ES2243696T3 - Procedimiento de calculo de la masa de aire admitido en el cilindro de un motor de combustion interna que equipa a un vehiculo automovil y calculador de inyeccion para llevar a la practica el procedimiento. - Google Patents
Procedimiento de calculo de la masa de aire admitido en el cilindro de un motor de combustion interna que equipa a un vehiculo automovil y calculador de inyeccion para llevar a la practica el procedimiento.Info
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Abstract
Procedimiento de cálculo de la masa de aire admitida en un cilindro de motor de combustión interna a fin de determinar la cantidad de carburante que tiene que ser inyectada en dicho cilindro, siendo dicho motor del tipo que comprende un ordenador de inyección que pilota el funcionamiento de los inyectores de carburante a partir de los valores proporcionados por un sensor de presión dispuesto en el colector de admisión que conduce el aire a los: diferentes cilindros, calculándose la masa de aire admitida a partir de la presión Pcol en el colector, caracterizado porque, en cada iteración, consiste en - medir o estimar parámetros (alfamar, N, Tcol, Parriba, Presmed) descriptivos del funcionamiento real del motor en el instante de cálculo; y después, - calcular un modelo de comportamiento del colector de modo que se obtenga el caudal (Cmar) de aire en la mariposa de admisión y el caudal (Cmot) de aire en la aspiración del motor, en el momento del cálculo; y después, - deducir de ello una predicción (Presprev) de la presión en el colector, en el instante de cierre de la válvula de admisión, de modo que sea posible el cálculo predictivo de la masa de aire introducida en el cilindro en el instante (t3) de cierre de la válvula de admisión asociada con el cilindro.
Description
Procedimiento de cálculo de la masa de aire
admitido en el cilindro de un motor de combustión interna que equipa
a un vehículo automóvil y calculador de inyección para llevar a la
práctica el procedimiento.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de cálculo de la masa de aire admitida en el cilindro
de un motor de combustión interna que equipe un vehículo automóvil y
un ordenador de inyección que pone en práctica el procedimiento.
En el estado de la técnica, ya ha sido descrito
un procedimiento de cálculo de este tipo, que se aplica,
principalmente, a un ordenador de inyección para un motor térmico
destinado a impulsar un vehículo automóvil. En particular, se hará
referencia a la patente
FR-A-2.709.151, presentada a nombre
del mismo solicitante.
En este estado de la técnica, se ha indicado cómo
prever la masa de aire necesaria para la mejor combustión en un
cilindro. Con este fin, se ha definido que la masa de aire de
admisión debía predecirse a partir de la medición de la presión
P_{col} en el colector en el momento t, durante un
intervalo de predicción \Deltat, de acuerdo con la relación
P_{col}(t+\Delta
t)=P_{col}(t)+\Delta t
\times\frac{dP_{col}}{dt}
En el procedimiento definido en la patente
FR-A-2.709.151, se utiliza para
calcular \frac{dP_{col}}{dt}, en el paso i, el valor
modelizado de P_{col} en la etapa de cálculo precedente
(i-1).
De ello resulta que si con carga elevada
(P_{col} es similar al valor de la presión aguas arriba) la
presión en el colector modelizada en el paso de cálculo
i-1 es diferente de la que va a calcular el modelo
para el paso i, entonces el modelo va a oscilar o discrepar.
En otros términos, el procedimiento definido en
la patente FR-A-2.709.151 es
correcto cuando el motor térmico funcione en régimen de carga baja,
y exige mediciones de rectificación en tiempo real cada vez más
delicadas cuando el motor térmico funcione cerca de la plena
carga.
Para remediar este inconveniente del estado de la
técnica, la presente invención se refiere a un procedimiento de
cálculo de la masa de aire admitida en un cilindro de motor de
combustión interna a fin de determinar la cantidad de carburante que
debe inyectarse en dicho cilindro, siendo dicho motor del tipo que
comprende un ordenador de inyección que pilote el funcionamiento de
los inyectores de carburante a partir de los valores proporcionados
por un sensor de presión dispuesto en el colector de admisión que
conduce el aire a los diferentes cilindros, calculándose la masa de
aire admitida a partir de la presión P_{col} medida en el
colector, caracterizado porque, en cada iteración, consiste en:
- medir o estimar parámetros (alfa_{mar}, N,
T_{col}, P_{arriba}, Pres_{med}) descriptivos del
funcionamiento real del motor en el instante de cálculo, incluyendo
ciertos parámetros un retardo de medición en relación con la
magnitud medida); y después
- calcular un modelo de comportamiento del
colector de modo que se obtenga el caudal de aire en la mariposa de
admisión y el caudal de aire a la aspiración del motor en el momento
del cálculo considerado; y después
- deducir de ello una predicción de la presión en
el colector en el instante de cierre de la válvula de admisión,
de modo que sea posible el cálculo
predictivo de la masa de aire introducida en el cilindro en el
instante de cierre de la válvula de admisión asociada con el
cilindro.
