ES2329774T3 - Controlador de motor. - Google Patents
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Abstract
Motor de cuatro tiempos incluyendo: un sensor de presión (24) capaz de detectar una presión del aire de admisión en un tubo de admisión (6) del motor (1), el sensor de presión (24) y el tubo de admisión (6) están interconectados mediante un tubo de conexión (23), un controlador de motor (15) para controlar un estado operativo del motor (1), un filtro de paso bajo (14) para filtrar señales de presión del aire de admisión detectadas por el sensor de presión (24), caracterizado porque el filtro de paso bajo (14) está configurado en correlación con una longitud del tubo de conexión (23) para frecuencias de corte de las señales de presión de aire que no son más altas que una frecuencia correspondiente a una longitud de onda que es cuatro veces la longitud del tubo de conexión (23), y para frecuencias de corte de las señales de presión de aire que no son inferiores a una frecuencia de accionamiento de una válvula de admisión (7) del motor (1).
Description
Controlador de motor.
La presente invención se refiere a un motor de
cuatro tiempos según el preámbulo de la reivindicación independiente
1 y a un método de controlar un estado operativo de un motor de
cuatro tiempos según el preámbulo de la reivindicación independiente
5.
En los últimos años, junto con el uso difundido
del dispositivo de inyección de carburante llamado inyector, el
control del tiempo de inyección de carburante y la cantidad de
carburante inyectado o una relación aire-carburante
ha resultado fácil. Como resultado, ha sido posible aumentar la
potencia, reducir el consumo de carburante, y depurar los gases de
escape. En lo que se refiere al tiempo de inyección de carburante en
particular, en términos estrictos se detecta el estado de la
válvula de admisión o generalmente la fase del árbol de levas y se
inyecta carburante según el valor detectado. Sin embargo, el
denominado sensor excéntrico para detectar el estado de fase del
árbol de levas es caro y en la mayoría de los casos el sensor
excéntrico no se puede emplear en particular en una motocicleta a
causa del problema de la ampliación de la culata de cilindro. Por
esa razón, por ejemplo, en la publicación de patente
JP-A-H10-227252 se
ha propuesto un controlador de motor, en el que se detectan el
estado de fase del cigüeñal y la presión del aire de admisión, y a
partir de los valores detectados se detecta el estado de carrera
del cilindro. Por lo tanto, usando dicha técnica anterior, el
estado de carrera puede ser detectado sin detectar la fase del árbol
de levas, de modo que el tiempo de inyección de carburante puede
ser controlado según el estado de carrera.
Además, con el fin de controlar la cantidad de
carburante inyectado desde el dispositivo de inyección de carburante
antes descrito, por ejemplo es posible establecer una relación
aire-carburante deseada según la velocidad del
motor o la abertura del regulador, detectar la tasa real de flujo
del aire de admisión, y calcular una cantidad deseada de inyección
de carburante multiplicando la inversa de la relación
aire-carburante deseada.
Para detectar la tasa de flujo del aire de
admisión, se usan generalmente un sensor de flujo de aire de alambre
caliente y un sensor de vórtices de Karman para medir la tasa de
flujo másico y la tasa de flujo volumétrico, respectivamente. Sin
embargo, se necesita un elemento volumétrico (tanque de
compensación) para restringir la pulsación de presión para eliminar
factores de error debidos a flujo inverso de aire, o hay que
instalar el sensor en una posición a la que no llega el flujo
inverso de aire. Sin embargo, la mayor parte de los motores de
motocicleta son del tipo denominado de admisión independiente o el
tipo de cilindro único. Por lo tanto, los requisitos anteriores no
se pueden cumplir satisfactoriamente con la mayor parte de los
motores de motocicleta, y la tasa de flujo del aire de admisión no
puede ser detectada exactamente con los sensores de tasa de flujo
mencionados anteriormente.
Otro problema es que, dado que la detección de
la tasa de flujo del aire de admisión se realiza al final de una
carrera de admisión o en el primer período de una carrera de
compresión cuando el carburante ya sido inyectado, el control de la
relación aire-carburante usando la tasa de flujo del
aire de admisión es efectivo solamente en el ciclo siguiente. Esto
significa que, antes del ciclo siguiente, la relación
aire-carburante es controlada según la relación
aire-carburante del ciclo previo a pesar de que el
conductor intente acelerar y abrir el regulador. Por lo tanto, el
conductor tendrá una sensación de incoherencia a causa de
aceleración insuficiente debido a par o potencia insuficientes.
Para resolver tales problemas, la intención de acelerar del
conductor deberá ser detectada detectando el estado del regulador
usando un sensor de válvula de mariposa o un sensor de posición del
regulador. Sin embargo, tales sensores no se pueden emplear
especialmente en una motocicleta a causa de su tamaño grande y alto
precio, y los problemas siguen sin resolverse por el momento.
Por lo tanto, se puede idear la disposición
siguiente: se detectan la fase del cigüeñal y la presión del aire
de admisión en el tubo de admisión de un motor de cuatro tiempos; se
determina que hay un estado de aceleración cuando el valor
diferencial en la presión del aire de admisión en la misma fase del
cigüeñal en la misma carrera entre el ciclo corriente y el ciclo
previo no es menor que un valor especificado; cuando se determina
que hay un estado de aceleración, se inyecta carburante
inmediatamente desde un dispositivo de inyección de carburante, por
ejemplo, con el fin de responder a la intención del conductor de
acelerar. Aquí, por una parte, se requieren cambios suaves en la
presión del aire de admisión según la carrera, y se requieren
cambios reales en la presión del aire de admisión al detectar la
tasa de flujo del aire de admisión, por la otra. En otros términos,
se requieren cambios de la presión del aire de admisión que son
suaves, pero reales según la carrera, para detectar el estado de
aceleración y la tasa de flujo de aire de admisión del motor, o la
carga. Sin embargo, la presencia de vibración en la presión del
aire de admisión detectada con el sensor de presión es conocida
además de simples ruidos eléctricos. La vibración obstaculiza la
detección de los cambios de la presión del aire de admisión según la
carrera.
Un motor de cuatro tiempos, así como un método
de controlar un estado operativo de un motor de cuatro tiempos como
se ha indicado anteriormente, se puede ver en el documento de la
técnica anterior más próxima US 4.412.520. Dicho motor de
combustión interna está provisto de unos medios de admisión de aire
y un sensor de presión, donde un tubo de conexión está dispuesto
entre dicho sensor y los medios de admisión de aire. Dicho sensor
está provisto de un filtro de paso bajo con el fin de compensar
cualquier vibración indeseada dentro de los medios de admisión de
aire. La longitud del conducto de conexión influye en la presión
detectada del colector de admisión. Sin embargo, si se selecciona,
la presión detectada se mantiene dentro de un rango cerca del valor
establecido independientemente del cambio en la longitud del
conducto y también de la velocidad rotacional.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un motor de cuatro tiempos como se ha indicado
anteriormente, así como un método para controlar un estado
operativo de un motor de cuatro tiempos como se ha indicado
anteriormente, donde la presión del aire de admisión puede ser
detectada fijamente.
