ES2320548T3 - Procedimiento y sistema de evaluacion de la temperatura del aceite de un motor de combustion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de estimación de la temperatura del aceite de un motor de explosión (M) que comprende un circuito de enfriamiento con fluido de enfriamiento, un dispositivo de medición (TE) de la temperatura del fluido de enfriamiento que facilita una temperatura medida (Tagua) del citado fluido de enfriamiento, caracterizado porque comprende las etapas siguientes: (a) cálculo de predicción (Al) de una temperatura predicha (Tpagua) del fluido de enfriamiento en función de parámetros de funcionamiento del motor, (b) medición de la temperatura (Tagua) del líquido de enfriamiento con la ayuda del dispositivo de medición (TE), (c) cálculo de un error entre la temperatura medida (Tagua) del fluido de enfriamiento y la temperatura predicha (Tpagua) del fluido de enfriamiento, (d) cálculo de predicción (A2) de una temperatura de aceite predicha (Tpaceite) en función de parámetros de funcionamiento del motor, y (e) corrección de la temperatura de aceite predicha (Tpaceite) con la ayuda del citado error para facilitar una temperatura de aceite estimada (Taceite).
Description
Procedimiento y sistema de evaluación de la
temperatura del aceite de un motor de combustión.
La invención se refiere a un procedimiento de
evaluación de la temperatura del aceite de un motor de combustión
interna y a un sistema que permite poner en práctica este
procedimiento. Ésta es aplicable, especialmente, a los motores
automóviles.
El conocimiento de la temperatura del aceite de
un motor se utiliza frecuentemente para el control de un motor de
gasolina o diésel. Esta información queda indicada a veces en el
salpicadero del vehículo. Ésta proviene generalmente de un captador
de temperatura de aceite colocado directamente dentro del motor.
Esto necesita, entonces, prever un captador que generalmente esté
en contacto con el aceite del motor, circuitos electrónicos que
traduzcan esta información en señales eléctricas y una conexión
permanente que permita transmitir estas señales al dispositivo de
visualización del salpicadero del vehículo.
La presente invención se propone estimar la
temperatura del aceite del motor de un vehículo a partir de
informaciones disponibles en los dispositivos de control del motor
sin tener que utilizar un captador de temperatura de aceite del
motor. En otras palabras, la invención permite evitar la utilización
de un captador de la temperatura del aceite del motor y los
circuitos electrónicos asociados (véanse, por ejemplo, los
documentos DE-A-19961118,
US-A-5633796,
US-A-4847768,
US-A-6449538,
US-A-639337).
La invención se refiere, entonces, a un
procedimiento de estimación de la temperatura del aceite de un
motor de explosión que comprende, especialmente, un circuito de
enfriamiento con fluido de enfriamiento y un dispositivo de
medición de la temperatura del fluido de enfriamiento que facilita
una temperatura medida del fluido de enfriamiento. Este
procedimiento comprende las etapas siguientes:
(a) Cálculo de predicción de una temperatura
predicha del fluido de enfriamiento en función de parámetros de
funcionamiento del motor,
(b) Medición de la temperatura del líquido de
enfriamiento con la ayuda del dispositivo de medición,
(c) Cálculo de un error entre la temperatura
medida y la temperatura predicha del fluido de enfriamiento,
(d) Cálculo de predicción de una temperatura de
aceite predicha en función de parámetros de funcionamiento del
motor,
(e) Corrección de la temperatura de aceite
predicha con la ayuda del citado error para facilitar una
temperatura de aceite estimada.
En este procedimiento, las etapas (e) y (d)
pueden ser efectuadas en una sola etapa. El cálculo de predicción
incorpora entonces una corrección que tiene en cuenta el error
calculado en la temperatura del agua.
La predicción de la temperatura de enfriamiento
se determina, por ejemplo, resolviendo la ecuación diferencial:
\frac{dTpagua}{dt} =
\frac{Tpagua}{tagua} + \frac{g(c,
n)}{tagua}
en la
cual:
\bullet Tpagua es la temperatura de agua
predicha por la fórmula,
\bullet tagua es la constante de tiempo de la
evolución de la temperatura del fluido de enfriamiento,
\bullet g(c,n) es una cartografía de
diferentes temperaturas alcanzadas en régimen permanente en función
de parámetros de funcionamiento del motor tales como el par motor
real y el régimen de rotación del motor.
