ES2263340A1 - Dispositivo de control de potencia de motor. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de control de potencia de motor.
Problema a resolver: Se proporcionará un
dispositivo de control de potencia de motor capaz de obtener
suficiente rendimiento de avance incluso cuando la válvula de
control de escape haya llegado a ser normalmente inoperativa.
Solución: Una ECU de motor 15 incluye un mapa de tiempo fundamental
de encendido 151, un mapa de cantidad fundamental de inyección de
combustible 152, una unidad de determinación de ángulo deseado de
válvula de gases 153 para determinar un ángulo deseado de válvula de
gases \thetaex-t de la válvula de control de
escape 11, una unidad de diagnóstico de válvula de control de escape
154 para diagnosticar la válvula de control de escape 11, un mapa de
tiempo de encendido a usar durante la anomalía 155 para determinar
el tiempo fundamental de encendido \thetaig cuando la válvula de
control de escape 11 ha sido diagnosticada como anormal, y una tabla
de disminución de inyección de combustible anormal 156 para
determinar una relación de disminución Rex de la inyección de
combustible cuando la válvula de control de escape 11 ha sido
diagnosticada como anormal. La unidad de accionamiento de válvula
de control de escape 14 suministra corriente de excitación lex al
accionador 12 de tal manera que el ángulo deseado de válvula de
gases \thetaex-t
notificado por la ECU de motor 15 coincida con
el ángulo real de válvula de gases \thetaex.
Description
Dispositivo de control de potencia de motor.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de control de potencia de motor, y más en particular a
un dispositivo de control de potencia de motor equipado con una
función de control de escape que controla un pulso de escape
disponiendo a mitad de camino en un sistema de escape de aire del
motor medios tal como una válvula para cambiar un área en sección
transversal de gases de escape.
En la Patente japonesa publicada número
1-313
621 o 2002-138828, se describe una técnica para mejorar la potencia del motor reduciendo la resistencia dentro de un paso de escape en un área a alta velocidad de un motor y utilizar un efecto de pulsación, o disponer una válvula de control de escape para hacer variable el área en sección transversal de gases de escape dentro del paso de escape para mejorar la arrancabilidad para cambiar dinámicamente su ángulo de la válvula de gases según parámetros de control tal como la velocidad del vehículo y la velocidad del motor.
621 o 2002-138828, se describe una técnica para mejorar la potencia del motor reduciendo la resistencia dentro de un paso de escape en un área a alta velocidad de un motor y utilizar un efecto de pulsación, o disponer una válvula de control de escape para hacer variable el área en sección transversal de gases de escape dentro del paso de escape para mejorar la arrancabilidad para cambiar dinámicamente su ángulo de la válvula de gases según parámetros de control tal como la velocidad del vehículo y la velocidad del motor.
Suponiendo que la válvula de control de escape
antes descrita esté funcionando normalmente, el tiempo fundamental
de encendido y la cantidad fundamental de inyección de combustible
en un vehículo provisto de la válvula de control de escape antes
descrita se determinan con un ángulo de la válvula de gases, la
velocidad del motor, la velocidad del vehículo o análogos como
parámetros. Así, el tiempo de encendido real y la cantidad de
inyección de combustible se determinan multiplicando el tiempo
fundamental de encendido y la cantidad fundamental de inyección de
combustible por varios factores de corrección. Por lo tanto, puesto
que cuando la válvula de control de escape resulta normalmente
inoperativa por una u otra razón, el tiempo fundamental de
encendido o la cantidad fundamental de inyección se desvía del valor
óptimo, es posible que surjan problemas tal como el deterioro del
rendimiento del motor y un menor ahorro de combustible.
Un objeto de la presente invención es resolver
los problemas antes descritos de la técnica convencional, y
proporcionar un dispositivo de control de potencia de motor capaz de
obtener suficiente rendimiento de avance incluso cuando la válvula
de control de escape ha llegado a ser normalmente inoperativa.