Según el aspecto de aparato de la presente
invención, dicho objetivo se logra con un motor de cuatro tiempos
que tiene las características de la reivindicación independiente
1.
Se exponen realizaciones preferidas en las
reivindicaciones dependientes.
Además, según el aspecto de método de la
presente invención, dicho objetivo se logra con un método de
controlar un estado operativo de un motor de cuatro tiempos que
tiene las características de la reivindicación independiente 5.
Se exponen realizaciones preferidas en las
reivindicaciones dependientes.
A continuación, la presente invención se ilustra
y explica por medio de realizaciones preferidas en unión con los
dibujos acompañantes. En los dibujos:
La figura 1 es un dibujo simplificado de la
constitución de un motor de motocicleta y su controlador.
La figura 2 es un diagrama de bloques del
controlador de motor como una realización de la presente
invención.
La figura 3 es un dibujo explicativo de detectar
el estado de carrera de la fase del cigüeñal y la presión del aire
de admisión.
La figura 4 es un diagrama de bloques de una
sección de cálculo de la tasa de flujo del aire de admisión.
La figura 5 es un mapa de control para
determinar la tasa de flujo másico del aire de admisión a partir de
la presión del aire de admisión.
La figura 6 es un diagrama de bloques de una
sección de cálculo de tasa de inyección de carburante y un modelo
de comportamiento del carburante.
La figura 7 es un diagrama de flujo de procesos
operativos de detectar un estado de aceleración y calcular la tasa
de inyección de carburante en aceleración.
La figura 8 es un gráfico de tiempo que
representa la función de los procesos operativos representados en la
figura 7.
La figura 9 es un dibujo explicativo de señales
de admisión del aire de admisión detectadas con el sensor de
presión del aire de admisión.
La figura 10 es un dibujo explicativo del estado
de unir el sensor de presión del aire de admisión al tubo de
admisión.
La figura 11 es un dibujo explicativo de la
vibración de columna de aire.
La figura 12 es un dibujo explicativo de la
constitución de un filtro de paso bajo analógico.
Y la figura 13 es un dibujo explicativo de las
señales de presión del aire de admisión procesadas con el filtro de
paso bajo.
A continuación se describe una forma de realizar
la presente invención.
La figura 1 es un dibujo simplificado de una
constitución ejemplar de un motor de motocicleta y su controlador.
Un motor 1 es un motor de cuatro tiempos con cuatro cilindros. El
motor 1 también está provisto de: un cuerpo de cilindro 2, un
cigüeñal 3, pistones 4, cámaras de combustión 5, tubos de admisión
6, válvulas de admisión 7, tubos de escape 8, válvulas de escape 9,
bujías 10, y bobinas de encendido 11. Una válvula de mariposa 12 a
abrir y cerrar según la abertura del regulador está dispuesta en el
tubo de admisión 6. Un inyector 13, que sirve como un dispositivo
de inyección de carburante, está dispuesto en parte del tubo de
admisión 6 en el lado situado hacia abajo de la válvula de mariposa
12. El inyector 13 está conectado a un filtro 18, una bomba de
carburante 17, y una válvula de control de presión 16, dispuesta en
un depósito de carburante 19. Además, el motor 1 es del denominado
tipo de admisión independiente en que cada cilindro aspira aire
independientemente uno de otro, y cada tubo de admisión 6 de cada
cilindro está provisto de un inyector 13.
El estado operativo del motor 1 es controlado
con una unidad de control de motor 15. Con el fin de detectar el
estado operativo del motor 1 introduciendo valores de control en la
unidad de control de motor 15, se disponen los sensores siguientes:
un sensor de ángulo de cigüeñal 20 para detectar el ángulo de
rotación o fase del cigüeñal 3, un sensor de temperatura del agua
de refrigeración para detectar la temperatura del cuerpo de
cilindro 2 o la temperatura del agua refrigerante, es decir, la
temperatura de la parte principal del motor, un sensor de relación
aire-carburante de escape 22 para detectar la
relación aire-carburante en el tubo de escape 8,
sensores de presión del aire de admisión 24 para detectar presiones
del aire de admisión en los tubos de admisión 6 de los cilindros
respectivos, y sensores de temperatura del aire de admisión 25 para
detectar las temperaturas en los tubos de admisión 6, o las
temperaturas del aire de admisión. A la unidad de control de motor
15 se introducen señales detectadas con los sensores y envía señales
de control a la bomba de carburante 17, la válvula de control de
presión 16, los inyectores 13, y las bobinas de encendido 11.
La unidad de control de motor 15 está formada
por un microordenador y análogos (no representado). La figura 2 es
un diagrama de bloques del proceso de operación de control de motor
realizado con el microordenador en la unidad de control de motor 15
como una realización de la presente invención. El proceso operativo
se lleva a cabo con los componentes siguientes: un filtro de paso
bajo 14 para aplicar proceso de filtración de paso bajo a las
señales de presión del aire de admisión, una sección de cálculo de
velocidad del motor 26 para calcular la velocidad del motor a
partir de la señal de ángulo de cigüeñal, una sección de detección
de tiempo de cigüeñal 27 para detectar información de tiempo de
cigüeñal o el estado de carrera a partir de la señal de ángulo de
cigüeñal y la señal de presión del aire de admisión procesada por el
filtro de paso bajo, una sección de cálculo de la tasa de flujo del
aire de admisión 28 para cargar la información de tiempo de cigüeñal
detectada con la sección de detección de tiempo de cigüeñal 27 y
calcular la tasa de flujo del aire de admisión a partir de la señal
de temperatura del aire de admisión y la señal de presión del aire
de admisión procesada por el filtro de paso bajo, una sección de
establecimiento de tasa de inyección de carburante 29 para
establecer la relación aire-carburante deseada
según la velocidad del motor calculada con la sección de cálculo de
velocidad del motor 26 y la tasa de flujo del aire de admisión
calculada con la sección de cálculo de la tasa de flujo del aire de
admisión 28 y calcular y establecer la tasa de inyección de
carburante y el tiempo de inyección de carburante detectando el
estado de aceleración, una sección de salida de pulso de inyección
30 para cargar la información de tiempo de cigüeñal detectada con
la sección de detección de tiempo de cigüeñal 27 y enviar el pulso
de inyección al inyector 13 según la tasa de inyección de carburante
y el tiempo de inyección de carburante establecido con la sección
de establecimiento de tasa de inyección de carburante 29, una
sección de establecimiento de tiempo de encendido 31 para cargar la
información de tiempo de cigüeñal detectada con la sección de
detección de tiempo de cigüeñal 27 y establecer el tiempo de
encendido según la velocidad del motor calculada con la sección de
cálculo de velocidad del motor 26 y la tasa de inyección de
carburante establecida con la sección de establecimiento de tasa de
inyección de carburante 29, y una sección de envío de pulso de
encendido 32 para cargar la información de tiempo de cigüeñal
detectada con la sección de detección de tiempo de cigüeñal 27 y
enviar pulsos de encendido según el tiempo de encendido establecido
con la sección de establecimiento de tiempo de encendido 31 a la
bobina de encendido 11.