De acuerdo con otro aspecto, el procedimiento de
la invención consiste en realizar, durante el ciclo i, la predicción
de valores de caudales de aire en el motor y en la mariposa sobre la
base de una variable de estado representativa de la relación entre
la presión en el colector y la presión aguas arriba del colector,
deducida de un modelo de funcionamiento del colector, de la
forma
X_{i}=X_{i-1}+\frac{1}{1+\tau_{1}}\times\left[K_{i}\times
f_{bsv}(X_{i})-X_{i-1}+
\frac{P_{0i}}{P_{arriba}}\right]
en el
que
\tau_{i} es una función del régimen N del
motor, de la geometría del colector y de los cilindros, del
rendimiento volumétrico remp del motor y de la recurrencia
del cálculo de la inyección;
K_{i} es una función del régimen N del motor,
del rendimiento volumétrico remp y de la geometría del motor,
de la temperatura del colector y de la sección de la mariposa, y
f_{bsv} es una función predeterminada mediante
un generador de función para definir el coeficiente de caudal en la
mariposa.
De acuerdo con otro aspecto, el procedimiento de
la invención consiste en utilizar la función f_{bsv} para
definir el coeficiente de caudal en la mariposa, representada
gráficamente, en función de la variable X_{i} de estado, por una
primera sección horizontal para los valores reducidos de X_{i},
por una tercera sección sensiblemente vertical para los valores
elevados de X_{i} y por una segunda sección monótona decreciente
para los valores intermedios de X_{i}.
De acuerdo con otro aspecto, el procedimiento de
la invención consiste en utilizar el valor de la variable de estado
determinada en el ciclo precedente para generar una función
rectificada f_{rect} que defina el coeficiente de caudal en
la mariposa de manera aproximada, determinando la pendiente
(pend) y la ordenada (Y_{0}) en el origen de un segmento
que aproxime la curva representativa de la función real
f_{bsv}, de modo que pueda determinarse el valor de la
variable X_{i} de estado mediante la relación
X_{i}=\frac{1}{1+\tau_{i}-K_{i}\times
pend}\times\left[\tau_{i}\times X_{i-1}+K_{i}\times
Y_{0}+\frac{P_{0}}{P_{arriba}}\right]
De acuerdo con otro aspecto, el procedimiento de
la invención consiste en buscar, para la función real
f_{bsv}, el valor verdadero (X_{i} _{verd}) de la
variable de estado que corresponda al valor X_{i} calculado
mediante la función rectificada f_{rect} con arreglo a la
relación que haga corresponder el punto (X_{i},
f_{rect}(X_{i})) con el punto (X_{i\
verd}, f_{rect}(X_{i\ verd})).
De acuerdo con otro aspecto, mediante el
procedimiento de la invención se modeliza el colector por medio de
los parámetros descriptivos del funcionamiento del motor,
respectivamente:
- el ángulo de apertura de la mariposa de
admisión, alfa_{mar}, medido mediante un sensor de ángulo de
mariposa;
- el régimen N del motor, o velocidad de rotación
del motor, medida mediante un sensor de velocidad o de régimen del
motor;
- la temperatura T_{col} del aire en el
colector, medida mediante un sensor de temperatura dispuesto en el
colector de aire;
- la presión P_{arriba} de aire aguas arriba de
la mariposa, medida mediante un sensor de presión, o estimada;
- la presión medida (Pres_{med}) en el
colector, mediante un sensor de presión.
De acuerdo con otro aspecto, el procedimiento de
la invención comprende, también, una etapa de predicción de la masa
de aire, deducida de la predicción de la presión en el colector.
La invención se refiere, también, a un ordenador
de inyección caracterizado porque pone en práctica el procedimiento
según la invención.
