ES2267359A1 - Dispositivo de control de velocidad de marcha en vacio. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de control de velocidad de marcha en vacío. Problema: Ejecutar suavemente una transición desde un estado de marcha en vacío, donde la velocidad del motor es controlada en realimentación, a un estado no de marcha en vacío donde se emplea control en bucle abierto. Medios de solución: Se incluyen medios (55) para determinar si el motor 1 está en un estado de marcha en vacío o un estado no de marcha en vacío, medios de control de realimentación (56) para controlar una válvula de control de marcha en vacío 7 de manera que la velocidad de rotación del motor Ne coincida con un valor deseado ne en el estado de marcha en vacío, medios de mantenimiento de cantidad de abertura de válvula (58) para, al pasar del estado de marcha en vacío a un estado no de marcha en vacío, mantener la válvula de control de marcha en vacío 7 a la cantidad de abertura al tiempo del control de realimentación hasta que la cantidad de abertura del acelerador llega a una cantidad de abertura de referencia {ze}ref2, y medios de control en bucle abierto (57) para controlar la válvula de control de marcha en vacío 7 a la cantidad deseada de abertura de válvula {ze}abierta si la cantidad de abertura del acelerador llega a la cantidad de abertura de referencia {ze}ref2 en el estado no de marcha en vacío.
Description
Dispositivo de control de velocidad de marcha en
vacío.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de control de velocidad de marcha en vacío para
controlar la velocidad de rotación del motor a un valor deseado en
un estado de marcha en vacío, y en particular a un dispositivo de
control de velocidad de marcha en vacío donde el control de
realimentación se selecciona en un estado de marcha en vacío y el
control en bucle abierto se selecciona en un estado no de marcha en
vacío.
Un dispositivo de control de velocidad de marcha
en vacío provisto de un paso de derivación para poner en
derivación una válvula de acelerador conectada a un tubo de entrada
y una válvula de control de marcha en vacío (válvula de control de
aire en marcha en vacío IACV) para controlar la cantidad de
abertura del paso de derivación, para regular la IACV en base a
parámetros del motor tales como la temperatura del agua
refrigerante del motor y la velocidad de rotación del motor, para
controlar la velocidad de rotación del motor a un valor deseado en
un estado de marcha en vacío, se describe en el documento de
patente 1 y el documento de patente 2.
En el documento de patente 2, para controlar la
cantidad de abertura de la IACV a un valor apropiado, se adopta
control de realimentación en un estado de marcha en vacío y se
adopta control en bucle abierto en un estado no de marcha en vacío.
Además, al pasar de un estado de marcha en vacío a un estado no de
marcha en vacío, para mitigar el fenómeno de soplo del motor
producido por la repentina reducción de la cantidad de aire de
admisión, como se representa en la figura 6, se describe tecnología
para producir una reducción gradual de la cantidad de aire de
admisión.
Documento de patente 1: Solicitud de Patente
japonesa número 2000-45835.
Documento de patente 2: Solicitud de Patente
japonesa número 2002-106387.
El hecho de que ha habido un cambio de un estado
de marcha en vacío a un estado no de marcha en vacío, como también
se representa en la figura 6, se determina a menudo en base a si la
cantidad de abertura del acelerador \thetath supera una cantidad
de abertura de referencia \thetaref, y esta cantidad de abertura
de referencia \thetaref se establece a una cantidad de abertura
sumamente baja. Por consiguiente, inmediatamente después de pasar
de un estado de marcha en vacío a un estado no de marcha en vacío,
se reduce la cantidad de aire de admisión suministrado mediante la
válvula de acelerador, y la proporción de aire de admisión a
través del paso de derivación de toda la cantidad de aire de
admisión es grande. Como resultado, si la diferencia entre la
cantidad de aire de admisión calculada en el control de
realimentación y la cantidad de aire de admisión calculada en el
control en bucle abierto es grande, hay una posibilidad de que la
transición de un estado de marcha en vacío, donde la velocidad del
motor es controlada en realimentación, a un estado no de marcha en
vacío, donde la velocidad del motor es controlada en bucle abierto,
no se realice suavemente, aunque la reducción de velocidad de la
cantidad de aire de admisión sea gradual al tiempo de la
transición.