La sección de cálculo de velocidad del motor 26
calcula, a partir de la tasa de cambio de tiempo de la señal de
ángulo de cigüeñal, la velocidad de rotación del cigüeñal o el eje
de salida del motor como la velocidad del motor.
La sección de detección de tiempo de cigüeñal 27
es de la misma constitución que la del dispositivo de determinación
de carrera descrito en la publicación de patente citada
JP-AH10-227252 para detectar los
estados de carrera de los cilindros como se representa en la figura
3 y enviarlos como la información de tiempo de cigüeñal. En otros
términos, el cigüeñal y el árbol de levas de un motor de cuatro
tiempos funcionan continuamente con una cierta diferencia de fase.
Cuando los pulsos de cigüeñal se cargan como se representa en la
figura 3, los pulsos de cigüeñal indicados con los números de
referencia "4" pertenecen a la carrera de escape o compresión.
Como es conocido comúnmente, en la carrera de escape, dado que la
válvula de escape está abierta y la válvula de admisión está
cerrada, la presión de admisión es alta. En el primer período de la
carrera de compresión, dado que la válvula de admisión todavía está
abierta, la presión de admisión es baja. Aunque la válvula de
admisión se cierre aquí, la presión de admisión ha disminuido en la
carrera de admisión anterior. Por lo tanto, el pulso de cigüeñal
indicado con "4" en el dibujo cuando la presión de admisión es
baja, representa que el segundo cilindro está en la carrera de
compresión y que el segundo cilindro está en el punto muerto
inferior de admisión cuando se obtiene el pulso de cigüeñal
indicado con "3". De esta forma, cuando se detecta el estado
de carrera de cualquier cilindro, se conocen los estados de otros
cilindros porque operan con ciertas diferencias de fase. Por
ejemplo, el pulso de cigüeñal indicado con "9" después del
pulso de cigüeñal indicado con "3" correspondiente al segundo
cilindro en el punto muerto inferior de admisión corresponde al
punto muerto inferior de admisión del primer cilindro. El pulso de
cigüeñal siguiente indicado con "3" corresponde al punto muerto
inferior de admisión del tercer cilindro. El pulso de cigüeñal
siguiente indicado con "9" corresponde al punto muerto
inferior de admisión del cuarto cilindro. El estado de carrera
corriente puede ser detectado más exactamente interpolando el
estado entre carreras adyacentes con la velocidad de rotación del
cigüeñal.
Como se representa en la figura 4, la sección de
cálculo de la tasa de flujo del aire de admisión 28 está formada
por: una sección de detección de la presión del aire de admisión 281
para detectar la presión del aire de admisión a partir de la señal
de presión del aire de admisión y la información de tiempo de
cigüeñal, una sección de almacenamiento de mapa de tasa de flujo
másico 282 para almacenar el mapa para detectar la tasa de flujo
másico del aire de admisión a partir de la presión del aire de
admisión, una sección de cálculo de tasa de flujo másico 283 para
calcular la tasa de flujo másico proporcional a la presión detectada
del aire de admisión usando el mapa de tasa de flujo másico, una
sección de detección de la temperatura del aire de admisión 284
para detectar la temperatura del aire de admisión a partir de la
señal de temperatura del aire de admisión, y una sección de
corrección de tasa de flujo másico 285 para corregir la tasa de
flujo másico del aire de admisión usando la tasa de flujo másico
del aire de admisión calculada con la sección de cálculo de tasa de
flujo másico 283 y la temperatura del aire de admisión detectada con
la sección de detección de la temperatura del aire de admisión 284.
En otros términos, dado que el mapa de tasa de flujo másico está
organizado con la tasa de flujo másico a una temperatura del aire de
admisión de 20 grados C, por ejemplo, la tasa real de flujo del
aire de admisión se calcula corrigiendo el mapa con la temperatura
real del aire de admisión (relación de temperatura absoluta).
En esta realización, la tasa de flujo del aire
de admisión se calcula usando el valor de la presión del aire de
admisión del período desde el punto muerto inferior de la carrera de
compresión al momento de cierre de la válvula de admisión. Es
decir, dado que la presión del aire de admisión es casi igual a la
presión en cilindro cuando la válvula de admisión está abierta, se
puede calcular la masa de aire en el cilindro si se conocen la
presión del aire de admisión, el volumen del cilindro y la
temperatura del aire de admisión. Sin embargo, dado que la válvula
de admisión permanece abierta un rato después del inicio de la
carrera de compresión y el aire se puede mover entre el cilindro y
el tubo de admisión, la tasa de flujo del aire de admisión calculada
a partir de la presión del aire de admisión durante el período
antes del punto muerto inferior puede diferir de la tasa de flujo
real a la que el aire fluye realmente al cilindro. Por lo tanto, la
tasa de flujo del aire de admisión se calcula usando la presión del
aire de admisión en la carrera de compresión durante la que el aire
no se mueve entre el cilindro y el tubo de admisión en el mismo
estado abierto de la válvula de admisión. Para obtener resultados
más exactos, es preferible considerar el efecto de la presión
parcial del gas quemado y usar la velocidad del motor que tiene una
alta correlación con él para realizar una corrección proporcional a
la velocidad del motor medida en un experimento.
En esta realización relacionada con el tipo de
admisión independiente, el mapa de tasa de flujo másico casi en
relación lineal a la presión del aire de admisión como se representa
en la figura 5 se usa para calcular la tasa de flujo del aire de
admisión. Esto es porque la masa de aire se calcula en base a la ley
de Boyle-Charles (PV = nRT). En contraposición, en
el caso donde un tubo de admisión está conectado a todos los
cilindros, el mapa representado con la línea discontinua debe ser
usado porque la premisa de la presión del aire de admisión casi
igual a la presión en cilindro no es verdadera debido a la
influencia de otros cilindros.
