ES2281237A1 - Metodo de correccion de angulo para dispositivo detector de angulo rotacional. - Google Patents
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Abstract
Método de corrección de ángulo para dispositivo detector de ángulo rotacional. Objeto: proporcionar un método de corrección de ángulo para un dispositivo detector de ángulo rotacional para un motor de combustión interna que puede detectar con exactitud un tiempo de evento especificado como un ángulo rotacional del motor. Medios de solución: se describe aquí un método de corrección de ángulo para un dispositivo detector de ángulo rotacional para un motor de combustión interna para detectar la rotación del motor por un ángulo especificado con respecto a las duraciones de pulso de una señal de pulso dividiendo por igual una revolución del motor. Al representar una velocidad rotacional en un intervalo de pulso Gn incluyendo un tiempo de evento en el periodo presente por una velocidad rotacional en un intervalo de pulso Gn-1 inmediatamente previo al intervalo de pulso Gn, un error debido a variaciones de la velocidad rotacional en cada intervalo de pulso se corrige según las variaciones de la velocidad rotacional (Kt) en el mismo intervalo de pulso en el periodo anterior.
Description
Método de corrección de ángulo para dispositivo
detector de ángulo rotacional.
La presente invención se refiere a un método de
corrección de ángulo para un dispositivo detector de ángulo
rotacional para detectar un tiempo de respuesta de ángulo requerido
para que un elemento rotativo de un motor de combustión interna
avance desde una posición predeterminada un ángulo especificado en
función de una velocidad rotacional del elemento rotativo cerca de
la posición predeterminada, y más en particular a un método de
corrección de ángulo para un dispositivo detector de ángulo
rotacional que puede detectar con exactitud un ángulo rotacional del
elemento rotativo independientemente de las variaciones de la
velocidad rotacional del motor.
De un ángulo rotacional del motor se obtienen
varios tipos de tiempo de evento tal como el tiempo del encendido y
el tiempo de la inyección de combustible en un motor de combustión
interna. Para detectar un ángulo rotacional del motor, una
pluralidad de pulsadores o salientes en forma de diente están
dispuestos a intervalos iguales en un elemento rotativo adaptado
para girar en sincronismo con el motor en la dirección
circunferencial del elemento rotativo, y estos pulsadores o
salientes son detectados por un captador magnético o un detector
óptico para enviar por ello pulsos a intervalos angulares iguales
durante una revolución del elemento rotativo.
Sin embargo, es difícil obtener una resolución
de ángulo suficiente porque es limitado el número de los pulsadores
o salientes que se puede disponer. Según los Documentos de Patente 1
y 2, por ejemplo, en el caso de obtener un tiempo de evento en el
tiempo avanzado un ángulo \thetax desde el tiempo de detección de
un j-ésimo pulso, se mide una duración de pulso \Deltat
inmediatamente previa al tiempo de detección del j-ésimo pulso. En
el caso de que el ángulo rotacional correspondiente a cada intervalo
de pulso sea 10°, un tiempo de respuesta de ángulo Tx requerido para
que el elemento rotativo avance el ángulo \thetax desde el tiempo
de detección del j-ésimo pulso se obtiene con respecto al tiempo de
detección del j-ésimo pulso según la ecuación siguiente.
Tx = \Delta t
\ x \ (\theta
x/10)
Documento de Patente 1: Patente japonesa
publicada número Hei 5-137294
Documento de Patente 2: Patente japonesa
publicada número Hei 6-213122.
Como es conocido en la técnica, una velocidad
rotacional del motor varía según una carrera. En el caso de un motor
de cuatro tiempos, la velocidad rotacional en un intervalo de tiempo
desde la segunda mitad de una carrera de compresión a la primera
mitad de una carrera de explosión es menor que la velocidad
rotacional en los otros intervalos de tiempo. Esta tendencia es más
destacada en un motor monocilindro.
Sin embargo, en la técnica anterior, el tiempo
Tx hasta que llega el ángulo de tiempo de evento \thetax
especificado por separado se obtiene en el supuesto de que la
duración de pulso presente \Deltata es la misma que la duración de
pulso anterior \Deltatb como se representa en la figura
5(a). Por consiguiente, si \Deltata < \Deltatb como se
representa en la figura 5(b) o \Deltata > \Deltatb
como se representa en la figura 5(c) debido a variaciones de
la velocidad rotacional del motor, se produce una desviación en el
tiempo de evento.