Para lograr el objeto antes descrito, según la
presente invención, se ha previsto un dispositivo de control de
potencia para un motor en el que a mitad de camino en un paso de
escape para guiar gases de escape de un motor, se ha dispuesto una
válvula de control de escape para hacer variable su área en sección
transversal de gases de escape, caracterizado por incluir medios de
diagnóstico para diagnosticar si la válvula de control de escape
está operando normalmente o no, y medios limitadores de potencia
para disminuir la potencia del motor cuando se diagnostica como
anormal la operación de la válvula de control de escape.
Según las características antes descritas,
puesto que cuando la válvula de control de escape resulta
normalmente inoperativa, se lleva a cabo control para disminuir la
potencia del motor, incluso cuando la válvula de control de escape
está operando de tal manera que el área en sección transversal de
gases de escape resulte más pequeña que un punto establecido, se
puede asegurar un rendimiento suficiente del motor y el consumo de
combustible se puede reducir al mínimo.
La figura 1 es un diagrama de bloques que
representa la estructura de una parte principal de un dispositivo de
control de potencia de motor según la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de flujo que
representa una operación de control de potencia del motor.
La figura 3 es una vista que representa la
relación entre el tiempo fundamental de encendido y el tiempo del
encendido durante la anomalía.
Y la figura 4 es una vista que representa un
ejemplo de una tabla de relación de disminución de inyección.
10: Sistema de escape, 11: Válvula de control de
escape, 12: Accionador, 13: Sensor de ángulo de la válvula de gases,
14: Unidad de accionamiento de válvula de control de escape, 15: ECU
de motor, 21: Sensor de velocidad del motor, 22: Sensor de ángulo de
la válvula de gases, 23: Sensor de velocidad del vehículo.
A continuación, con referencia a los dibujos, se
describirá con detalle una realización preferida de la presente
invención. La figura 1 es un diagrama de bloques que representa la
estructura de una parte principal de un dispositivo de control de
potencia de motor según la presente invención, y entre un motor
dentro de un paso de escape 10 y un silenciador se ha montado una
válvula de control de escape 11. La válvula de control de escape 11
controla de forma variable el área en sección transversal de gases
de escape haciéndose girar por un accionador 12 de manera que sea
movida por una unidad de accionamiento de válvula de control de
escape 14. Un ángulo de la válvula de gases \thetaex de la válvula
de control de escape 11 se detecta por un sensor de ángulo de la
válvula de gases 13, y esta información se envía a la unidad de
accionamiento de válvula de control de escape 14.
Una ECU de motor 15 incluye: un mapa de tiempo
fundamental de encendido 151 para determinar el tiempo fundamental
de encendido \thetaig (\thetaig1) en base a parámetros de
control como la velocidad del motor Ne detectada por un sensor de
velocidad del motor 21, un ángulo de la válvula de gases \thetath
obtenido mediante detección con un sensor de ángulo de la válvula de
gases 22 y la velocidad del vehículo Vs obtenida mediante detección
con un sensor de velocidad del vehículo 23; un mapa de cantidad
fundamental de inyección de combustible 152 para determinar la
cantidad fundamental de inyección Tout de combustible en base a los
parámetros de control; y una unidad de determinación de ángulo
deseado de válvula de gases 153 para determinar un ángulo deseado de
válvula de gases \thetaex-t de la válvula de
control de escape 11 en base a los parámetros de control.
La ECU de motor 15 incluye además: una unidad de
diagnóstico de válvula de control de escape 154 para diagnosticar
anomalía de ángulo de la válvula de gases o anomalía operativa de la
válvula de control de escape 11; un mapa de tiempo de encendido a
usar durante la anomalía 155 para determinar el tiempo fundamental
de encendido \thetaig (\thetaig2) cuando la válvula de control
de escape 11 ha sido diagnosticada como anormal; y una tabla de
disminución de inyección a usar durante la anomalía 156 para
determinar una relación de disminución Rex para la inyección de
combustible cuando la válvula de control de escape 11 ha sido
diagnosticada como anormal.
La unidad de accionamiento de válvula de control
de escape 14 suministra corriente de excitación Iex al accionador 12
de tal manera que el ángulo deseado de válvula de gases
\thetaex-t notificado por la ECU de motor 15
coincida con ángulo real de válvula de gases \thetaex a detectar
por el sensor de ángulo de la válvula de gases 13. La unidad de
accionamiento de válvula de control de escape 14 notifica además a
la ECU de motor 15 el ángulo de la válvula de gases \thetaex
obtenido mediante detección con el sensor de ángulo de la válvula de
gases 13.