La predicción de la temperatura de aceite puede
obtenerse resolviendo la ecuación diferencial siguiente:
\frac{dTpaceite}{dt} =
\frac{Tpaceite}{taceite} + \frac{[f(c, n) + \nu
aceite]}{taceite}
en la
cual:
\bullet Tpaceite es la temperatura del aceite
del motor predicha,
\bullet taceite es la constante de tiempo de
la evolución de la temperatura del aceite,
\global\parskip0.950000\baselineskip
\bullet f(c,n) es una cartografía de
diferentes temperaturas en función de parámetros de funcionamiento
del motor, tales como el par motor real y el régimen de rotación
del motor,
\bullet\nuaceite, es un valor de error que
hay que corregir en el valor de la temperatura predicha del aceite
del motor.
El valor de error de la temperatura predicha del
aceite que hay que corregir es sensiblemente proporcional al error
entre la temperatura medida del fluido de enfriamiento y la
temperatura predicha del fluido de enfriamiento.
Para poner en práctica este procedimiento, se
prevé, previamente, establecer y registrar en memoria una
cartografía de las temperaturas del líquido de enfriamiento para
diferentes parámetros de funcionamiento del motor y una cartografía
de las temperaturas del aceite para los mismos parámetros de
funcionamiento del motor.
La invención se refiere, igualmente, a un
sistema de estimación de la temperatura del aceite de un motor de
explosión (M) que pone en práctica este procedimiento. Este sistema
comprende un sistema de tratamiento que pone en práctica un primer
algoritmo de predicción de la temperatura del fluido de
enfriamiento en función de parámetros de funcionamiento del motor y
que facilita una temperatura predicha del fluido de enfriamiento.
Un circuito de cálculo de error calcula el error entre una
temperatura medida del fluido de enfriamiento y la temperatura así
predicha. Además, el sistema de tratamiento pone en práctica un
segundo algoritmo de predicción de la temperatura del aceite del
motor en función de parámetros de funcionamiento del motor y
facilita una temperatura de aceite predicha. Finalmente, un
circuito de corrección corrige la temperatura de aceite predicha
con la ayuda del error calculado por el circuito de cálculo de
error y facilita una temperatura de aceite estimada.
El sistema de acuerdo con la invención recurre a
funciones no lineales {f(c,n), g(c,n)} aproximadas
por cartografías de las temperaturas del líquido de enfriamiento y
de las temperaturas del aceite para diferentes parámetros de
funcionamiento del motor.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán de manifiesto de modo más claro con la descripción que
sigue y las figuras anejas, que representan:
- la figura 1, un ejemplo de organigrama del
procedimiento de la invención,
- las figuras 2a y 2b, curvas de evolución de
las temperaturas del líquido de enfriamiento y del aceite,
- las figuras 3a y 3b, cartografías de las
temperaturas del líquido de enfriamiento y del aceite para
diferentes valores del par motor y diferentes valores del
régimen,
- las figuras 4a y 4b, diagramas de conexiones
de un sistema que permite poner en práctica la invención,
- las figuras 5a y 5b, curvas de temperaturas
que ponen en evidencia la convergencia correcta del sistema de la
invención,
- la figura 6, la evolución de la caída de
temperatura durante una parada del motor, y
- las figuras 7a a 7d, resultados de pruebas que
ponen en evidencia el funcionamiento de la invención en diferentes
condiciones de pruebas.
Se precisa, en primer lugar, que la temperatura
de un motor varía principalmente en función:
- de la velocidad del vehículo,
- de la temperatura exterior,
- de la carga del motor (par facilitado por el
motor)
- y del régimen del motor.
Así pues, la temperatura del aceite de
lubricación del motor y del líquido de enfriamiento (es decir, el
agua de enfriamiento) de un motor, experimentan también variaciones
en función de estos parámetros.
Un vehículo tiene, en general, un captador de
temperatura de agua, una información sobre el par motor y su
régimen.