La sección de establecimiento de tasa de
inyección de carburante 29 incluye: una sección de cálculo de
relación aire-carburante regular deseada 33 para
calcular la relación aire-carburante regular deseada
según la velocidad del motor calculada con la sección de cálculo de
velocidad del motor 26 y la señal de presión del aire de admisión,
una sección de cálculo de tasa regular de inyección de carburante 34
para calcular la tasa regular de inyección de carburante y el
tiempo de inyección de carburante según la relación
aire-carburante regular deseada calculada con la
sección de cálculo de relación aire-carburante
regular deseada 33 y la tasa de flujo del aire de admisión
calculada con la sección de cálculo de la tasa de flujo de aire de
admisión 28, un modelo de comportamiento del carburante 35 usado al
calcular la tasa regular de inyección de carburante y el tiempo de
inyección de carburante con la sección de cálculo de tasa regular de
inyección de carburante 34, unos medios detectores de estado de
aceleración 41 para detectar el estado de aceleración a partir de la
señal de ángulo de cigüeñal, la señal de presión del aire de
admisión, y la información de tiempo de cigüeñal detectada con la
sección de detección de tiempo de cigüeñal 27, y una sección de
cálculo de tasa de inyección de carburante en aceleración 42 para
calcular la tasa de inyección de carburante en aceleración y el
tiempo de inyección de carburante proporcional al estado de
aceleración calculado con los medios detectores de estado de
aceleración 41 y la velocidad del motor calculada con la sección de
cálculo de velocidad del motor 26. El modelo de comportamiento del
carburante 35 es sustancialmente integral con la sección de cálculo
de tasa regular de inyección de carburante 34. Es decir, sin el
modelo de comportamiento del carburante 35, el cálculo y el
establecimiento de la tasa de inyección de carburante y el tiempo
de inyección de carburante no se pueden llevar a cabo exactamente en
esta realización prevista para inyectar carburante a los tubos de
admisión. Además, el modelo de comportamiento del carburante 35
requiere la señal de temperatura del aire de admisión, la velocidad
del motor, y la señal de temperatura del agua refrigerante.
La sección de cálculo de tasa regular de
inyección de carburante 34 y el modelo de comportamiento del
carburante 35 están constituidos por ejemplo como se representa en
el diagrama de bloques de la figura 6. Aquí, se supone que la tasa
de carburante inyectado desde el inyector 13 al tubo de admisión 6
es M_{F-INJ} de la que la tasa de carburante que
se adhiere a la pared del tubo de admisión 6 es X. Entonces, de
M_{F-INJ}, la tasa de carburante inyectado
directamente al cilindro es ((1-X) x
M_{F-INJ}). La tasa de carburante que se adhiere
a la pared del tubo de admisión 6 es (X x
M_{F-INJ}). Parte del carburante adherido fluye a
lo largo de la pared del tubo de admisión al cilindro. Suponiendo
que la tasa de carburante restante es M_{F-BUF}, y
que la tasa de carburante alejado del carburante restante con aire
de admisión es \tau, la tasa de carburante alejado y que fluye al
cilindro es (\tau x M_{F-BUF}).
La sección de cálculo de tasa regular de
inyección de carburante 34 calcula primero un coeficiente de
corrección de la temperatura del agua refrigerante K_{w} a partir
de la temperatura del agua refrigerante T_{w} usando una tabla de
coeficientes de corrección de la temperatura del agua refrigerante.
A continuación, se aplica una rutina de corte del carburante
cuando, por ejemplo, la abertura del regulador es cero, a la tasa de
flujo del aire de admisión M_{A-MAN}. A
continuación, se calcula una tasa de entrada de aire M_{A}, cuya
temperatura se corrige usando la temperatura del aire de admisión
T_{A}, que se multiplica por la relación inversa de la relación
aire-carburante deseada AF_{0} y también se
multiplica por el coeficiente de corrección de la temperatura del
agua refrigerante K_{w} para obtener la tasa requerida de entrada
de carburante M_{F}. Por otra parte, la tasa de adhesión de
carburante X se calcula a partir de la velocidad del motor N_{E}
y la presión del tubo de admisión P_{A-MAN} usando
el mapa de tasas de adhesión de carburante. También a partir de la
velocidad del motor N_{E} y la presión del tubo de admisión
P_{A-MAN} y usando el mapa de tasas de
alejamiento, se calcula la tasa de alejamiento \tau. La tasa de
carburante que queda M_{F-BUF} obtenida por el
cálculo anterior se multiplica por la tasa de alejamiento \tau
para calcular la tasa de alejamiento de carburante
M_{F-TA}. Ésta se resta de la tasa requerida de
entrada de carburante M_{F} para obtener la tasa de entrada
directa de carburante M_{F-DIR}. Como se ha
descrito anteriormente, la tasa de entrada directa de carburante
M_{F-DIR} es (1-X) veces la tasa
de inyección de carburante M_{E-INJ}. Por lo
tanto, la tasa regular de inyección de carburante
M_{F-INJ} se calcula dividiendo por
(1-X). De la tasa de carburante que queda
M_{F-BUF}, que queda hasta el tiempo anterior,
entonces queda ((\tau) x M_{F-BU}). Por lo
tanto, la tasa de carburante que queda M_{M-BUF}
entonces se determina añadiendo la tasa de adhesión de carburante (X
x M_{F-INJ}).
La tasa de flujo del aire de admisión calculada
con la sección de cálculo de la tasa de flujo del aire de admisión
28 es la detectada al final de la carrera de admisión que es un
ciclo antes de la carrera de admisión que está a punto de entrar en
la carrera de combustión (expansión) o en un primer tiempo de la
carrera de compresión siguiente. Por lo tanto, también la tasa
regular de inyección de carburante y el tiempo de inyección de
carburante calculado y establecido con la sección de cálculo de tasa
regular de inyección de carburante 34 son los resultados del ciclo
previo proporcional a la tasa de flujo del aire de admisión.
La sección de detección de estado de aceleración
41 tiene una tabla de valores umbral del estado de aceleración.
Esta tabla se usa como se describirá más tarde cuando la presión
diferencial del aire de admisión entre una carrera y la misma
carrera del ciclo previo en el mismo ángulo de calado se obtiene y
compara con un valor umbral dado para detectar la presencia de un
estado de aceleración. El valor umbral varía con el ángulo de
calado. Por lo tanto, un estado de aceleración se determina
comparando la diferencial entre los valores de presión de admisión
corriente y anterior con el valor dado que varía dependiendo del
ángulo de calado.