De acuerdo con otro aspecto, el ordenador de
inyección de la invención comprende:
- un módulo que ejecute un modelo de colector que
genere una variable (X_{i}) de estado representativa de la
relación entre la presión en el colector modelizada y la presión
aguas arriba medida en el momento del cálculo,
- un módulo de corrección de dicha variable
(X_{i}) de estado, cuya corrección sea deducida a partir de una
relación entre la función rectificada (f_{rect}) y la
función real (f_{bsv}) del coeficiente de caudal en la
mariposa de admisión;
- un módulo de cálculo de los caudales de aire en
la admisión (C_{mar}) y en el motor (C_{mot});
- un módulo de predicción del valor
(Pres_{prev}) de la presión en el colector en el momento del
cierre de la válvula de admisión del cilindro considerado.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán de manifiesto a partir de la lectura de la descripción
detallada que sigue, para cuya comprensión se hará referencia a los
dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es un gráfico que explica el
principio en el que se funda la invención;
- la figura 2 es un diagrama de bloques de un
dispositivo que pone en práctica el procedimiento de la
invención;
- la figura 3 es un gráfico que explica una
mejora aportada por el procedimiento de la invención.
En la figura 1, se ha representado un gráfico que
explica el principio en el que se funda la invención. Se hará
referencia a la descripción de la patente FR 2.709.151, expedida a
nombre del mismo solicitante, para cualquier explicación
complementaria en relación con este estado de la técnica.
En la técnica de inyección de carburante
utilizada para controlar los motores de explosión se considera el
funcionamiento de un cilindro y de sus válvulas. La estimación de la
presión de aire en el momento del cierre de la válvula o de las
válvulas de admisión del cilindro controlado permite conocer el
valor de la masa de aire aportada al cilindro y, a partir de ello,
deducir la cantidad de gasolina a inyectar para una combustión
optimizada. Pero, en inyección indirecta, a causa de la física de la
vaporización, esta cantidad de gasolina debe ser introducida antes
de la apertura de la válvula de admisión, y, en todo tipo de
inyección, sólo es posible conocer la última medición de la presión
en el colector con un retardo importante, que no permite contentarse
con la medición.
En la figura 1, se ha representado la evolución
de la presión en el colector P_{col} entre dos momentos t_{1} y
t_{3}. En el momento t_{1}, se ha efectuado, merced a un medio
conveniente, como un sensor de presión dispuesto en el colector de
admisión, la medición de la presión en el colector
P_{col}(t_{1}).
En el momento t_{2}, que es el momento de
cálculo de la inyección, se realiza una estimación de la variación
instantánea de la presión en el colector gracias a un modelo físico
de colector que permite predecir la presión en el colector en el
momento t_{3} de cierre de la admisión, con una diferencia de
tiempo \Deltat=t_{3}-t_{1}, mediante la
relación:
P_{col}(t_{1}+\Delta
t)=P_{col}(t_{1})+\Delta t
\times\frac{dP_{col}}{dt}
(1)P_{col \
prev}=P_{col}(t_{3})=P_{col}(t_{1})+\Delta
P_{col}
que corresponde a una predicción de
P_{col} a partir de una medición previa de
P_{col}.
En relación con el gráfico de la figura 1, en él
se constata que la presión P_{col\ prev}, que corresponde a la
suma del valor medido en el momento t_{1} de la presión P_{col}
en el colector y un incremento o un decremento, \DeltaP_{col},
puede no corresponder a un punto de la curva real de la evolución
instantánea de la presión en el colector.
En la figura 2, se muestra un diagrama de bloques
que representa los diversos componentes de un ordenador de inyección
que pone en práctica el procedimiento de la invención. En el
procedimiento de la invención, se realiza la predicción del valor
Pres_{prev} de la presión en el colector en el momento de cierre
de la válvula de admisión a fin de preparar la inyección siguiente a
partir de los datos medidos disponibles en el momento del cálculo.
