ES2263367B1 - ELECTRONIC CONTROL UNIT FOR CONTROLLING THE OPERATION OF A TRANSFORMED DIESEL ENGINE FOR LIQUID NATURAL GAS. - Google Patents

ELECTRONIC CONTROL UNIT FOR CONTROLLING THE OPERATION OF A TRANSFORMED DIESEL ENGINE FOR LIQUID NATURAL GAS. Download PDF

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Abstract

Centralita electrónica para el control del funcionamiento de un motor diesel transformado para gas natural licuado. La centralita está conectada a sensores que le proporcionan información, emitiendo señales de accionamiento, e interpretando las señales del pedal del acelerador y las del tacógrafo. Característicamente la centralita está conectada mediante una línea CAN a módulos correspondientes al encendido, a la mariposa de regulación, a los sensores que proporcionan datos, y a la seguridad del motor, cuyos módulos también están conectados entre sí mediante la línea CAN. La indicada centralita puede estar comunicada con un ordenador donde se introducirán los parámetros, obteniendo sus valores instantáneos, y donde se almacenarán los datos anteriores.Electronic control unit for the control of the operation of a transformed diesel engine for liquefied natural gas. The control unit is connected to sensors that provide information, emitting drive signals, and interpreting the accelerator pedal and tachograph signals. Characteristically, the control unit is connected via a CAN line to modules corresponding to the ignition, to the throttle, to the sensors that provide data, and to the safety of the motor, whose modules are also connected to each other through the CAN line. The indicated control unit can be communicated with a computer where the parameters will be entered, obtaining their instantaneous values, and where the previous data will be stored.

Description

Centralita electrónica para el control del funcionamiento de un motor diesel transformado para gas natural licuado.Electronic control unit for the control of operation of a diesel engine transformed for natural gas smoothie.

Objeto de la invenciónObject of the invention

Centralita electrónica para el control del funcionamiento de un motor diesel transformado para gas natural licuado.Electronic control unit for the control of operation of a diesel engine transformed for natural gas smoothie.

Campo y antecedentes de la invenciónField and background of the invention

Son conocidos algunos sistemas para la transformación de motores diesel en motores que funcionan con gas natural licuado, en los cuales para el suministro del gas se utilizan dos válvulas, una principal y una para el ralentí, y para el control del encendido se utiliza un encoder de 60 pulsos por vuel-
ta.Some systems are known for the transformation of diesel engines into engines that run on liquefied natural gas, in which two valves, one main and one for idling, are used for gas supply, and an encoder is used for ignition control. 60 pulses per revolution
ta.

La propia solicitante de la presente invención llevó a cabo unos perfeccionamientos en dichos medios de transformación que fueron objeto de la patente de invención nº 200401095, siendo característico de dichos perfeccionamientos el hecho de que el control del funcionamiento del motor se consigue mediante una centralita electrónica autoadaptativa a la que se conecta un conjunto de elementos electromecánicos interconectados, tales como sensores que le proporcionan información, emitiendo señales de accionamiento e interpretando las señales del pedal del acelerador y las del tacógrafo.The applicant of the present invention itself carried out some improvements in these means of transformation that were the subject of the invention patent no. 200401095, being characteristic of such improvements the fact that control of engine operation is achieved by means of a self-adaptive electronic switchboard to which connect a set of interconnected electromechanical elements, such as sensors that provide information, emitting drive signals and interpreting the pedal signals of the Accelerator and tachograph.

Sumario de la invenciónSummary of the invention

Es objeto de esta invención el desarrollo y realización de una centralita electrónica para el control del funcionamiento de un motor diesel transformado para gas natural licuado, aplicable principalmente a los medios de transformación objeto de la indicada patente nº 200401095, consiguiendo una simplificación de la estructura general de dichos medios y desarrollando una arquitectura del sistema electrónico de control altamente eficaz y realizado de forma modular, estando todos los módulos conectados entre sí mediante una línea CAN, correspondiendo dichos módulos al encendido, a la mariposa de regulación, a los sensores que proporcionan datos, y a la seguridad del
motor.The object of this invention is the development and realization of an electronic control unit for the control of the operation of a transformed diesel engine for liquefied natural gas, mainly applicable to the transformation means object of the aforementioned patent No. 200401095, achieving a simplification of the general structure of said means and developing a highly efficient electronic control system architecture and implemented in a modular way, all modules being connected to each other by a CAN line, said modules corresponding to the ignition, the throttle, the sensors that provide data , and the safety of
engine.

Cada módulo procesa e interpreta la información de sus sensores y/o actuadores y lanza información codificada digital a la línea CAN para que sea usada por otros módulos.Each module processes and interprets the information of its sensors and / or actuators and launches encrypted information digital to the CAN line to be used by other modules.

Estas y otras características se desprenderán mejor de la descripción detallada que sigue, para facilitar la cual se acompaña de dos láminas de dibujos en las que se ha representado un caso práctico de realización que se cita solamente a título de ejemplo no limitativo del alcance de la presente invención.These and other features will come off better than the detailed description that follows, to facilitate which It is accompanied by two sheets of drawings in which it has been represented a case study that is cited only by way of non-limiting example of the scope of the present invention.