La sección de detección de estado de aceleración
41 y la sección de cálculo de tasa de inyección de carburante en
aceleración 42 operan simultáneamente para llevar a la práctica el
proceso operativo representado en la figura 7. Este proceso
operativo se lleva a cabo cada vez que entra una señal de pulso de
ángulo de cigüeñal de un ángulo de calado especificado puesto por
ejemplo a 30 grados. Además, aunque no se facilita un paso especial
para comunicación en este proceso operativo, la información obtenida
por el proceso operativo se almacena de vez en cuando en el
dispositivo de memoria, y la información requerida para el proceso
operativo se carga de vez en cuando del dispositivo de memoria. En
este proceso operativo en particular, la presión del aire de
admisión cargado es almacenada y renovada, asociada con el ángulo de
calado en el tiempo, para dos rotaciones del cigüeñal en el
dispositivo de memoria secuencial tal como un registro de
desplazamiento.
En este proceso operativo, en primer lugar en el
paso S1, se carga una presión del aire de admisión
P_{A-MAN} de la señal de presión del aire de
admisión.
A continuación en el paso S2, se carga un ángulo
de calado A_{CS} de la señal de ángulo de cigüeñal.
A continuación en el paso S3, se carga una
velocidad del motor N_{E} a partir de la sección de cálculo de
velocidad del motor 26.
A continuación en el paso S4, se detecta un
estado de carrera a partir de la información de tiempo de cigüeñal
según el proceso operativo individual realizado en el mismo
paso.
A continuación en el paso S5, si la carrera
corriente es una carrera de escape o una carrera de admisión se
determina según el proceso operativo individual realizado en el
mismo paso. Si la carrera está en la carrera de escape o de
admisión, el proceso pasa al paso S6, y de otro modo al paso S7.
En el paso S6, se determina si un contador de
prohibición de inyección de carburante en aceleración n no es menor
que un valor especificado n_{0} que permite la inyección de
carburante en aceleración. Si el contador de prohibición de
inyección de carburante en aceleración n no es menor que el valor
especificado n_{0}, el proceso pasa al paso S8, y de otro modo al
paso S9.
En el paso S8, se carga una presión del aire de
admisión P_{A-MAN-L} en el mismo
ángulo de calado A_{CS} dos rotaciones del cigüeñal antes, o en
la misma carrera en el ciclo previo (a continuación descrito también
como un valor previo de la presión del aire de admisión), y el
proceso pasa al paso S10.
En el paso S10, se resta el valor previo de la
presión del aire de admisión
P_{A-MAN-L} de la presión
corriente del aire de admisión P_{A-MAN} cargado
en el paso S1 para calcular una presión diferencial del aire de
admisión \DeltaP_{A-MAN} y el proceso pasa al
paso S11.
En el paso S11, un valor umbral de presión
diferencial del aire de admisión en estado de aceleración
\DeltaP_{A-MAN0} en el mismo ángulo de calado
A_{CS} se carga de la tabla de valores umbral del estado de
aceleración según el proceso operativo individual realizado en el
mismo paso, y el proceso pasa al paso S12.
En el paso S12, se borra el contador de
prohibición de inyección de carburante en aceleración n, y el
proceso pasa al paso S13.
En el paso S13, se determina si la presión
diferencial del aire de admisión \DeltaP_{A-MAN}
calculado en el paso S10 no es menor que el valor umbral de presión
diferencial del aire de admisión en estado de aceleración
\DeltaP_{A-MAN0} en el mismo ángulo de calado
A_{CS} cargado en el paso S11. Si la presión diferencial del aire
de admisión \DeltaP_{A-MAN} no es menor que el
valor umbral de presión diferencial del aire de admisión en estado
de aceleración \DeltaP_{A-MAN0}, el proceso pasa
al paso S14, y de otro modo al paso S7.
En el paso S9, el contador de prohibición de
inyección de carburante en aceleración n se incrementa, y el proceso
pasa al paso S7.
En el paso S14, una tasa de inyección de
carburante en aceleración M_{F-ACC} que concuerda
con la presión diferencial del aire de admisión
\DeltaP_{A-MAN} calculada en el paso S10 y la
velocidad del motor N_{E} cargada en el paso S3 se calcula a
partir de un mapa tridimensional según el proceso operativo
individual realizado en el mismo paso, y el proceso pasa al paso
S15.
En el paso S7, la tasa de inyección de
carburante en aceleración M_{F-ACC} se pone a cero
antes de pasar al paso S15.
En el paso S15, la tasa de inyección de
carburante en aceleración M_{F-ACC} puesta en el
paso S14 o S7 se envía antes de volver al programa principal.
Según esta realización, se inyecta carburante
para aceleración cuando se detecta un estado de aceleración con la
sección de detección de estado de aceleración 41. Es decir, se
inyecta carburante inmediatamente cuando se determina en el paso
S13 del proceso operativo representado en la figura 7 que la presión
diferencial del aire de admisión
\DeltaP_{A-MAN} no es menor que el valor umbral
de presión diferencial del aire de admisión en estado de
aceleración \DeltaP_{A-MAN0}. En otros términos,
se inyecta carburante para aceleración cuando se detecta un estado
de aceleración.
La sección de establecimiento de tiempo de
encendido 31 está formada por: una sección de cálculo de tiempo
básico de encendido 36 para calcular el tiempo básico de encendido
en base a la velocidad del motor calculada con la sección de
cálculo de velocidad del motor 26 y a la relación
aire-carburante deseada calculada con la sección de
cálculo de relación aire-carburante regular deseada
33, y una sección de corrección de tiempo de encendido 38 para
corregir el tiempo básico de encendido calculado con la sección de
cálculo de tiempo básico de encendido 36 según la tasa de inyección
de carburante en aceleración calculada con la sección de cálculo de
tasa de inyección de carburante en aceleración 42.
La sección de cálculo de tiempo básico de
encendido 36, usando un mapa para buscar el tiempo de encendido,
calcula el tiempo básico de encendido que produce par máximo a la
velocidad corriente del motor y la relación
aire-carburante deseada en el tiempo. En otros
términos, el tiempo básico de encendido calculado con la sección de
cálculo de tiempo básico de encendido 36, análoga a la sección de
cálculo de tasa regular de inyección de carburante 34, se basa en
el resultado de la carrera de admisión uno ciclo antes. La sección
de corrección de tiempo de encendido 38 corrige el tiempo de
encendido como sigue: según la tasa de inyección de carburante en
aceleración calculada con la sección de cálculo de tasa de inyección
de carburante en aceleración 42, se determina una relación
aire-carburante en cilindro cuando la tasa de
inyección de carburante en aceleración se añade a la tasa regular
de inyección de carburante; cuando la relación
aire-carburante en cilindro es en gran medida
diferente de la relación aire-carburante deseada
puesta con la sección de cálculo de relación
aire-carburante regular deseada 33; y el nuevo
tiempo de encendido se pone usando la relación
aire-carburante en cilindro, la velocidad del
motor, y la presión del aire de admisión.