Estos parámetros (alfa_{mar}, N, T_{col}, P_{arriba},
Pres_{med}) son descriptivos del funcionamiento real del motor en
el momento del cálculo, y
son:
son:
- el ángulo de apertura de la mariposa de
admisión alfa_{mar} medido con un sensor 1 de ángulo de
mariposa;
- el régimen N del motor, o velocidad de rotación
del motor, medida mediante un sensor 2 de velocidad o de régimen del
motor;
- la temperatura T_{col} del aire en el
colector, medida mediante un sensor 3 de temperatura dispuesto en el
colector de aire;
- la presión P_{arriba} de aire aguas arriba de
la mariposa, medida mediante un sensor 5 de presión o estimada sobre
la base de otro modelo de la presión de aire aguas arriba;
- la presión medida en el colector, designada en
este documento Pres_{med}, mediante un sensor 6 de presión. Esta
medición, al tener una constante de tiempo de captación no
despreciable, es representativa del funcionamiento del motor, un
cierto tiempo antes.
Los cuatro primeros datos son alimentados a un
módulo 7 que está constituido por un ordenador en el que está
programado el modelo físico de colector definido de acuerdo con la
presente invención y que está conectado con el motor controlado. El
modelo de colector utilizado en la invención está basado en el
principio de un volumen representativo del colector que se llena
mediante un caudal de aire que entra aguas arriba, con un caudal
C_{marip} en la mariposa, y que se vacía merced a un caudal de
aire que sale aguas abajo, con un caudal C_{mot} en los
cilindros.
En un modo de realización, el módulo 7 comprende
un medio para generar una función representativa del caudal
C_{mar} de aire en la mariposa, definida mediante
(2)C_{mar}=g(S_{mar},P_{arriba},T_{arriba})\times
f_{bsv}\left(\frac{P_{col}}{P_{arriba}}\right)
función que, para el modelo
considerado, depende, esencialmente, de P_{col}, y en la
cual g es una función que representa el comportamiento de la
mariposa en relación con el flujo de aire y f_{bsv} es una
función definida en el módulo 7 mediante un generador de función de
acuerdo con la curva representada en la figura 3, que será descrita
ulteriormente. La función g depende de los parámetros
S_{mar}, que indica la sección de la mariposa,
P_{arriba} y T_{arriba}, que representan,
respectivamente, la presión y la temperatura aguas arriba de la
mariposa. Estos datos son, respectivamente, registrados en el módulo
7 o recibidos a partir de uno de los módulos 1 a 5 de detección de
los parámetros de
entrada.
De manera general, tal como puede verse en la
figura 3, la función f_{bsv} para definir el coeficiente de
caudal de la mariposa de admisión depende de la variable X_{i} de
estado representativa de la relación P_{col}/P_{arriba} entre la
presión en el colector y la presión aguas arriba. La representación
gráfica de la función f_{bsv} de rectificación comprende
una primera sección horizontal para los valores bajos de X_{i},
una tercera sección sensiblemente vertical para los valores más
altos de X_{i} y una segunda sección monótona decreciente, para
los valores intermedios de X_{i}.
En un modo de realización, el módulo 7 comprende
un medio para generar una función representativa del caudal de aire
en el cilindro del motor C_{mot} definido por:
(3)C_{mot}=h(N,T_{col},remp)\times(P_{col}-P_{0})
función que, esencialmente, para el
modelo considerado, depende de P_{col}, y en la que h es
una función que representa el comportamiento del cilindro en la
admisión en relación con el flujo de aire, que es generada mediante
un generador de función h (no representado) y cuya entrada está
constituida por los parámetros N y T_{col} de los módulos 2
y 3 de captación de parámetros de entrada y en la que P_{0} es la
presión mínima en el colector que asegure un caudal de aire en el
cilindro considerado del motor. La función h depende, también, del
coeficiente remp característico del rendimiento volumétrico
del motor térmico con el que el ordenador de inyección
trabaje.
El modelo del colector se ejecuta en el módulo 7
mediante una ecuación diferencial obtenida a partir del modelo y de
las funciones f, g y h antedichas, y que se define para el cilindro
considerado, durante el ciclo número i en curso de predicción,
mediante:
(4)X_{i}=X_{i-1}+\frac{1}{1+\tau_{i}}\times\left[K_{i}\times
f_{bsv}(X_{i})-X_{i-1}+\frac{P_{0i}}{P_{arriba}}\right]
relación en la
que:
X_{i} es la relación entre la presión en el
colector modelizado, en el ciclo número i, y la presión aguas arriba
medida o estimada;
\tau_{i} es una función del régimen N del
motor, de la geometría del colector y de los cilindros, de la
permeabilidad remp del motor y de la recurrencia del cálculo
de la inyección;
K_{i} es una función del régimen N del motor,
de la permeabilidad remp y de la geometría del motor, de la
temperatura del colector y de la sección de la mariposa.