A continuación, con referencia al diagrama de
flujo de la figura 2, se describirá con detalle una operación de la
presente realización. En el paso S1, se obtienen parámetros de
control como la velocidad del motor Ne, el ángulo de la válvula de
gases \thetath y la velocidad del vehículo Vs que se han obtenido
mediante detección con cada uno de los sensores. En el paso S2, se
obtienen el ángulo de la válvula de gases de control de escape
\thetaex y la corriente de excitación del accionador Iex
notificados por la unidad de accionamiento de válvula de control de
escape 14.
En el paso S3, la unidad de diagnóstico 154
determina un valor de diferencia entre el ángulo deseado de válvula
de gases \thetaex-t determinado por la unidad de
determinación de ángulo deseado de válvula de gases 153 y el de la
unidad de accionamiento de válvula de control de escape 14 ha sido
notificada, y un ángulo real de válvula de gases \thetaex
notificado por la unidad de accionamiento de válvula de control de
escape 14, y este valor de diferencia se compara con un valor de
diferencia de referencia \Delta\thetaex. En este caso, si un valor
absoluto del valor de diferencia excede del valor de diferencia de
referencia \Delta\thetaex, se diagnosticará como anomalía de
ángulo de la válvula de gases y la secuencia pasará al paso S10. Si
el valor absoluto del valor de diferencia no excede del valor de
diferencia de referencia \Delta\thetaex, la secuencia pasará al
paso S4.
En el paso S4, el ángulo real de válvula de
gases \thetaex se compara con un límite superior del ángulo de la
válvula de gases \thetamax y un límite inferior del ángulo de la
válvula de gases \thetamin en la unidad de diagnóstico 154. El
límite superior del ángulo de la válvula de gases \thetamax y el
límite inferior del ángulo de la válvula de gases \thetamin se han
puesto al valor límite superior y al valor límite inferior del
ángulo de la válvula de gases \thetaex respectivamente que pueden
tomarse cuando la válvula de control de escape 11 está operando
normalmente. Por lo tanto, si el ángulo real de válvula de gases
\thetaex excede del límite superior del ángulo de la válvula de
gases \thetamax o cae cerca del límite inferior del ángulo de la
válvula de gases \thetamin, se diagnosticará como anomalía de
ángulo de la válvula de gases, y la secuencia pasará al paso S10. Si
el ángulo de la válvula de gases \thetaex está entre el límite
superior del ángulo de la válvula de gases \thetamax y el límite
inferior del ángulo de la válvula de gases \thetamin, la secuencia
pasará al paso S5.
En el paso S5, la corriente de excitación del
accionador Iex notificada por la unidad de accionamiento de válvula
de control de escape 14 se compara con el valor límite superior Imax
en la unidad de diagnóstico 154. El valor límite superior Imax se ha
establecido con anterioridad a un valor que es capaz de detectar una
corriente de bloqueo que fluye cuando el accionador 12 está
bloqueado, o un valor de una corriente que fluye cuando se aplica al
accionador 12 una carga excesiva. Si una corriente de excitación Iex
excede del valor límite superior Imax, se diagnosticará como
anomalía operativa y la secuencia pasará al paso S10. Si la
corriente de excitación Iex cae cerca del valor límite superior
Imax, la secuencia pasará al paso S6.
En el paso S6, en base a los parámetros de
control tal como la velocidad del motor Ne, el ángulo de la válvula
de gases \thetath y la velocidad del vehículo Vs, se consulta el
mapa de tiempo fundamental de encendido 151 y se determina el tiempo
fundamental de encendido \thetaig. En el paso S7, en base a los
parámetros de control, se consulta el mapa de cantidad fundamental
de inyección de combustible 152 y se determina la cantidad
fundamental de inyección de combustible Tout. En el paso S8, varios
factores de corrección tal como un factor de corrección de
aceleración y un factor de corrección de agua de refrigeración se
multiplican por la cantidad fundamental de inyección de combustible
Tout. En el paso S9, el motor se controla en base al tiempo
fundamental de encendido \thetaig y la cantidad fundamental de
inyección de combustible Tout.