El objeto de la presente invención es resolver
los problemas antes descritos de la técnica relacionada, y
proporcionar un dispositivo de control de velocidad de marcha en
vacío que puede ejecutar suavemente una transición de un estado
inactivo, donde la velocidad del motor es controlada en
realimentación, a un estado no de marcha en vacío, donde se emplea
control en bucle abierto.
Para lograr el objeto antes descrito, la
presente invención se refiere a un dispositivo de control de
velocidad de marcha en vacío, para controlar la velocidad
rotacional de un motor en un estado de marcha en vacío a un valor
deseado, incluyendo un paso de derivación para poner en derivación
una válvula de acelerador, una válvula de control de marcha en
vacío dispuesta en el paso de derivación, un sensor de cantidad de
abertura del acelerador para detectar la cantidad de abertura del
acelerador, y medios de control para controlar la cantidad de
abertura de la válvula de control de marcha en vacío, en el que los
medios de control están provistos de los medios siguientes:
(1) medios para determinar si el motor está en
un estado de marcha en vacío o un estado no de marcha en vacío,
(2) medios para obtener una velocidad deseada
para la velocidad rotacional del motor en el estado de marcha en
vacío,
(3) medios para obtener una cantidad deseada de
abertura de válvula para la válvula de control de marcha en vacío
en el estado no de marcha en vacío,
(4) medios de control de realimentación para
controlar la válvula de control de marcha en vacío de manera que la
velocidad de rotación del motor coincida con el valor deseado en el
estado de marcha en vacío,
(5) medios de mantenimiento de cantidad de
abertura de válvula para, al pasar del estado de marcha en vacío a
un estado no de marcha en vacío, mantener la válvula de control de
marcha en vacío a la cantidad de abertura al tiempo del control de
realimentación hasta que la cantidad de abertura del acelerador
llega a una cantidad de abertura de referencia especificada
(\thetaref2), y
(6) medios de control en bucle abierto para
controlar la válvula de control de marcha en vacío a la cantidad
deseada de abertura de válvula si la cantidad de abertura del
acelerador llega a la cantidad de abertura de referencia
especificada (\thetaref2) en el estado no de marcha en vacío.
Según la presente invención, la cantidad de
abertura del acelerador \thetath llega a una cantidad de abertura
de referencia (\thetaref2) y la cantidad de aire de admisión
mediante la válvula de acelerador se incrementa, y como resultado,
la proporción de aire de admisión de la cantidad total de aire de
admisión a través del paso de derivación resulta pequeña, y no hay
transición a control en bucle abierto a no ser que la variación de
la cantidad de aire de admisión a través del paso de derivación ya
no tenga ningún efecto sustancial en la velocidad del motor. Por lo
tanto, aunque hay una diferencia grande entre la cantidad de aire
de admisión calculada en el control de realimentación y la cantidad
de aire de admisión calculada en el control en bucle abierto, es
posible cambiar suavemente del control de realimentación al control
en bucle abierto.
La figura 1 es un diagrama de bloques que
representa la estructura principal de un vehículo en el que se ha
montado el dispositivo de control de velocidad de marcha en vacío
de la presente invención.
La figura 2 muestra un ejemplo de una tabla de
la temperatura del agua refrigerante (TW)/velocidad deseada del
motor (ne).
La figura 3 muestra un ejemplo de una tabla de
temperatura del agua refrigerante (TW)/cantidad deseada de abertura
de válvula (\thetaabierta).
La figura 4 es un diagrama de flujo que
representa la operación de la presente invención.
La figura 5 es un diagrama de sincronización que
muestra la operación de la presente invención.
La figura 6 es un dibujo para describir los
problemas que resuelve la invención.