Por consiguiente, un objeto de la presente
invención es proporcionar un método de corrección de ángulo para un
dispositivo detector de ángulo rotacional que puede obtener con
precisión un tiempo de evento dado como un ángulo rotacional de un
motor de combustión interna.
La presente invención se caracteriza porque al
representar una velocidad rotacional en un intervalo de pulso Gn
incluyendo un tiempo de evento en el período presente por una
velocidad rotacional en un intervalo de pulso Gn-1
inmediatamente anterior al intervalo de pulso Gn, un error debido a
variaciones de la velocidad rotacional en cada intervalo de pulso se
corrige según las variaciones de la velocidad rotacional (Kt) en el
mismo intervalo en el período anterior.
Según la presente invención, al detectar el
tiempo de evento dado como un ángulo rotacional del motor de
combustión interna convirtiéndolo en un tiempo a lo largo de un eje
de tiempo definido con respecto a una velocidad rotacional del
motor, se corrige una desviación entre un ángulo de tiempo de evento
y un período de tiempo (tiempo de respuesta de ángulo) hasta que
llega el ángulo de tiempo de evento debido a variaciones de la
velocidad rotacional del motor. Por consiguiente, el tiempo de la
inyección de combustible y el tiempo del encendido que se basan en
el tiempo de evento pueden ser detectados más exactamente, de
manera que se puede mejorar el ahorro de combustible y la
característica de emisión.
La figura 1 es un diagrama de bloques de un
dispositivo detector de ángulo rotacional para un motor de
combustión interna según la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de forma de onda que
mues- tra una señal de pulso.
La figura 3 es un diagrama de flujo que
representa la operación de una realización preferida de la presente
invención.
La figura 4 es un diagrama de tiempo mostrando
la operación de esta realización preferida.
Las figuras 5(a) a 5(c) son
gráficos de forma de onda para ilustrar el problema en la técnica
anterior.
10: cigüeñal, 11: elemento rotativo, 12:
saliente, 13: sensor de proximidad, 21: sección de generación de
reloj de referencia, 22: sección de medición de duración de pulso,
23: sección de actualización de duración de pulso, 24: tabla de
duración de pulso, 25: sección de cálculo de coeficiente de
corrección de tiempo (Kt), 26: sección de cálculo de tiempo de
respuesta de ángulo (Tx), 27: sección de generación de señal de
evento, 28: sección de generación de señal de pulso.
Una realización preferida de la presente
invención se describirá ahora con detalle con referencia a los
dibujos. La figura 1 es un diagrama de bloques de un dispositivo
detector de ángulo rotacional para un motor de combustión interna
al que se aplica la presente invención. El dispositivo detector de
ángulo rotacional representado en la figura 1 tiene una función de
corrección de ángulo que permite la detección exacta del ángulo
independientemente de las variaciones de la velocidad rotacional
del motor de combustión interna. En esta realización preferida, un
ángulo rotacional de un motor de cuatro tiempos se detecta como un
ángulo rotacional de un cigüeñal del motor, por ejemplo.
Un elemento rotativo en forma de disco 11 está
montado integralmente en un cigüeñal 10, y una pluralidad de
salientes 12 como elementos detectados están dispuestos a
intervalos iguales en la superficie exterior del elemento rotativo
11 en su dirección circunferencial. Los salientes 12 son detectados
por un sensor de proximidad 13 tal como un captador magnético y un
detector óptico enfrente de la superficie exterior del elemento
rotativo 11. El detector óptico detecta luz reflejada de los
salientes 12 o detecta si un recorrido óptico es bloqueado o no por
los salientes 12. Como se representa en la figura 2, el sensor de
proximidad 13 detecta los bordes de cada saliente 12, y una sección
de generación de señal de pulso 28 genera una señal de pulso P que
invierte cada vez la subida de una salida de sensor, es decir, se
detecta el borde delantero de cada saliente 12. Por consiguiente, la
relación de trabajo de la señal de pulso P es 50% en una condición
ideal donde la velocidad rotacional del motor no varía.
Una sección de generación de reloj de referencia
21 envía un reloj de referencia suficientemente más rápido que la
señal de pulso P. Una sección de medición de duración de pulso 22
mide una duración de pulso \Deltat de la señal de pulso P
utilizando el reloj de referencia.