El objeto de la invención es determinar el valor
de la temperatura del aceite de un motor con la ayuda de la
temperatura del agua y de diversos parámetros de funcionamiento del
motor y esto sin la ayuda de un captador de medición de temperatura
del aceite.
Un primer algoritmo predice la temperatura del
agua a partir de un modelo interno (matemático) que utiliza en
entrada informaciones tales como la carga y el régimen del motor.
Esta temperatura de agua predicha es comparada, entonces, con la
temperatura de agua medida por el captador.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Un segundo algoritmo predice la temperatura del
aceite a partir de un modelo interno (matemático) que utiliza en
entrada informaciones tales como la carga y el régimen del motor.
El error entre la temperatura de agua predicha por el primer
algoritmo y la temperatura de agua medida permite efectuar una
corrección de la temperatura de aceite predicha por el segundo
algoritmo. Esta
\hbox{corrección permite obtener una
estimación de la temperatura del aceite del motor.}
En el sistema de acuerdo con la invención, la
evolución de la temperatura del aceite se estima utilizando un
modelo interno de temperatura de agua y de aceite cuyo
comportamiento es parecido al de un sistema regido por dos
ecuaciones diferenciales de primer orden. Éste está basado en la
observación de mediciones de evolución de las temperaturas de agua
y de aceite en función de parámetros de funcionamiento del motor y,
especialmente, de la carga, del régimen del motor y del tiempo. Se
trata de un modelo de estado escrito en forma diferencial.
Una primera ecuación diferencial de primer orden
permite estimar la temperatura del agua de enfriamiento, una
segunda ecuación diferencial de primer orden permite estimar la
temperatura del aceite del motor.
De acuerdo con un modo de realización de la
invención, el modelo de evolución de la temperatura del agua es
idéntico al utilizado para el aceite. La temperatura de agua
predicha por el modelo es corregida por la medición de la
temperatura real. Esta corrección efectuada en la temperatura del
agua permite corregir la temperatura predicha del aceite.
La invención permite, por tanto, prescindir de
un captador de temperatura de aceite y del sistema asociado de
tratamiento y de transmisión de las señales eléctricas.
Refiriéndose a la figura 1, se va a describir
entonces, en primer lugar, un ejemplo de organigrama general que
ilustra el procedimiento de la invención.
El procedimiento de acuerdo con la invención
prevé entonces, como se indicó anteriormente, determinar, a partir
de diferentes informaciones de funcionamiento del motor - tales
como la temperatura del agua de enfriamiento, la carga del motor,
su régimen - la temperatura del aceite del motor.
Este procedimiento comprende las etapas
siguientes:
- elaboración de un algoritmo de predicción de
la temperatura del agua de enfriamiento en funcionamiento de
ciertos parámetros de funcionamiento del motor tales como los
indicados anteriormente. Este algoritmo puede ser representado por
una ecuación diferencial que representa las evoluciones de la
temperatura del agua de enfriamiento del motor:
\frac{dTpagua}{dt} =
\frac{Tpagua}{tagua} + \frac{g(c,
n)}{tagua}
donde:
\bullet Tpagua es la temperatura de agua
predicha por la fórmula,
\bullet tagua es la constante de tiempo de la
evolución de la temperatura del agua,
\bullet g(c,n) es una cartografía de
diferentes temperaturas en función de parámetros de funcionamiento
del motor, tales como el par motor real y el régimen de rotación
del motor.
- medición de la temperatura real Tagua del agua
de enfriamiento del motor con la ayuda del captador de temperatura
del agua;
- comparación de la temperatura predicha Tpagua
del agua durante la primera etapa del procedimiento y de la
temperatura medida Tagua y cálculo de la diferencia \nuagua entre
estas dos temperaturas;
- elaboración de otro algoritmo de predicción de
una temperatura predicha Tpaceite del aceite del motor en función
de parámetros de funcionamiento del motor tales como los indicados
anteriormente. Como el algoritmo precedente, este algoritmo puede
ser representado por una ecuación diferencial que representa las
evoluciones de la temperatura del aceite del motor:
\frac{dTpaceite}{dt} =
\frac{Tpaceite}{taceite} + \frac{f(c,
n)}{taceite}
donde:
\bullet Tpaceite es la temperatura del aceite
predicha por la fórmula,
\bullet taceite es la constante de tiempo de
la evolución de la temperatura del aceite,
\bullet f(c,n) es una cartografía de
diferentes temperaturas en función de parámetros de funcionamiento
del motor, tales como el par motor real y el régimen de rotación
del motor,
- cálculo de un valor de temperatura estimado
Taceite del aceite del motor por corrección de la temperatura
predicha Tpaceite con la ayuda de la diferencia \nuagua obtenida
anteriormente entre la temperatura predicha del agua y la
temperatura medida del agua. Esta corrección puede tomar simplemente
la forma de una suma algebraica de la temperatura predicha Tpaceite
y de la diferencia \nuagua.