- 1:
- Motor
- 2:
- Tubo de admisión
- 3:
- Válvula de acelerador
- 4:
- Sensor de cantidad de abertura del acelerador
- 5:
- UCM
- 6:
- Paso de derivación
- 7:
- Válvula de control de marcha en vacío (IACV)
- 8:
- Sensor de temperatura del agua
- 9:
- Sensor de velocidad del motor
- 10:
- Tubo de escape
- 11:
- Silenciador
Ahora se ofrecerá una descripción detallada de
las realizaciones preferidas de la presente invención con
referencia a los dibujos. La figura 1 es un diagrama de bloques que
representa la estructura principal de un vehículo en el que está
montado el dispositivo de control de velocidad de marcha en vacío
de la presente invención, y muestra solamente la estructura
esencial para la descripción de la invención, omitiéndose la
estructura restante.
Una válvula de acelerador 3 está dispuesta en un
tubo de admisión 2 de un motor 1. La cantidad de abertura
(cantidad de abertura del acelerador) \thetath de la válvula de
acelerador 3 es detectada por un sensor de cantidad de abertura del
acelerador 4, y notificada a una unidad de control de motor (UCM)
5. Un paso de derivación 6 que pone en derivación la válvula de
acelerador 3 también está conectado al tubo de entrada 2, y a mitad
del camino a lo largo del paso de derivación 6 se ha previsto una
válvula de control de marcha en vacío (IACV) 7 para controlar la
cantidad de aire de admisión al tiempo de marcha en vacío.
La IACV 7 incluye un motor de pulsos y una
válvula de control abierta y cerrada por el motor de pulsos. La
cantidad de abertura de la válvula de control se controla por
varios pulsos suministrados desde la UCM 5 al motor de pulsos, y
como resultado, se controla la cantidad de aire de admisión al
tiempo de marcha en vacío, cuando la admisión al motor 1 se realiza
a través del paso de derivación 6. Es decir, se controla la
velocidad de marcha en vacío. Un sensor de temperatura del agua 8
está unido al cuerpo del motor 1, y la temperatura del agua
refrigerante TW que circula dentro del cuerpo del motor 1 es
detectada y notificada a la UCM 5. La velocidad del motor Ne es
detectada por un sensor de velocidad del motor 9 y notificada a la
UCM 5. Un silenciador 11 está conectado a un tubo de escape 10 del
motor 1.
En la UCM 5, una sección de establecimiento de
valor deseado 51 está provista de una tabla de temperatura del
agua refrigerante (TW)/velocidad deseada del motor (ne) 52, de la
que se representa un ejemplo en la figura 2, y la velocidad deseada
del motor ne correspondiente a la temperatura del agua refrigerante
TW se establece con referencia a la tabla 52 en base a la
temperatura detectada del agua refrigerante TW. La relación entre
la temperatura del agua refrigerante TW del motor 1 y la velocidad
deseada ne del motor 1 en un estado de marcha en vacío se almacena
con anterioridad en la tabla 52. Una sección de establecimiento de
cantidad de abertura deseada 53 está provista de una tabla de
temperatura del agua refrigerante (TW)/cantidad de abertura deseada
de la válvula (\thetaabierta) 54, de la que se muestra un ejemplo
en la figura 3, y una cantidad deseada de abertura de válvula
(\thetaabierta) correspondiente a la temperatura del agua
refrigerante TW se establece con referencia a la tabla 54 en base a
la temperatura detectada del agua refrigerante TW. La relación
entre la temperatura del agua refrigerante TW del motor y la
cantidad deseada de abertura de válvula \thetaabierta de la IACV 7
en un estado no de marcha en vacío se almacena con anterioridad en
la segunda tabla de datos 54.