Una tabla de duración de pulso 24 guarda
preliminarmente una duración de pulso \Deltat [-72] 720° (un
período) previa a la duración de pulso presente \Deltat, una
duración de pulso \Deltat[-71] 710° previa a la duración de pulso
presente \Deltat,..., y una duración de pulso \Deltat[0]
Inmediatamente previa a la duración de pulso presente \Deltat. Una
sección de actualización de duración de pulso 23 actualiza la
duración de pulso medida anteriormente \Deltat y registra una
duración de pulso actualizada resultante en la tabla de duración de
pulso 24. Como se describirá más adelante, una sección de cálculo de
coeficiente de corrección de tiempo (Kt) 25 calcula una relación
(\Deltat[-71]/\Deltat[-72]) entre la duración de pulso
\Deltat[-72] 720° previa a la duración de pulso presente \Deltat
y la duración de pulso \Deltat[-71] 710° previa a la duración de
pulso presente \Deltat, y establece esta relación como un
coeficiente de corrección de tiempo (Kt).
Una sección de cálculo de tiempo de respuesta de
ángulo (Tx) 26 convierte un ángulo de tiempo de evento (\thetax)
especificado como un ángulo rotacional del cigüeñal 10 en un tiempo
de respuesta de ángulo (Tx) en función de tiempo con respecto a la
señal de pulso, y corrige una desviación entre el ángulo de tiempo
de evento (\thetax) y el tiempo de respuesta de ángulo (Tx) debido
a variaciones de la velocidad rotacional del motor, según el
coeficiente de corrección de tiempo (Kt). Una sección de generación
de señal de evento 27 genera una señal de tiempo de evento que
indica el tiempo de la inyección de combustible, el tiempo del
encendido, etc, según el tiempo de respuesta de ángulo (Tx).
La figura 3 es un diagrama de flujo que
representa la operación de esta realización preferida, y la figura 4
es un diagrama de tiempo correspondiente a este diagrama de flujo.
En esta realización preferida, treinta y seis salientes están
dispuestos a intervalos iguales en el elemento rotativo 11 del
cigüeñal 10, por ejemplo. Por consiguiente, el ángulo rotacional del
motor correspondiente a cada intervalo de pulso es 10° en esta
realización preferida.
Cuando se introduce la señal de pulso P, la
duración de pulso \Deltat es medida por la sección de medición de
duración de pulso 22 en el paso S1. En el paso S2, se desplaza la
historia de duraciones de pulso almacenadas en la tabla de duración
de pulso 24. Por ejemplo, la duración de pulso \Delta[-71] 710°
previa a la duración de pulso presente \Deltat es actualizada a la
duración de pulso \Deltat[-72] 720° previa a la duración de pulso
presente \Deltat. Igualmente, la duración de pulso \Deltat[-70]
700° previa a la duración de pulso presente \Deltat es actualizada
a la duración de pulso \Deltat[-71] 710° previa a la duración de
pulso presente \Deltat. Igualmente, se puede expresar en general
que la duración de pulso \Deltat[n] n° previa a la duración
de pulso presente \Deltat es actualizada a la duración de pulso
\Deltat [n-1] (n-10)° previa a la
duración de pulso presente \Deltat.
En el paso S3, la duración de pulso \Deltat
medida en el paso S1 es actualizada a la duración de pulso
\Deltat[0] inmediatamente previa a la duración de pulso
presente \Deltat, y la duración de pulso actualizada
\Deltat[0] se registra en la tabla de duración de pulso 24.
En el paso S4, el coeficiente de corrección de tiempo Kt se calcula
a partir de la ecuación (1) mostrada a continuación por la sección
de cálculo de Kt 25.
(1)Kt = \Delta
t [-71]/ \Delta
t[-72]
En el paso S5, se determina si el ángulo de
tiempo de evento \thetax ha sido especificado o no. Si el ángulo
de tiempo de evento \thetax todavía no ha sido especificado, el
programa vuelve al paso Si para repetir los pasos anteriores,
mientras que si el ángulo de tiempo de evento \thetax ha sido
especificado, el programa pasa al paso S6. En el paso S6, el tiempo
de respuesta de ángulo Tx corregido en desviación de tiempo
dependiendo de las variaciones periódicas de la velocidad
rotacional del motor es calculado a partir de la ecuación (2)
mostrada a continuación por la sección de cálculo Tx 26.