A causa de la forma particular de la función
f_{bsv}, esta relación no permite obtener X_{i} en
función de X_{i-1} de manera analítica en tiempo
real, ya que no es posible invertir esta función.
Para resolver este problema, de acuerdo con el
procedimiento de la invención, se reemplaza la función
f_{bsv} por una función f_{rect} que aproxime la
función f_{bsv} mediante una sucesión de segmentos
predefinidos. En esta etapa del procedimiento, se realiza, por
tanto, una linealización, por tramos, de la función
f_{bsv}. Cada segmento de la función f_{rect}
representada en la figura 3, tiene por ecuación:
(5)f_{rect}(X_{i})=pend\times
X_{i}+Y_{0}
en la que "pend" es la
pendiente del segmento de f_{rect} identificado gracias al
punto (X_{i-1}) de abcisa captado durante la
predicción precedente e Y_{0} es la ordenada en el origen de la
recta que incluye este segmento. Estos valores pueden ser tabulados
en un medio generador (no representado) de la función rectificada
f_{rect}. Es posible, entonces, resolver el modelo en
X_{i} de la
forma:
(6)X_{i}=\frac{1}{1+\tau_{i}-K_{i}\times
pend}\times\left[\tau_{i}\times X_{i-1}+K_{i}\times
Y_{0}+\frac{P_{0}}{P_{arriba}}\right]
en la que pend e Y_{0} son
las características de la función rectificada f_{rect} que
reemplaza, en la aproximación de la invención, a la función
f_{bsv}.
De esa manera, en un modo de realización, el
módulo 7 de modelización del colector genera una variable X_{i} de
estado durante el instante t_{2} de predicción de la figura 1 que
es transmitida al módulo 8 del medio de cálculo de la presión
prevista en el colector en el momento t_{3}.
El módulo 8 comprende un medio de corrección que
permite corregir la variable X_{i} de estado cuando el punto de
abcisa X_{i} se encuentre muy cerca del valor máximo de X = 1,0
(véase la figura 3). En efecto, la función rectificada
f_{rect} se aleja sensiblemente de la función real
f_{bsv} en la proximidad de la abcisa máxima teórica (X=1),
a fin de evitar que el modelo establezca un bucle con uno o varios
segmentos casi verticales. El último segmento de f_{rect}
tiene, por tanto, una pendiente no infinita. El establecimiento de
un bucle por parte del modelo con este último segmento da lugar a
valores de X_{i} y f_{rect}(X_{i}) inexactos que
es necesario corregir.
En el procedimiento de la invención, durante la
etapa (E_{1}) se escoge el segmento correspondiente de la función
rectificada f_{rect} (y, por tanto, los valores
"pend" e Y_{0} de la función rectificada
f_{rect}) a partir del valor de la variable
X_{i-1}.
Después, durante una etapa (E_{2}), el módulo 7
que ejecuta el modelo de colector descrito en lo que antecede genera
un valor X_{i} a partir del valor X_{i-1}
captado previamente y que corresponde al punto M_{i} de la recta
representativa f_{rect} de la función rectificada. A
continuación, fuera del bucle del modelo de colector (módulo 7), se
obtiene el punto M_{i}' correspondiente de la curva representativa
f_{bsv} de la función real que la recta precedente
aproxima. Para ello, el módulo 8 de corrección (figura 2) permite
generar, durante una etapa (E_{3}) (figura 3), los valores
verdaderos de la variable X_{i} de estado y del valor de la
función f_{bsv}(X_{i}) real utilizando una función
tabulada que haga corresponder el punto [X_{i},
f_{rect}(X_{i})] de la curva con el punto
correspondiente [X_{i\ verd}, f_{bsv}(X_{i\
verd})] de la curva f_{bsv} verdadera.
Estos valores X_{i\ verd} verdadero y
f_{bsv}(X_{i\ verd}) verdadero son, entonces,
transmitidos a un módulo 9 de cálculo de los caudales de aire en el
motor C_{mot} y en la mariposa C_{mar}, que comprende,
respectivamente, un generador C_{mot} de función y un generador
C_{mar} de función que ejecutan las funciones
pre-registradas g y h descritas en lo que antecede.