Una unidad de determinación de estado de marcha
en vacío 55 compara la cantidad de abertura del acelerador
\thetath detectada por el sensor de cantidad de abertura del
acelerador 4 con una primera cantidad de abertura de referencia
registrada previamente \thetaref1, y compara la velocidad
detectada del motor Ne con una primera velocidad de referencia
registrada previamente Ne1, y determina si el motor 1 está o no en
un estado de marcha en vacío en base a los resultados de la
comparación. Una sección de control de realimentación 56 controla
en realimentación la cantidad de abertura de la IACV 7 de manera
que en un estado de marcha en vacío la velocidad deseada del motor
ne obtenida de la temperatura del agua refrigerante TW y la
velocidad corriente del motor Ne coincidan.
Una sección de control en bucle abierto 57
realiza control en bucle abierto de la IACV 7 de manera que la
cantidad de abertura de válvula de la IACV en el estado no de
marcha en vacío coincida con la cantidad deseada de abertura de
válvula \thetaabierta. Una sección de mantenimiento de cantidad
de abertura de válvula 58, al pasar del estado de marcha en vacío a
un estado no de marcha en vacío, mantiene la IACV 7 a la cantidad
de abertura de válvula al tiempo del control de realimentación
hasta que la cantidad de abertura detectada del acelerador
\thetath llega a una cantidad de abertura de referencia
especificada \thetaref2.
A continuación, se describirá la operación de
esta realización con referencia al diagrama de flujo de la figura
4 y el diagrama de sincronización de la figura 5.
En el paso S1, para determinar si el motor está
en un estado de marcha en vacío, en la sección de determinación de
estado de marcha en vacío 55 de la UCM 5, la cantidad de abertura
corriente del acelerador \thetath se compara con una primera
cantidad de abertura de referencia \thetaref1, y la velocidad
corriente del motor Ne se compara con una primera velocidad de
referencia Ne1. En esta realización, la primera cantidad de
abertura de referencia eref1 se establece ligeramente más abierta
que una cantidad completamente abierta o cerrada, y la primera
velocidad de referencia Ne1 se establece a ligeramente más rápida
que una velocidad en vacío, lo que significa que si \thetath <
\thetaref1 y Ne < Ne1, desde el tiempo t1-t2
en la figura 5, se determina un estado de marcha en vacío y el
proceso avanza al paso S2.
En el paso S2, la sección de control de
realimentación 56 ejecuta el control de realimentación para
controlar la cantidad de abertura de la IACV 7 de manera que
coincidan la velocidad del motor Ne y la velocidad deseada del
motor ne. Además, como se describe más específicamente, en el paso
S21 se detecta la velocidad corriente del motor Ne, y en el paso
S22 se detecta la temperatura del agua refrigerante del motor TW.
En el paso S23, la velocidad deseada del motor ne se obtiene en
base a la tabla TW/ne 52 y la temperatura detectada del agua
refrigerante TW. En el paso S24, la IACV 7 se abre y cierra de
forma controlada de manera que la velocidad corriente del motor Ne
y la velocidad deseada del motor ne coincidan.
Después de eso, al tiempo t2 la cantidad de
abertura del acelerador \thetath llega a la primera cantidad de
abertura de referencia \thetaref1, o la velocidad del motor Ne
llega a la primera velocidad de referencia Ne1, y si ésta se
detecta en el paso Si, se determina un estado no de marcha en vacío
y el proceso avanza al paso S3. En el paso S3, la sección de
mantenimiento de cantidad de abertura de válvula 58 determina si se
han establecido o no las condiciones de arranque para control de
bucle abierto. En la sección de mantenimiento de cantidad de
abertura de válvula 58, se comparan la cantidad corriente de
abertura del acelerador \thetath y la segunda cantidad de
abertura de referencia \thetaref2, y si \thetath \leq
\thetaref2, desde el tiempo t2-t3, se determina
que no se han establecido las condiciones de arranque para el
control de bucle abierto y el proceso avanza al paso S5. En el paso
S5, se ordena la parada del control de realimentación a la sección
de control de realimentación 56, y después de ello se termina el
procesado durante ese tiempo. Por lo tanto, la cantidad de abertura
de la IACV 7 se mantiene a la cantidad de abertura final (nueva) de
la válvula al tiempo de control de realimentación.