A continuación, la función del proceso operativo
representado en la figura 7 se describe junto con el gráfico de
tiempo representado en la figura 8. Según este gráfico de tiempo, la
abertura del regulador es constante durante un período de tiempo
hasta t_{06}. El regulador se abre linealmente dentro de un
período de tiempo relativamente corto de t_{06} a t_{15} antes
de ser constante de nuevo. Esta realización se ha dispuesto de modo
que la válvula de admisión se abra desde ligeramente antes del punto
muerto superior de escape a ligeramente después del punto muerto
inferior de compresión. La curva trazada con diamantes en el gráfico
representa la presión del aire de admisión. La forma de onda de los
pulsos en la parte inferior del gráfico representa la cantidad de
carburante inyectado. Como se ha descrito antes, la presión del aire
de admisión disminuye de repente en la carrera de admisión, que va
seguida en orden por la carrera de compresión, la carrera de
expansión (combustión), y la carrera de escape para completar un
ciclo que se repite.
Las marcas gráficas en forma de diamante en la
curva de la presión del aire de admisión muestran pulsos a
intervalos del ángulo de calado de 30 grados. En la posición de
ángulo de calado rodeada con un círculo (240 grados), se pone la
relación aire-carburante deseada que concuerda con
la velocidad del motor. Al mismo tiempo, la tasa regular de
inyección de carburante y el tiempo de inyección de carburante se
ponen usando la presión del aire de admisión detectada en el
tiempo. Según este gráfico de tiempo, se inyecta carburante de la
tasa regular de inyección de carburante puesta en el tiempo
t_{02} en el tiempo t_{03}. De la misma forma a continuación,
la tasa de inyección de carburante se pone al tiempo t_{05} e
inyecta en el tiempo t_{07}, se pone en el tiempo t_{09} e
inyecta en el tiempo t_{10}, se pone en el tiempo t_{11} e
inyecta en el tiempo t_{12}, se pone en el tiempo t_{13} e
inyecta en el tiempo t_{14}, y se pone en el tiempo t_{17} e
inyecta en el tiempo t_{18}. De éstas, por ejemplo, la tasa
regular de inyección de carburante puesta en el tiempo t_{09} e
inyectada en el tiempo t_{10} es mayor que la tasa regular de
inyección de carburante previa porque la presión del aire de
admisión ya es alta y consiguientemente se calcula una tasa grande
de aire de admisión. Sin embargo, dado que la tasa regular de
inyección de carburante se pone generalmente en la carrera de
compresión y el tiempo regular de inyección de carburante se pone en
la carrera de escape, la intención de aceleración del conductor no
se refleja en tiempo real en la tasa regular de inyección de
carburante. En otros términos, mientras el regulador empieza a
abrirse en el tiempo t_{06}, dado que la tasa regular de
inyección de carburante en el tiempo t_{07} ya se ha puesto en el
tiempo t_{05} antes del tiempo t_{06}, la tasa de inyección es
menor que la prevista para aceleración.
Según esta realización, por otra parte, por el
proceso operativo representado en la figura 7, la presión del aire
de admisión P_{A-MAN} en un ángulo de calado
representado con un diamante abierto en la figura 8 se compara con
la del mismo ángulo de calado del ciclo previo para calcular el
valor diferencial como la presión diferencial del aire de admisión
\DeltaP_{A-MAN}, y el valor se compara con el
valor umbral \DeltaP_{A-MAN0}. Por ejemplo,
cuando se comparan entre sí las presiones del aire de admisión
P_{A-MAN}(300grados) en el ángulo de
calado de 300 grados, en los tiempos t_{01} y t_{04} o en los
tiempos t_{16} y t_{19} cuando la abertura del regulador
permanece constante, ambos valores son casi los mismos, es decir, la
diferencia entre los valores previo y corriente, o el valor de la
presión diferencial del aire de admisión
\DeltaP_{A-MAN}, es pequeña. Sin embargo, la
presión del aire de admisión
P_{A-MAN(300grados)} en el tiempo t_{08}
en el ángulo de calado de 300 grados, en que la abertura del
regulador incrementa, es más grande que la presión del aire de
admisión P_{A-MAN(300grados)} en el tiempo
t_{04} en el ciclo previo en el ángulo de calado de 300 grados,
en que la abertura del regulador todavía es pequeña. Por lo tanto,
la presión diferencial del aire de admisión
\DeltaP_{A-MAN(300grados)} obtenido
restando la presión del aire de admisión
P_{A-MAN(300grados)} en el tiempo t_{04}
de la presión del aire de admisión
P_{A-MAN(300grados)} en el tiempo t_{08}
se compara con el valor umbral
\DeltaP_{A-MAN0}(300 grados). Si la
presión diferencial del aire de admisión
\DeltaP_{A-MAN(300grados)} es más grande
que el valor umbral
\DeltaP_{A-MAN0(300grados)}, se detecta
la presencia de un estado de aceleración.
Además, la detección del estado de aceleración
usando la presión diferencial del aire de admisión
\DeltaP_{A-MAN} es más distinta en la carrera
de admisión. Por ejemplo, la presión diferencial del aire de
admisión \DeltaP_{A-MAN(120grados)} en
el ángulo de calado de 120 grados en la carrera de admisión es
probable que aparezca claramente. Sin embargo, dependiendo de las
características del motor, como se representa por ejemplo con una
línea de doble punto y trazo en la figura 8, hay posibilidad de que
la curva de la presión del aire de admisión represente
características pronunciadas denominadas de punta, y hay desacuerdo
en el ángulo de calado detectado y la presión del aire de admisión.
Esto puede dar lugar a desacuerdo en la presión calculada del aire
de admisión. Por lo tanto, el rango de detección del estado de
aceleración se extiende a la carrera de escape en que la curva de la
presión del aire de admisión es relativamente menos pronunciada
para detectar el estado de aceleración usando la presión
diferencial del aire de admisión en ambas carreras. Naturalmente, se
puede hacer que el estado de aceleración sea detectado solamente en
una de las carreras dependiendo de las características del
motor.
En el motor de cuatro tiempos usado en esta
realización, la carrera de escape y la carrera de admisión se
producen solamente una vez cada una en dos rotaciones del cigüeñal.
Por lo tanto, en el motor de motocicleta usado en esta realización
sin un sensor excéntrico, en qué carrera está el motor no se puede
hallar detectando simplemente el ángulo de calado. Por lo tanto, la
detección de un estado de aceleración usando la presión diferencial
del aire de admisión \DeltaP_{A-MAN} se lleva a
cabo después de determinar qué carrera cargando el estado de
carrera en base a la información de tiempo de cigüeñal detectada con
la sección de detección de tiempo de cigüeñal 27. Esto hace posible
detectar el estado de aceleración más fiablemente.