Por otra parte, cuando se diagnostica como
anormal en cualquiera de los pasos S3, S4 y S5, en el paso S10, en
base a los parámetros de control, se consulta el mapa de tiempo de
encendido a usar durante la anomalía 155, y se determina el tiempo
del encendido durante anomalía.
La Figura 3 es una vista que representa la
relación entre tiempo del encendido \thetaig1 a determinar en base
al mapa de tiempo fundamental de encendido 151 y el tiempo del
encendido \thetaig2 a determinar en base al mapa de tiempo de
encendido a usar durante la anomalía 155, y la descripción se
realiza aquí con los parámetros de control limitado a la velocidad
del motor Ne. En la presente realización, cuando la válvula de
control de escape 11 se diagnostica como anormal, el tiempo del
encendido \thetaig se retardará sobre la zona completa de la
velocidad del motor Ne de tal manera que la potencia del motor
resulte menor que en todo momento.
En el paso S11, como en el caso del paso S7, en
base a los parámetros de control, se consulta el mapa de cantidad
fundamental de inyección de combustible 152 y se determina la
cantidad fundamental de inyección de combustible Tout. En el paso
S12, en base a los parámetros de control, se consulta una tabla de
disminución de inyección a usar durante la anomalía 156 y se
determina una relación de disminución de inyección Rex (%) según el
valor del parámetro de control.
La Figura 4 es una vista que representa un
ejemplo de la tabla de disminución de inyección a usar durante la
anomalía 156, y la descripción se hace aquí con los parámetros de
control limitados a la velocidad del motor Ne. En la presente
realización, cuando la válvula de control de escape 11 se
diagnostica como anormal, las relaciones de disminución Rex
sensibles a la velocidad del motor Ne se ponen gradualmente de tal
manera que la potencia del motor resulte menor que en todo
momento.
En el paso S13, se visualiza en un panel de
instrumentos (no representado) un mensaje al efecto de que la
válvula de control de escape 11 es anormal. En el paso S14, el motor
se controla en base al tiempo del encendido \thetaig2, la cantidad
fundamental de inyección de combustible Tout y las relaciones de
disminución Rex que han sido determinados de tal manera que la
salida del motor resulte menor que en todo momento.
Según la presente invención, puesto que cuando
la válvula de control de escape resulta normalmente inoperativa, al
menos uno del tiempo del encendido y la cantidad de inyección de
combustible se controla de tal manera que la potencia del motor
resulte más baja, incluso cuando la válvula de control de escape
opera de tal manera que el área en sección transversal de gases de
escape se reduzca en comparación con el punto establecido, se puede
garantizar un rendimiento suficiente del motor y el consumo de
combustible se puede reducir al mínimo.
Claims (5)
1. Un dispositivo de control de potencia para un
motor en el que a mitad de camino en un paso de escape para guiar
gases de escape de un motor, se ha dispuesto una válvula de control
de escape para hacer variable su área en sección transversal de
gases de escape, caracterizado por incluir:
medios de diagnóstico para diagnosticar si dicha
válvula de control de escape está operando normalmente o no; y
medios limitadores de potencia para disminuir la
potencia del motor cuando se diagnostica como anormal la operación
de dicha válvula de control de escape.
2. El dispositivo de control de potencia de
motor según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos
medios limitadores de potencia controlan al menos uno del tiempo de
encendido y la cantidad de inyección de combustible para disminuir
la potencia del motor.
3. El dispositivo de control de potencia de
motor según la reivindicación 2, caracterizado porque dichos
medios limitadores de potencia retardan el tiempo del encendido en
comparación con el tiempo fundamental de encendido.
4. El dispositivo de control de potencia de
motor según la reivindicación 2, caracterizado porque dichos
medios limitadores de potencia disminuyen el número de veces que se
inyecta combustible.
5. El dispositivo de control de potencia de
motor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado por incluir medios para visualizar, cuando se
diagnostica como anormal la operación de dicha válvula de control de
escape, un mensaje a tal efecto.
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