(2)Tx =
(\Delta t \ [0] \ x \ \theta x \ x \ Kt) \
/10^{o}
En esta realización preferida, la atención se
centra en el hecho de que las variaciones de la velocidad rotacional
del motor dependen de la carrera y, en el caso de un motor
monocilindro de cuatro tiempos, la velocidad rotacional del motor
varía regularmente con un período establecido a dos revoluciones
(720°) del cigüeñal. Al representar una velocidad rotacional en un
intervalo de pulso Gn incluyendo un tiempo de evento en el período
presente por una velocidad rotacional en un intervalo de pulso
Gn-1 inmediatamente previo al intervalo de pulso Gn,
un error debido a variaciones de la velocidad rotacional en cada
intervalo de pulso se corrige según las variaciones de la velocidad
rotacional (Kt) en el mismo intervalo en el período anterior.
En el caso de que \Deltat denote la duración
de pulso inmediatamente anterior, (\Deltat2/\Deltat1) denota la
relación (Kt) en las variaciones de velocidad del motor entre
duraciones de pulso adyacentes en la misma carrera en el período
anterior, y que una revolución del motor se divida igualmente en M
segmentos por los salientes 12, la ecuación (2) se puede generalizar
a la ecuación (3) mostrada a continuación.
(3)Tx = \Delta
t \ x \ \{\theta x/(360^{o}/M)\} \ x \ (\Delta t2/ \Delta
t1)
En el paso S7, el tiempo transcurrido desde el
tiempo de comienzo del intervalo de pulso Gn se compara con el
tiempo de respuesta de ángulo Tx. Si este tiempo transcurrido ha
llegado al tiempo de respuesta de ángulo Tx, se envía una señal de
tiempo de evento predeterminado desde la sección de generación de
señal de evento 27 en el paso S8.
En esta realización preferida, la desviación del
tiempo de respuesta de ángulo Tx se corrige según las variaciones de
la velocidad rotacional (Kt) en el mismo intervalo anterior en dos
revoluciones (720°) del motor de combustión interna. Como una
modificación donde el motor de combustión interna es un motor de dos
tiempos, la desviación del tiempo de respuesta de ángulo Tx se
corrige preferiblemente según las variaciones de la velocidad
rotacional en el mismo intervalo previo en una revolución (360°) del
motor.
Claims (5)
1. Un método de corrección de ángulo para un
dispositivo detector de ángulo rotacional para detectar un tiempo de
respuesta de ángulo requerido para que un elemento rotativo de un
motor de combustión interna avance desde una posición predeterminada
un ángulo especificado en función de una velocidad rotacional de
dicho elemento rotativo cerca de dicha posición predeterminada,
incluyendo dicho método de corrección de ángulo los pasos de:
detectar variaciones de la velocidad rotacional
cerca de dicha posición predeterminada en el tiempo anterior en al
menos una revolución de dicho elemento rotativo; y
corregir dicha función según dichas variaciones
de la velocidad rotacional.
2. Un método de corrección de ángulo para un
dispositivo detector de ángulo rotacional que tiene M elementos
detectados dispuestos a intervalos angulares iguales en un elemento
rotativo de un motor de combustión interna y medios para emitir una
señal de pulso en respuesta a dichos elementos detectados,
incluyendo dicho método de corrección de ángulo los pasos de:
obtener una duración de pulso \Deltat1 en
respuesta a dicho (N-1)-ésimo elemento detectado en
el tiempo anterior en S revoluciones de dicho elemento rotativo
(donde S es una variable de entero positivo);
obtener una duración de pulso \Deltat2 en
respuesta a dicho N-ésimo elemento detectado en el tiempo anterior
en dichas S revoluciones;
obtener una duración de pulso \Deltat en
respuesta a dicho (N-1)-ésimo elemento detectado en
el tiempo presente; y
obtener un tiempo de respuesta de ángulo Tx
requerido para que dicho elemento rotativo gire un ángulo
especificado \thetax desde el tiempo de comienzo de un intervalo
de pulso en respuesta a dicho N-ésimo elemento detectado en el
tiempo presente, según la ecuación siguiente.
Tx = \Delta t
\ x \ \{\theta x/(360^{o}/M)\} \ x \ (\Delta t2/ \Delta
t1)
3. Un método de corrección de ángulo según la
reivindicación 2, donde dicho motor de combustión interna es un
motor de cuatro tiempos, y dicha variable S es "2".
4. Un método de corrección de ángulo según la
reivindicación 2, donde dicho motor de combustión interna es un
motor de dos tiempos, y dicha variable S es "1".
5. Un método de corrección de ángulo según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde dicho elemento
rotativo incluye un cigüeñal.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20070916 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2281237B1 Country of ref document: ES |
|
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20181008 |