Las dos últimas etapas pueden ser realizadas en
una sola etapa integrando una incertidumbre \nuaceite del valor
de la temperatura predicha del aceite en la ecuación diferencial de
predicción de esta temperatura:
\frac{dTpaceite}{dt} =
\frac{Tpaceite}{taceite} + \frac{[f(c, n) + \nu
aceite]}{taceite}
En el procedimiento que precede, conviene
conocer las constantes de tiempo tagua y taceite, así como las
funciones f(c, n) y g(c, n).
Para identificar las constantes de tiempo tagua
y taceite, se pueden prever pruebas de subidas de temperatura en un
banco de pruebas. A título de ejemplo, se considerará que las
variables que hay que tener en cuenta son niveles de cargas y de
regímenes del motor y que éstas permiten la identificación de las
constantes de tiempo.
Por ejemplo, midiendo el tiempo necesario para
conseguir el valor de la temperatura al 63% (t = T) del valor final
y al 95% (t = 3.T) del valor final, es posible deducir la constante
de tiempo del sistema. Para el aceite, como para el agua, se
encuentra que las constantes de tiempo tienen valores similares, por
ejemplo, 150 s. La figura 2a y la figura 2b muestran,
respectivamente, curvas de evolución de las temperaturas del agua
de enfriamiento y de las temperaturas del aceite, con las
constantes de tiempo identificadas anteriormente. Estas curvas
están comparadas con las curvas de temperatura reales.
Las no linealidades que aparecen en la figura 2a
a 100 s y 300 s son, respectivamente, la apertura del termostato y
la puesta en marcha de los grupos motoventiladores. En estas
condiciones, para conservar un modelo simple, no se tendrán en
cuenta estos fenómenos. Sin embargo, en variante, para una mejor
precisión sobre la estimación de la temperatura de aceite, se tienen
en cuenta el termostato y la puesta en marcha de los GMV.
Para obtener las funciones f(c, n) y
g(c, n) se prevé realizar cartografías de puntos de
funcionamiento posibles. Estas cartografías pueden ser realizadas en
un banco, fijándose condiciones de funcionamiento típicas. Por
ejemplo, podrán preverse las condiciones de funcionamiento
siguientes:
- funcionamiento del banco de pruebas en modo
isovelocidad (velocidad constante),
- el vehículo está en la segunda marcha de la
caja de cambios,
- el régimen del motor se fija por la velocidad
de rotación de los rodillos del banco de pruebas,
- la carga se ajusta por presión sobre el pedal
del acelerador.
- El enfriamiento se asegura por un ventilador
en el cual la velocidad del aire impulsado es igual a una velocidad
de desplazamiento simulada,
- el capó del motor está abierto (por razones de
instrumentación).
A título de ejemplo, se eligen puntos de
funcionamiento en el intervalo de utilización del motor:
\bullet velocidades: 2000 vueltas/min, 3000
vueltas/min y 4000 vueltas/min
\bullet pares: 30 Nm, 74 Nm y 130 Nm (medidos
gracias a la variable "Par Real" en una red CAN ("Control
Area Network") intersistema.
En este ejemplo, se dispone, por tanto, de un
total de nueve puntos de calibración para cada fluido (agua y
aceite).
Pruebas realizadas han permitido establecer
entonces cartografías de régimen constante en función de la carga,
tales como la cartografía de la figura 3a para la correspondiente a
la temperatura del agua de enfriamiento del motor, y la cartografía
de la figura 3b para la correspondiente a la temperatura del aceite
del motor.