Aunque no es claro con la presión diferencial
del aire de admisión \DeltaP_{A-MAN(300
grados)} en el ángulo de calado de 300 grados y la presión
diferencial del aire de admisión
\DeltaP_{A-MAN}(120 grados) en el ángulo
de calado de 120 grados, como es claro por comparación con la
presión diferencial del aire de admisión
\DeltaP_{A-MAN(360 grados)} en el ángulo
de calado de 360 grados como se representa en la figura 8, la
presión diferencial del aire de admisión
\DeltaP_{A-MAN}, que es la diferencia entre los
valores previo y corriente, es diferente en cada uno de los ángulos
diferentes de cigüeñal aunque la abertura del regulador sea la
misma. Por lo tanto, el valor umbral de presión diferencial del aire
de admisión en estado de aceleración
\DeltaP_{A-MAN0} se debe cambiar en cada ángulo
de calado A_{CS}. Por lo tanto, esta realización se ha previsto
para almacenar una tabla de los valores umbral de la presión
diferencial del aire de admisión en estado de aceleración
\DeltaP_{A-MAN0} para cada ángulo de calado
A_{CS} para detectar el estado de aceleración. El valor umbral
\DeltaP_{A-MAN0} se carga para cada ángulo de
calado y se compara con la presión diferencial del aire de admisión
\DeltaP_{A-MAN}. Esto hace posible detectar el
estado de aceleración más exactamente.
Esta realización se ha previsto para inyectar
carburante de la tasa de inyección de carburante en aceleración
M_{F-ACC} según la velocidad del motor N_{E} y
la presión diferencial del aire de admisión
\DeltaP_{A-MAN} inmediatamente después de
detectar el estado de aceleración en el tiempo t_{08}. Es una
práctica muy común poner la tasa de inyección de carburante en
aceleración M_{F-ACC} según la velocidad del motor
N_{E}. Normalmente, cuanto más alta es la velocidad del motor,
menor se pone la tasa de inyección de carburante.
Dado que la presión diferencial del aire de
admisión \DeltaP_{A-MAN} es proporcional al
cambio en la abertura del regulador, la tasa de inyección de
carburante se incrementa según el aumento en la presión diferencial
del aire de admisión. Aunque se inyecte la cantidad de carburante
incrementada, no se puede producir golpeteo debido a una relación
aire-carburante demasiado baja porque la presión del
aire de admisión ya es alta y se aspira aire a una tasa más alta en
la carrera de admisión siguiente. Esta realización se ha previsto
para inyectar carburante para aceleración inmediatamente después de
detectar un estado de aceleración, de modo que sea posible
controlar la relación aire-carburante en el cilindro
que esté a punto de iniciar una carrera de combustión a un valor
que concuerde con el estado de aceleración y poner la tasa de
inyección de carburante en aceleración proporcional a la velocidad
del motor y la presión diferencial del aire de admisión, de modo
que el conductor pueda obtener la sensación de aceleración
deseada.
Esta realización también se ha previsto para
detectar un estado de aceleración y, después de inyectar carburante
desde el dispositivo de inyección de carburante a una tasa de
inyección de carburante en aceleración, no inyectar carburante para
aceleración hasta que el contador de prohibición de inyección de
carburante en aceleración n llegue o exceda de un valor
especificado n_{0} al que se permite la inyección de carburante
para aceleración. Por lo tanto, es posible evitar que la relación
aire-carburante en el cilindro sea demasiado rica
debido a inyección repetida de carburante para aceleración.
Esta realización, que determina una carrera y
detecta un estado de aceleración o una carga del motor a partir de
la presión del aire de admisión, requiere que la presión del aire de
admisión cambie suavemente según las carreras, como se representa
en la figura 3. En otros términos, si los valores de la presión del
aire de admisión contienen ruidos, el estado de aceleración puede
no ser detectado exactamente comparando los valores de la presión
del aire de admisión de la misma fase de cigüeñal entre las carreras
previa y corriente. En contraposición, en el caso de que una tasa
de flujo del aire de admisión, que también representa una carga del
motor, se calcule a partir de la presión del aire de admisión, se
requieren cambios en la presión del aire de admisión que sean algo
reales según las carreras. Generalmente, la extracción de ruidos
promedia los valores debido al efecto de amortiguamiento. Como
resultado, no se pueden obtener valores instantáneos de la presión
del aire de admisión que son necesarios para calcular la tasa de
flujo de aire de admisión.
La figura 9 representa una ilustración verdadera
de las señales de presión del aire de admisión enviadas por el
sensor de presión del aire de admisión 24. Esta curva incluye,
además de ruidos eléctricos, vibración especial según se ve por
ejemplo en las partes rodeadas con círculo. Para evitar que el
sensor de presión del aire de admisión 24 se moje directamente con
carburante, el sensor de presión del aire de admisión 24 está unido
a un tubo de guía de presión 23, que está unido al tubo de admisión
6, como se representa en la figura 10. Se ha demostrado que el tubo
de guía de presión 23 y el sensor de presión del aire de admisión 24
constituyen un tubo de resonancia para producir vibración de
columna de aire, que produce una vibración especial superpuesta en
las señales de presión del aire de admisión mencionadas
anteriormente. Dado que la longitud de onda de la vibración de
columna de aire es cuatro veces la longitud del tubo de resonancia
como se representa en la figura 11, la frecuencia de la vibración
de columna de aire superpuesta en las señales de presión del aire
de admisión es la frecuencia correspondiente a la longitud de onda
que es cuatro veces la longitud del tubo de guía de presión 23. Es
decir, la frecuencia de la vibración de columna de aire se obtiene
dividiendo la velocidad del sonido por la longitud de onda que es
cuatro veces la longitud del tubo de guía de presión 23.
Por lo tanto, la frecuencia de corte del filtro
de paso bajo 14 para quitar la vibración de columna de aire no debe
ser más alta que la frecuencia que corresponde a la longitud de onda
que es cuatro veces la longitud del tubo de guía de presión 23.