Los dos generadores reciben los valores calculados X_{i} verdadero
y f_{bsv}(X_{i\ verd}) verdadero, así como el
valor P_{arriba} de la presión aguas arriba de la mariposa, medida
mediante el sensor 5 o estimada, siendo este valor el que esté
disponible en el momento t_{2} de la predicción de la presión en
el colector.
Los valores C_{mot} y C_{mar} de predicción
de caudal de aire en el motor y de caudal de aire en la mariposa
generados mediante el módulo 9 de cálculo son transmitidos,
entonces, a un último módulo 10 de cálculo del valor previsto de la
presión en el colector, que ejecutará una función
GP(C_{mot}, C_{mar}, Pred_{med}) mediante un generador
de función. El valor Pres_{med} corresponde al último valor medido
disponible de la presión en el colector, cuya medición se hace en el
instante t_{2} del gráfico de la figura 1 y que corresponde a un
valor en el instante t_{1}.
En un modo de realización, la función GP se
representa en la forma GP = Pres_{med} + gp(C_{mot},
C_{mar}), en la que la función gp() es una función predeterminada
de los valores C_{mot} y C_{mar} de predicción de caudal de aire
en el motor y de caudal de aire en la mariposa generados mediante el
módulo 9 de cálculo. En un modo de realización, la función gp() se
representa mediante:
gp=\Delta
t\times\frac{dP_{col}}{dt}=\Delta t\times
r\times\frac{T_{col}}{V_{col}}\times
(C_{mar}-C_{mot})
en la que r es un coeficiente
multiplicador, T_{col} y V_{col} son las condiciones de
temperatura y de volumen en el colector e \Deltat es el tiempo de
integración o de
modelización.
El valor de salida del módulo 10 de cálculo
representa la predicción del valor de la presión en el colector en
el momento t_{3} (figura 1), de modo que este valor, transmitido
al resto (no representado) del ordenador de inyección, permita el
cálculo mejorado de la masa de aire de inyección para cada cilindro
del motor.
La invención permite asegurar una mejor dinámica
en los modelos de la técnica anterior, en particular, porque no hay
compromiso a establecer con la estabilidad del modelo, que se
obtiene merced a la naturaleza lineal de la función rectificada
f_{rect}.
La invención permite realizar una puesta a punto
del ordenador de inyección facilitada gracias a la estabilidad del
modelo cualquiera que sea la carga (presión en el colector).
La invención permite reducir, en relación con las
soluciones de la técnica anterior, el desfase del modelo de colector
con la realidad física medida, lo que asegura una mejor pertinencia
de la predicción de la presión en el colector en el momento
t_{3}.
Por último, se mejora la precisión de la
predicción de la presión y, por tanto, de la inyección con cargas
elevadas. La invención permite la utilización de parámetros de
regulación que corresponden a magnitudes físicas del motor térmico
que son medibles o calculables y comunes con otros cálculos
efectuados por el ordenador de inyección, mientras que en los
ordenadores de inyección del estado de la técnica parámetros
específicos y no físicos obtenidos de un útil de optimización tenían
en cuenta las exigencias de estabilidad de las soluciones
antiguas.
Claims (8)
1. Procedimiento de cálculo de la masa de aire
admitida en un cilindro de motor de combustión interna a fin de
determinar la cantidad de carburante que tiene que ser inyectada en
dicho cilindro, siendo dicho motor del tipo que comprende un
ordenador de inyección que pilota el funcionamiento de los
inyectores de carburante a partir de los valores proporcionados por
un sensor de presión dispuesto en el colector de admisión que
conduce el aire a los diferentes cilindros, calculándose la masa de
aire admitida a partir de la presión P_{col} en el colector,
caracterizado porque, en cada iteración, consiste en:
- medir o estimar parámetros (alfa_{mar}, N,
T_{col}, P_{arriba}, Pres_{med}) descriptivos del
funcionamiento real del motor en el instante de cálculo; y
después,
- calcular un modelo de comportamiento del
colector de modo que se obtenga el caudal (C_{mar}) de aire en la
mariposa de admisión y el caudal (C_{mot}) de aire en la
aspiración del motor, en el momento del cálculo; y después,
- deducir de ello una predicción (Pres_{prev})
de la presión en el colector, en el instante de cierre de la válvula
de admisión,
de modo que sea posible el cálculo
predictivo de la masa de aire introducida en el cilindro en el
instante (t_{3}) de cierre de la válvula de admisión asociada con
el
cilindro.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque consiste en realizar, durante el ciclo