Descripción de los dibujosDescription of the drawings

En los dibujos:In the drawings:

La figura 1 corresponde al esquema de la estructura general de los medios de transformación, yFigure 1 corresponds to the scheme of the general structure of the means of transformation, and

la figura 2 corresponde al esquema modular por bloques de la arquitectura del sistema electrónico de control.Figure 2 corresponds to the modular scheme by Architecture blocks of the electronic control system.

Descripción de una realización preferenteDescription of a preferred embodiment

La estructura general de los medios de transformación de un motor diesel a gas natural licuado, según figura 1, comprende un compresor (1) en la entrada de aire (A) y una turbina (2) en la línea de los gases de escape (E), seguida de una sonda \lambda (3) y de una sonda de temperatura (4). En el bloque del motor (M) se incorpora un sensor de detonación (5), un sensor (6) de velocidad de rotación del motor y de posición referencial (encoder) con referencia posicional (7) del motor, y un sensor (8) de temperatura del agua de refrigeración del motor.The general structure of the means of transformation of a diesel engine to liquefied natural gas, according to Figure 1, comprises a compressor (1) in the air inlet (A) and a turbine (2) in the exhaust line (E), followed by a λ probe (3) and a temperature probe (4). At engine block (M) a knock sensor (5) is incorporated, a sensor (6) motor rotation speed and position reference (encoder) with positional reference (7) of the motor, and a engine cooling water temperature sensor (8).

El aire a la salida del compresor (1) pasa por un intercooler (9) y luego recibe el gas (G) a través de una válvula proporcional (10).The air at the outlet of the compressor (1) passes through an intercooler (9) and then receives the gas (G) through a proportional valve (10).

La mezcla aire-gas llega a la válvula de mariposa motorizada (11) de carga del motor y pasa luego por un sensor (12) de presión de la admisión y por un sensor (13) de temperatura antes de llegar al motor (M), el cual presenta un sensor (14) de la temperatura del aceite.The air-gas mixture reaches the motorized butterfly valve (11) of engine load and then passes by an intake pressure sensor (12) and by a sensor (13) of temperature before reaching the motor (M), which has a oil temperature sensor (14).

El esquema modular por bloques del sistema electrónico del control, según figura 2, comprende el módulo-centralita (15) instalado en la cabina del vehículo con las siguientes funciones: contiene el programa principal de gestión del motor; interpreta la posición del pedal (P) del acelerador y por tanto las necesidades de potencia del conductor del vehículo; e interpreta la señal del tacógrafo (T) acorde con la velocidad del vehículo (ésta no debe ser superior a la máxima legalmente autorizada según el vehículo).The modular block scheme of the system electronic control, according to figure 2, comprises the switchboard module (15) installed in the cab of the vehicle with the following functions: contains the program main engine management; interpret pedal position (P) of the accelerator and therefore the power needs of the vehicle driver; and interprets the signal from the tachograph (T) according to the speed of the vehicle (it must not exceed the maximum legally authorized according to the vehicle).

Esta centralita (15) puede comunicarse con un ordenador (O) al objeto de: introducir actualizaciones del programa principal en lo referente a los parámetros; leer datos del funcionamiento del sistema obteniendo los valores instantáneos de todos los parámetros; y almacenar los datos anteriores.This switchboard (15) can communicate with a computer (O) in order to: introduce program updates principal in relation to the parameters; read data from system operation obtaining the instantaneous values of all parameters; and store the previous data.

El módulo (16) corresponde al encendido y tiene las siguientes funciones: control (17) para la generación de la chispa en las bujías según el orden de encendido establecido en los seis cilindros; control de la válvula proporcional (10) de aportación de gas; control (18) (opcional) de las secuencias de los inyectores para la aportación de gas. Este módulo (16) se nutre de la información procedente del encoder (6, 7) accionado por el propio motor y que suministra señal frecuencial de velocidad y de posición del pistón del primer cilindro.The module (16) corresponds to the ignition and has The following functions: control (17) for the generation of the spark in the spark plugs in the order of ignition established in the six cylinders; proportional valve control (10) of gas supply; control (18) (optional) of the sequences of the injectors for the contribution of gas. This module (16) is nurtured of the information from the encoder (6, 7) operated by the own motor and that supplies frequency signal of speed and of piston position of the first cylinder.

El módulo (19) corresponde a la válvula de mariposa (11) con la función de control de dicha válvula motorizada y de carga de la mezcla al motor. También se puede controlar una válvula de mariposa motorizada secundaria (20) (opcional) para el control de la presión de soplado del turbo compresor.The module (19) corresponds to the valve throttle (11) with the control function of said motorized valve and loading the mixture into the engine. You can also control a secondary motorized butterfly valve (20) (optional) for the control of the blowing pressure of the turbo compressor.

