (230) cuando por lo menos uno de los valores absolutos de los valores actualizados (V_{AN} (i, j)) es mayor que este valor de umbral de adaptación (V_{AS}).
- i3)
- Incrementar un contador de comprobaciones positivas realizadas (C_{T}) (240) cuando todos los valores absolutos de estos valores actualizados (V_{AN} (i, j)) son menores que este valor de umbral de adaptación (V_{AS}).
14. Un método tal como el que indica la
Reivindicación 13 que se caracteriza en que la fase i)
comprende, además, los siguientes pasos:
- i4)
- Comparar este contador de comprobaciones positivas realizadas (C_{T}) con un número de umbral predeterminado de recuentos de comprobaciones (C_{TS}).
- i5)
- Señalizar la correcta realización del procedimiento diagnóstico (260) cuando este contador de comprobaciones positivas realizadas (C_{T}) es mayor que este número de umbral de recuentos de comprobaciones (C_{TS}).
- i6)
- Realizar una secuencia de detección de errores (270, 280, 290) cuando el contador de comprobaciones positivas realizadas (C_{T}) es menor que el número umbral de recuentos de comprobaciones (C_{TS}).
15. Un método tal como el que indica la
Reivindicación 14 que se caracteriza en que la secuencia de
detección de errores (270, 280, 290) comprende los siguientes
pasos:
- i61)
- Comparar el contador de errores (C_{E}) con un número umbral predeterminado de recuento de errores (C_{ES});
- i62)
- Generar una señal de error (F_{E}) y desactivar el procedimiento diagnóstico cuando el valor del contador de errores (C_{E}) es mayor que el número umbral predeterminado de recuento de errores (C_{ES}).
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