En régimen permanente, se mide la temperatura
del agua Tagua y luego se la compara con el valor predicho Tpagua.
De esto se deduce el valor \nuagua, siendo el error cometido en
la temperatura del agua:
\nu agua =
Tagua -
Tpagua
\newpage
Si se considera que las energías disipadas por
pérdidas para el aceite y para el agua son casi idénticas, se
obtiene una relación entre \nuagua y \nuaceite, que es de la
forma:
\nu aceite =
\nu agua
[f(c,n)/g(c,n)]
Como se describió anteriormente, las
cartografías f(c,n) y g(c,n) están definidas, a
título de ejemplo, para nueve puntos de funcionamiento obtenidos en
banco de rodillos. Entre estos puntos de funcionamiento, se efectúa
una interpolación lineal para determinar una temperatura de
funcionamiento determinada, que se denominará temperatura
objetivo.
Con el fin de determinar
f(c,n)/g(c,n), se ha efectuado, para simplificar el
sistema, la división de las temperaturas "objetivos" para los
nueve puntos de funcionamiento obtenidos y se ha calculado el valor
medio de estas relaciones. En el modelo así implantado, se
considera f(c,n)/g(c,n) como una constante.
Refiriéndose a las figuras 4a y 4b, se va a
describir ahora un ejemplo de realización de un sistema que permite
poner en práctica el procedimiento anteriormente descrito.
La figura 4a representa un ejemplo general de
realización de este sistema.
El motor M está equipado con un captador de
temperatura TE capaz de medir la temperatura Tagua del agua de
enfriamiento del motor. El motor M comprende dispositivos tales
como P1 y P2 capaces de indicar parámetros de funcionamiento del
motor, tales como, por ejemplo, el par desarrollado por el motor y
el régimen de rotación, como se ha considerado en los ejemplos
precedentes.
Los valores de estos parámetros de
funcionamiento son aplicados a las entradas de dos dispositivos de
tratamiento A1 y A2, que facilitan, respectivamente, una
temperatura predicha Tpagua del agua de enfriamiento y una
temperatura predicha Tpaceite del aceite del motor.
Un circuito de cálculo D1 recibe la temperatura
medida Tagua, la temperatura predicha Tpagua del agua de
enfriamiento, compara estas temperaturas y facilita un valor
\nuagua que representa esta diferencia.
Por otra parte, otro circuito de cálculo D2
recibe la temperatura predicha Tpaceite del aceite del motor, así
como el valor \nuagua calculado anteriormente y facilita un valor
de la temperatura de aceite corregida Taceite.
La figura 4b representa un sistema más detallado
que permite poner en práctica la invención. Este sistema comprende,
como en la figura 4a, dispositivos P1 y P2 que facilitan parámetros
de funcionamiento del motor, así como un captador de temperatura TE
que facilita la temperatura del agua de enfriamiento del motor.
Además, el sistema tiene en memoria una
cartografía g(c,n) de las temperaturas del agua de
enfriamiento en función de un tipo de parámetro (el par, por
ejemplo) para diferentes valores de otro parámetro (el régimen del
motor, por ejemplo). Éste tiene, igualmente, una cartografía
similar f(c,n) para las temperaturas del aceite del
motor.
La cartografía g(c,n) es explotada en un
algoritmo A1 con la ayuda de los parámetros c y n facilitados por
los dispositivos P1 y P2. El algoritmo facilita una temperatura
predicha Tpagua. Un circuito de diferencia recibe esta temperatura
predicha, así como la temperatura Tagua medida por el captador TE y
facilita un valor de diferencia nagua. Esta diferencia es
transmitida a un operador OP1 que la multiplica por un valor medio
de diferentes relaciones f(c,n)/g(c,n) calculados
para diferentes puntos de funcionamiento del motor. El operador OP1
facilita un valor \nuaceite que representa sensiblemente la
incertidumbre sobre el cálculo del valor de la temperatura de
aceite que hay que alcanzar en régimen permanente.