El módulo (21) corresponde a los sensores de los que se adquieren los datos y tiene las siguientes funciones: recoger información de la mayoría de sensores analógicos y digitales del motor (3, 12, 13 y 8) y acondicionar dichas señales y procesarlas.The module (21) corresponds to the sensors of the  The data is acquired and has the following functions: collect information from most analog sensors and engine digital (3, 12, 13 and 8) and condition these signals and process them

El módulo (22) corresponde a la seguridad del motor y tiene las siguientes funciones: interpretar y procesar la información procedente del sensor piezoeléctrico (5), del sensor (4), y del sensor (14). Con ello se pueden efectuar correcciones a nivel del avance de encendido, y de presión máxima del colector de admisión para proteger el motor contra un exceso de carga térmica y mecánica.The module (22) corresponds to the safety of the engine and has the following functions: interpret and process the information from the piezoelectric sensor (5), from the sensor (4), and of the sensor (14). With this, corrections can be made to ignition advance level, and maximum manifold pressure intake to protect the engine against excessive thermal load and mechanics.

La invención, dentro de su esencialidad, puede ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran solo en detalle de la indicada únicamente a título de ejemplo, a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba. Podrá, pues, realizarse esta centralita electrónica para el control del funcionamiento de un motor diesel transformado para gas natural licuado, con los componentes y accesorios más adecuados, pudiendo los elementos componentes ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes, por quedar todo ello comprendido dentro del espíritu de las reivindicaciones.The invention, within its essentiality, can be put into practice in other embodiments that differ only in detail from that indicated solely by way of example, which will also achieve the protection that collect. It will be possible, then, to make this electronic switchboard to the control of the operation of a transformed diesel engine for liquefied natural gas, with the most components and accessories suitable, being able to replace the component elements with other technically equivalent, for all that is understood within the spirit of the claims.

Claims (7)

1. Centralita electrónica para el control del funcionamiento de un motor diesel transformado para gas natural licuado, la cual está conectada a sensores que le proporcionan información, emitiendo señales de accionamiento, e interpretando las señales del pedal del acelerador y las del tacógrafo, caracterizada porque está conectada mediante una línea CAN a módulos correspondientes al encendido, a la mariposa de regulación, a los sensores que proporcionan datos, y a la seguridad del motor, cuyos módulos también están conectados entre sí mediante la línea CAN.1. Electronic control unit for the control of the operation of a transformed diesel engine for liquefied natural gas, which is connected to sensors that provide information, emitting drive signals, and interpreting the accelerator pedal and tachograph signals, characterized in that it is connected via a CAN line to modules corresponding to the ignition, to the throttle, to the sensors that provide data, and to the motor safety, whose modules are also connected to each other through the CAN line. 2. Centralita según la reivindicación 1, caracterizada porque el módulo de encendido controla la válvula proporcional de aportación de gas y está relacionado con el encoder de pulsos accionado por el propio motor controlando el accionamiento de los cilindros.2. Control unit according to claim 1, characterized in that the ignition module controls the proportional gas supply valve and is related to the pulse encoder operated by the motor itself controlling the actuation of the cylinders. 3. Centralita según la reivindicación 1, caracterizada porque el módulo de encendido controla la secuencia de los inyectores que aportan el gas.3. Control unit according to claim 1, characterized in that the ignition module controls the sequence of the injectors that supply the gas. 4. Centralita según la reivindicación 1, caracterizada porque el módulo que controla la válvula de mariposa motorizada de carga del motor, comprende, además, una válvula de mariposa motorizada secundaria para el control de la presión de soplado del turbo compresor.4. The control unit according to claim 1, characterized in that the module that controls the motorized motorized butterfly throttle valve further comprises a secondary motorized butterfly valve for controlling the blowing pressure of the turbo compressor. 5. Centralita, según la reivindicación 1, caracterizada porque el módulo de sensores controla la temperatura del motor, la temperatura de la mezcla en el colector de admisión, la presión de la mezcla en dicho colector, y la sonda \lambda en los gases de escape.5. Control unit according to claim 1, characterized in that the sensor module controls the engine temperature, the temperature of the mixture in the intake manifold, the pressure of the mixture in said manifold, and the probe λ in the gasses of escape. 6. Centralita, según la reivindicación 1, caracterizada porque el módulo de seguridad del motor comprende un sensor de la detonación, al menos un sensor de temperatura de los gases de escape, y un sensor de la temperatura del aceite de lubricación, con los que se controla el avance de encendido y la presión máxima del colector de admisión.6. The control unit according to claim 1, characterized in that the engine safety module comprises a knock sensor, at least one exhaust gas temperature sensor, and a lubrication oil temperature sensor, with which the ignition advance and the maximum intake manifold pressure are controlled. 7. Centralita, según la reivindicación 1, caracterizada porque está comunicada con un ordenador donde se introducen los parámetros, obteniendo sus valores instantáneos, y donde se almacenarán los datos anteriores.7. Control unit according to claim 1, characterized in that it is communicated with a computer where the parameters are entered, obtaining their instantaneous values, and where the above data will be stored.
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