i, la predicción de valores de caudales de aire en el motor
(C_{mot}) y en la mariposa (C_{mar}) sobre la base de una
variable (X_{i}) de estado representativa de la relación entre la
presión (P_{col}) en el colector y la presión (P_{arriba}) aguas
arriba del colector deducida de un modelo de funcionamiento del
colector, de la forma:
X_{i}=X_{i-1}+\frac{1}{1+\tau_{i}}\times\left[K_{i}\times
f_{bsv}(X_{i})-X_{i-1}+
\frac{P_{0i}}{P_{arriba}}\right]
en el
que:
\tau_{i} es una función del régimen N del
motor, de la geometría del colector y de los cilindros, del
rendimiento volumétrico remp del motor y de la recurrencia
del cálculo de la inyección;
K_{i} es una función del régimen N del motor,
del rendimiento volumétrico remp y de la geometría del motor,
de la temperatura del colector y de la sección de la mariposa,
y,
f_{bsv} es una función predefinida
mediante un generador de función para determinar el coeficiente de
caudal en la mariposa.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque consiste en utilizar la función
f_{bsv} para definir el coeficiente de caudal en la
mariposa, representada gráficamente, en función de la variable
X_{i} de estado, por una primera sección horizontal para los
valores bajos de X_{i}, por una tercera sección sensiblemente
vertical para los valores más elevados de X_{i} y por una segunda
sección monótona decreciente para los valores intermedios de
X_{i}.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque consiste en utilizar el valor de la
variable (X_{i-1}) de estado determinada en el
ciclo precedente para generar una función rectificada
f_{rect} que defina el coeficiente de caudal en la mariposa
de admisión de manera aproximada, determinando la pendiente
(pend) y la ordenada (Y_{0}) en el origen de un segmento
que aproxime la curva representativa de la función real
f_{bsv}, de modo que se pueda determinar el valor de la
variable (X_{i}) de estado por medio de la relación:
X_{i}=\frac{1}{1+\tau_{i}-K_{i}\times
pend}\times\left[\tau_{i}\times X_{i-1}+K_{i}\times
Y_{0}+\frac{P_{0}}{P_{arriba}}\right]
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque consiste en buscar para la función real
f_{bsv} el valor verdadero de la variable (X_{i\ verd})
de estado que corresponda al valor X_{i} calculado mediante la
función rectificada f_{rect}, de acuerdo con la relación
que haga corresponder el punto (X_{i}, f_{rect}
(X_{i})) con el punto (X_{i\ verd},
f_{bsv} (X_{i\ verd})).
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque el modelo de colector se carga con los
parámetros descriptivos del funcionamiento del motor,
respectivamente:
- el ángulo alfa_{mar} de apertura de la
mariposa de admisión, medido mediante un sensor (1) de ángulo de
mariposa;
- el régimen N del motor, o velocidad de rotación
del motor, medida mediante un sensor (2) de velocidad o de régimen
del motor;
- la temperatura T_{col} del aire en el
colector, medida mediante un sensor (3) de temperatura dispuesto en
el colector de aire;
- la presión P_{arriba} de aire aguas arriba de
la mariposa, medida mediante un sensor (5) de presión o
estimada;
- la presión (Pres_{med}) medida en el
colector, mediante un sensor (6) de presión.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende,
también, una etapa de predicción de la masa de aire deducida de la
predicción de la presión en el colector.
8. Ordenador de inyección, que pone en práctica
el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, para
pilotar el funcionamiento de un motor de combustión interna que
comprenda, al menos, un cilindro y un inyector de carburante,
caracterizado porque comprende:
- un módulo (7) que ejecute un modelo de colector
en el cilindro considerado que genere una variable (X_{i}) de
estado representativa de la relación entre la presión P_{col} en
el colector modelizada y la presión aguas arriba en el momento del
cálculo,
- un módulo (8) de corrección de dicha variable
(X_{i}) de estado, cuya corrección se deduzca de una relación
entre la función rectificada (f_{rect}) y la función real
(f_{bsv}) del coeficiente de caudal en la mariposa de
admisión;
- un módulo (9) de cálculo de los caudales de
aire en la admisión (C_{mar}) y en el colector (C_{mot}) para el
cilindro considerado;
- un módulo (10) de predicción del valor
(Pres_{prev}) de la presión en el colector en el momento del
cierre de la válvula de admisión del cilindro considerado.
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