Por otra parte, la cartografía G(c,n) es
explotada en un algoritmo A2 con la ayuda de los parámetros c y n
facilitados por los dispositivos P1 y P2. El algoritmo tiene en
cuenta, igualmente, el valor de \nuaceite y facilita una
temperatura Taceite.
En la descripción que precede, se han utilizado,
a título de ejemplo, dos parámetros de funcionamiento (el par del
motor y el régimen) pero podrían utilizarse otros parámetros sin
salirse del marco de la invención.
Para inicializar el sistema, se utiliza como
valor inicial de la temperatura del aceite la temperatura del agua
en el momento del arranque. Si el motor está frío durante el
arranque, Tagua es sensiblemente igual a Taceite. Si el motor está
caliente, las dos temperaturas pueden ser diferentes (en principio,
una diferencia inferior a la decena de grados). La inicialización
del estimador de temperatura de aceite con un valor erróneo no
perturba su convergencia, como muestran las figuras 5a y 5b. En lo
que sigue, el valor inicial de la temperatura de aceite será por
tanto inicializado con el valor inicial de la temperatura de
agua.
Se observa la convergencia del estimador
cualquiera que sea el valor inicial de la temperatura de
aceite.
\newpage
Por otra parte, se observa que el sistema es
eficaz durante una parada del motor seguida de un nuevo arranque
(por tanto en caliente). En efecto, la estimación de la temperatura
de aceite durante la parada del motor sirve para inicializar el
estimador durante el arranque siguiente. La figura 6 presenta una
disminución de temperatura durante una parada del motor. Se constata
que, en el ejemplo, las temperaturas de aceite y de agua son
sensiblemente iguales en el tiempo 0 (instante de parada del
motor), y después, las dos temperaturas disminuyen de manera casi
idéntica. Al cabo de aproximadamente 1800 s, existe una diferencia
de aproximadamente 5ºC entre el agua y el aceite. Si en este
momento se utiliza la temperatura de agua para inicializar el
estimador, se comete un error de aproximadamente 5ºC.
Ahora bien, como se ha descrito anteriormente en
relación con las figuras 5a y 5b, gracias a la convergencia rápida
del estimador de conducta, un error de 5ºC en la temperatura inicial
del aceite no perturba su convergencia. Así pues, al no ser
suficientemente importante la diferencia entre la temperatura del
agua y la temperatura del aceite en la fase de parada del motor, no
es necesario utilizar un modelo de estimador particular en la fase
de parada del motor.
Para validar el funcionamiento del sistema de
estimación de la temperatura de aceite, se han realizado diferentes
pruebas en diferentes condiciones de circulación:
- en rodaje urbano en tiempo fresco (véase la
figura 7a),
- en rodaje urbano en tiempo caliente (véase la
figura 7b),
- en rodaje extraurbano (véase la figura
7c),
- en rodaje por autopista con motor caliente
(véase la figura 7d).
Cada una de las figuras comprende tres
gráficos:
- el gráfico de la parte superior representa las
temperaturas de agua en grados C en función del tiempo, en
segundos, y esto durante una variación del régimen del motor y del
par,
- el gráfico del centro facilita las
temperaturas estimadas del aceite y las temperaturas de aceite que
se han medido para verificación, en grados C en función del
tiempo,
- el gráfico de la parte inferior facilita los
desvíos, en grados, en función del tiempo, entre las temperaturas
de aceite medidas y las temperaturas estimadas.
Como puede verse en la figura 7a, durante un
rodaje urbano en condiciones templadas (21ºC, por ejemplo) se
constata una convergencia del estimador hacia valores próximos a
los valores reales al cabo de aproximadamente 600 s. Además, el
error cometido se mantiene dentro de un intervalo comprendido entre
el 2,4 y el 7 por ciento.
En rodaje urbano en tiempo caliente (véase la
figura 7b), por ejemplo con 33ºC de temperatura exterior, con un
período de circulación densa entre los tiempos 400 s y 2200 s, la
temperatura ha aumentado de modo importante. Se han registrado
temperaturas de agua que llegan a 97ºC. Se constata que el error
sobre la estimación de la temperatura de aceite es inferior a
aproximadamente el 6%. Se ha constatado, igualmente, que, cuando la
circulación era más fluida, el error caía al 3%.