Después de ello, en el tiempo t3 la cantidad de
abertura del acelerador \thetath excede de la segunda cantidad de
abertura de referencia eref2, y si esto se detecta en el paso S3,
el proceso avanza al paso S4. En el paso S4, se ejecuta control en
bucle abierto de manera que la cantidad de abertura de válvula de
la IACV 7 coincida con la cantidad deseada de abertura de válvula
\thetaabierta obtenida en base a la temperatura del agua
refrigerante del motor TW.
Además, como se describe más específicamente, en
el paso S41 se detecta la temperatura del agua refrigerante del
motor TW. En el paso S42, la cantidad deseada de abertura de
válvula \thetaabierta para control de bucle abierto se obtiene en
base a la tabla TW/\thetaabierta 54 y temperatura detectada del
agua refrigerante TW. En el paso S43, la IACV 7 es movida de manera
que la cantidad de abertura de la IACV 7 coincida con la cantidad
deseada de abertura de válvula \thetaabierta.
Claims (3)
1. Un dispositivo de control de velocidad de
marcha en vacío, para controlar la velocidad rotacional de un
motor en un estado de marcha en vacío a un valor deseado,
incluyendo un paso de derivación para poner en derivación una
válvula de acelerador, una válvula de control de marcha en vacío
dispuesta en el paso de derivación, un sensor de cantidad de
abertura del acelerador para detectar la cantidad de abertura del
acelerador, y medios de control para controlar la cantidad de
abertura de la válvula de control de marcha en vacío, donde los
medios de control incluyen además medios para determinar si el
motor está en un estado de marcha en vacío o un estado no de marcha
en vacío, medios para obtener una velocidad deseada para la
velocidad rotacional del motor en el estado de marcha en vacío,
medios para obtener una cantidad deseada de abertura de válvula
para la válvula de control de marcha en vacío en el estado no de
marcha en vacío, medios de control de realimentación para controlar
la válvula de control de marcha en vacío de manera que la velocidad
de rotación del motor coincida con el valor deseado en el estado de
marcha en vacío, medios de mantenimiento de cantidad de abertura
de válvula para, al pasar del estado de marcha en vacío a un estado
no de marcha en vacío, mantener la válvula de control de marcha en
vacío a la cantidad de abertura al tiempo de control de
realimentación hasta que la cantidad de abertura del acelerador
llega a una cantidad de abertura de referencia especificada, y
medios de control en bucle abierto para controlar la válvula de
control de marcha en vacío a la cantidad deseada de abertura de
válvula si la cantidad de abertura del acelerador llega a la
cantidad de abertura de referencia especificada en el estado no de
marcha en vacío.
2. El dispositivo de control de velocidad de
marcha en vacío de la reivindicación 1, donde los medios de
mantenimiento de cantidad de abertura de válvula paran el control
de realimentación al pasar del estado de marcha en vacío al estado
no de marcha en vacío.
3. El dispositivo de control de velocidad de
marcha en vacío de la reivindicación 1 o la reivindicación 2,
incluyendo además medios para detectar la velocidad de rotación del
motor, medios para detectar la temperatura del agua refrigerante
del motor, primeros medios de almacenamiento para establecer una
relación entre la temperatura del agua refrigerante y la velocidad
rotacional deseada del motor, y segundos medios de almacenamiento
para establecer una relación entre la temperatura del agua
refrigerante y la cantidad de abertura deseada de la válvula de
control de marcha en vacío, donde los medios para obtener un valor
deseado para la velocidad de rotación del motor obtienen un valor
deseado para la velocidad rotacional del motor en base a la
temperatura detectada del agua refrigerante y los primeros medios
de almacenamiento, mientras que los medios para obtener la cantidad
de abertura deseada de la válvula de control de marcha en vacío
obtienen la cantidad deseada de abertura de válvula en base a la
temperatura detectada del agua refrigerante y los segundos medios
de almacenamiento.
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