En rodaje extraurbano ilustrado en la figura 7c,
el tiempo de estabilización del sistema para obtener un error
reducido a menos del 2% es de aproximadamente 600 s. Por otra parte,
se constata que, durante la prueba, se han producido dos máximos de
temperaturas en los tiempos 1500 s y 1800 s, y las temperaturas
estimadas han tenido en cuenta estos máximos.
Finalmente, en rodaje por autopista con motor
caliente representado en la figura 7d, el sistema tiene tendencia a
sobreestimar la temperatura real. El error relativo máximo es del
11,2%. Después, durante una disminución de velocidad (salida de
autopista), y un retomo a un rodaje moderado (aproximadamente al
cabo de 1050 s), el sistema vuelve a tener un nivel de
funcionamiento correspondiente a un error del 5%.
Así pues, se constata que el sistema de la
invención da buenos resultados, tanto en lo que concierne al
respeto de la dinámica de la temperatura de aceite, como para el
valor de régimen permanente.
Una ventaja de este sistema es la rapidez de
convergencia de la estimación que le hace poco sensible al valor de
inicialización. Esto suprime el problema de la estimación de la
temperatura en la parada porque es posible inicializar el sistema
con la temperatura del agua en el arranque.
Sin salirse del marco de la invención, se
podría:
- tener en cuenta otros parámetros de
funcionamiento distintos al par o el régimen: por ejemplo, la
velocidad del vehículo, la temperatura exterior,
- realizar cartografías de las temperaturas con
un mayor número de puntos de funcionamiento.
Claims (13)
1. Procedimiento de estimación de la temperatura
del aceite de un motor de explosión (M) que comprende un circuito
de enfriamiento con fluido de enfriamiento, un dispositivo de
medición (TE) de la temperatura del fluido de enfriamiento que
facilita una temperatura medida (Tagua) del citado fluido de
enfriamiento, caracterizado porque comprende las etapas
siguientes:
(a) cálculo de predicción (Al) de una
temperatura predicha (Tpagua) del fluido de enfriamiento en función
de parámetros de funcionamiento del motor,
(b) medición de la temperatura (Tagua) del
líquido de enfriamiento con la ayuda del dispositivo de
medición
(TE),
(TE),
(c) cálculo de un error entre la temperatura
medida (Tagua) del fluido de enfriamiento y la temperatura predicha
(Tpagua) del fluido de enfriamiento,
(d) cálculo de predicción (A2) de una
temperatura de aceite predicha (Tpaceite) en función de parámetros
de funcionamiento del motor, y
(e) corrección de la temperatura de aceite
predicha (Tpaceite) con la ayuda del citado error para facilitar una
temperatura de aceite estimada (Taceite).
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque las etapas (e) y (d)
se efectúan en una sola etapa, incorporando el cálculo de
predicción de la temperatura de aceite (A2) una corrección que tiene
en cuenta el error calculado en la temperatura del agua.
3. Procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el cálculo de
la predicción (A1) de la temperatura del fluido de enfriamiento se
basa en la ecuación diferencial siguiente:
\frac{dTpagua}{dt} =
\frac{Tpagua}{tagua} + \frac{g(c,
n)}{tagua}
en la
cual:
\bullet Tpagua es la temperatura del agua
predicha,
\bullet tagua es la constante de tiempo de la
evolución de la temperatura del agua,
\bullet g(c,n) es una cartografía de
diferentes temperaturas en función de parámetros de funcionamiento
del motor, tales como el par motor real y el régimen de rotación
del motor.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cálculo de
predicción de la temperatura del aceite se basa en la ecuación
diferencial siguiente:
\frac{dTpaceite}{dt} =
\frac{Tpaceite}{taceite} + \frac{[f(c, n) + \nu
aceite]}{taceite}
en la
cual:
\bullet Tpaceite es la temperatura del aceite
del motor predicha por la fórmula,
\bullet taceite es la constante de tiempo de
la evolución de la temperatura del aceite,
\bullet g(c,n) es una cartografía de
diferentes temperaturas en función de parámetros de funcionamiento
del motor, tales como el par motor real y el régimen de rotación
del motor,
\bullet\nuaceite, es un valor de error que
hay que corregir en el valor de la temperatura predicha del aceite
del motor.
5. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque el valor de error
(\nuaceite) que hay que corregir es sensiblemente proporcional al
error entre la temperatura medida (Tagua) del fluido de enfriamiento
y la temperatura predicha (Tpagua) del fluido de enfriamiento.
6. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque comprende una etapa
previa de establecimiento y de registro en memoria de una
cartografía {g(c,n)} de las temperaturas del líquido de
enfriamiento para diferentes parámetros de funcionamiento del
motor, y de una cartografía {f(c,n)} de las temperaturas del
aceite para los mismos parámetros de funcionamiento del motor.
7. Sistema de estimación de la temperatura del
aceite de un motor de explosión (M) que comprende un circuito de
enfriamiento con fluido de enfriamiento, un dispositivo de medición
(TE) de la temperatura del citado fluido de enfriamiento que
facilita una temperatura medida (Tagua) del citado fluido de
enfriamiento, caracterizado porque comprende un sistema de
tratamiento que comprende:
\bullet un primer medio (A1) de predicción de
la temperatura del fluido de enfriamiento en función de parámetros
de funcionamiento del motor y que facilitan una temperatura
predicha (Tpagua) del fluido de enfriamiento,
\bullet un medio de cálculo de error (D) que
calcula el error entre la temperatura medida (Tagua) del fluido de
enfriamiento y la temperatura predicha (Tpagua) del fluido de
enfriamiento,
\bullet un segundo medio de predicción de la
temperatura del aceite del motor en función de parámetros de
funcionamiento del motor y que facilitan una temperatura de aceite
predicha (Tpaceite),
\bullet un medio de corrección que corrige la
temperatura de aceite predicha (Tpaceite) con la ayuda del error
calculado por el medio de cálculo de error y que facilita una
temperatura de aceite estimada (Taceite).
8. Sistema de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque la corrección de la temperatura de
aceite predicha (Tpaceite) se realiza en el segundo medio de
predicción.
9. Sistema de acuerdo con las reivindicaciones 7
u 8, caracterizado porque el primer medio de predicción (A1)
comprende un medio de resolución de la ecuación diferencial:
\frac{dTpagua}{dt} =
\frac{Tpagua}{tpagua} + \frac{g(c,
n)}{tagua}
en la
cual:
\bullet Tpagua es la temperatura del agua
predicha por la fórmula,
\bullet tagua es la constante de tiempo de la
evolución de la temperatura del agua,
\bullet g(c,n) es una cartografía de
diferentes temperaturas en función de parámetros de funcionamiento
del motor, tales como el par motor real y el régimen de rotación
del motor.
10. Sistema de acuerdo con una de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el segundo
medio de predicción (A2) comprende un medio de resolución de la
ecuación diferencial:
\frac{dTpaceite}{dt} =
\frac{Tpaceite}{taceite} + \frac{[f(c, n) + \nu
aceite]}{taceite}
en la
cual:
\bullet Tpaceite es la temperatura del aceite
del motor predicha por la fórmula,
\bullet taceite es la constante de tiempo de
la evolución de la temperatura del aceite,
\bullet f(c,n) es una cartografía de
diferentes temperaturas en función de parámetros de funcionamiento
del motor, tales como el par motor real y el régimen de rotación
del motor,
\nuaceite, es un valor de error
que hay que corregir en el valor de la temperatura predicha del
aceite del
motor.
11. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10,
caracterizado porque comprende un medio para que el valor de
error (\nuaceite) que hay que corregir sea sensiblemente
proporcional al error entre la temperatura medida (Tagua) del
fluido de enfriamiento y la temperatura predicha (Tpagua) del fluido
de enfriamiento.
12. Sistema de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque comprende medios {f(c,n),
g(c,n)} que permiten establecer y registrar en memoria un
cartografía {g(c,n)} de las temperaturas del líquido de
enfriamiento en función del tiempo para diferentes parámetros de
funcionamiento del motor, y de una cartografía {f(c,n)} de
las temperaturas del aceite en función del tiempo para los mismos
parámetros de funcionamiento del motor.
13. Motor de explosión que comprende un sistema
de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 12.
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