Como se representa en la figura 9, dado que la frecuencia de ruidos
eléctricos es más alta que la frecuencia de vibración de columna de
aire, los ruidos eléctricos también se cortan con la frecuencia de
corte anterior. Aunque esta realización es capaz de obtener cambios
reales en la presión del aire de admisión detectando la presión del
aire de admisión para cada cilindro (solamente uno para un motor
monocilindro) del motor de cuatro tiempos del tipo de admisión
independiente, si la frecuencia de corte del filtro de paso bajo 14
se pone demasiado baja, las señales de presión del aire de admisión
se promedian y es imposible obtener cambios reales de la presión
del aire de admisión necesarios para determinar las carreras y
detectar la tasa de flujo del aire de admisión. Por lo tanto, el
límite inferior de la frecuencia de corte del filtro de paso bajo
14 se pone a la frecuencia de accionamiento de la válvula de
admisión. Además, aunque hay casos donde el límite superior de la
frecuencia de corte del filtro de paso bajo 14 es innecesario
dependiendo del método de unir el sensor de presión del aire de
admisión o el rendimiento del sensor, el límite inferior de la
frecuencia de corte siempre es necesario independientemente del tipo
o el método de montaje del
sensor.
sensor.
El filtro de paso bajo 14 constituido por un
circuito analógico se representa, por ejemplo, en la figura 12.
Aquí, suponiendo que el filtro de paso bajo 14 esté constituido con
una resistencia de un valor de resistencia R y un condensador de un
valor de capacitancia C, la frecuencia de corte f_{c} del filtro
de paso bajo 14 viene dada como (1/(2\piRC)). Por lo tanto, la
frecuencia de corte f_{c} del filtro de paso bajo 14 puede ser
ajustada estableciendo apropiadamente el valor de resistencia R y la
capacitancia C representada, por ejemplo, en la figura 12.
Naturalmente, se puede usar el denominado filtro digital de paso
bajo que lleva a cabo la filtración de paso bajo por un proceso
operativo. En ese caso, el filtro de paso bajo del circuito
analógico se hace discreto.
La figura 13 representa una forma de onda de las
señales de presión del aire de admisión después del proceso de
filtración de paso bajo con el filtro de paso bajo 14 que tiene
dichas características de frecuencia de corte. Como es claro por el
dibujo, se quitan los ruidos eléctricos y vibración de columna de
aire y todavía los cambios en la presión del aire de admisión
asociados con las carreras aparecen de forma real. Esto hace
posible llevar a cabo más exactamente la determinación del estado de
aceleración y el cálculo de la tasa de flujo del aire de
admisión.
Aunque se han descrito detalles de esta
realización en relación al motor del tipo de inyección de tubo de
admisión, el controlador de motor de esta invención se puede aplicar
igualmente a motores del tipo de inyección directa. Sin embargo,
dado que el motor de inyección directa no tiene posibilidad de que
se adhiera carburante al tubo de admisión, la cantidad total de
carburante inyectado puede ser usada para calcular la relación
aire-carburante, que omite tener en cuenta dicha
posibilidad.
Además, aunque la realización anterior se ha
descrito con detalle en relación al motor que tiene cuatro cilindros
o el denominado motor multicilindro, el controlador de motor de
esta invención se puede aplicar igualmente a motores que tienen un
solo cilindro porque la presente invención es previsto para motores
de cuatro tiempos de admisión independiente.
Además, el microordenador de la unidad de
control de motor puede ser sustituido por un circuito operativo de
varios tipos.
Como se ha descrito anteriormente, la presente
invención se refiere a un controlador de motor para controlar el
estado operativo de un motor de cuatro tiempos según la carga del
motor detectada a partir de la presión del aire de admisión en el
tubo de admisión del motor detectada con un sensor de presión. El
controlador de motor está provisto de un filtro de paso bajo para
aplicar proceso de filtración de paso bajo a las señales de presión
del aire de admisión detectadas con el sensor de presión. Dado que
el filtro de paso bajo se pone para frecuencias de corte que no son
inferiores a la frecuencia de accionamiento de la válvula de
admisión, se quitan ruidos de las señales de presión del aire de
admisión y se detectan cambios suaves en la presión del aire de
admisión. Por lo tanto, es posible detectar exactamente la carga del
motor incluyendo el estado de aceleración y la tasa de flujo del
aire de admisión.
Además, la presente invención se refiere a un
controlador de motor para controlar el estado operativo de un motor
de cuatro tiempos según la carga del motor detectada a partir de la
presión del aire de admisión en el tubo de admisión del motor
detectada con un sensor de presión. El controlador de motor está
provisto de un filtro de paso bajo para aplicar proceso de
filtración de paso bajo a las señales de presión del aire de
admisión detectadas con el sensor de presión. El filtro de paso bajo
se pone para frecuencias de corte que no son más altas que la
frecuencia correspondiente a la longitud de onda que es cuatro veces
la longitud de un tubo de guía de presión que interconecta el
sensor de presión y el tubo de admisión y para frecuencias de corte
que no son inferiores a la frecuencia de accionamiento de la válvula
de admisión. Por lo tanto, es posible detectar cambios suaves y
lineales en la presión del aire de admisión y detectar exactamente
la carga del motor incluyendo el estado de aceleración y la tasa de
flujo del aire de admisión.
Como se ha descrito antes, la presente invención
se refiere a un motor de cuatro tiempos incluyendo: un sensor de
presión capaz de detectar una presión del aire de admisión en un
tubo de admisión del motor, un controlador de motor para controlar
un estado operativo del motor, un filtro de paso bajo para filtrar
señales de presión del aire de admisión detectadas por el sensor de
presión, donde el sensor de presión y el tubo de admisión están
interconectados mediante un tubo de conexión, y en que el filtro de
paso bajo está configurado en correlación con una longitud del tubo
de conexión.
En dicho motor de cuatro tiempos, el filtro de
paso bajo está configurado preferiblemente para frecuencias de
corte de las señales de presión de aire que no son más altas que una
frecuencia correspondiente a una longitud de onda que es cuatro
veces la longitud del tubo de conexión.
Más preferiblemente, el filtro de paso bajo está
configurado para frecuencias de corte de las señales de presión de
aire que no son inferiores a una frecuencia de accionamiento de una
válvula de admisión del motor.
También se prefiere que el motor sea del tipo de
admisión independiente, que tiene al menos un cilindro y un tubo de
admisión independiente para cada uno del al menos único
cilindro.
En él, el filtro de paso bajo es un filtro
digital de paso bajo o el filtro de paso bajo está constituido por
un circuito analógico incluyendo una resistencia y un
condensador.
Como también se ha explicado antes, la presente
invención se refiere a un método de controlar un estado operativo
de un motor de cuatro tiempos, incluyendo los pasos de: detectar una
presión del aire de admisión en un tubo de admisión del motor por
un sensor de presión, aplicar un proceso de filtración de paso bajo,
por ello, cortar algunas frecuencias de una señal de presión del
aire de admisión producida en base a la presión detectada del aire
de admisión, y operar dicho motor en base a esta señal, donde se
cortan las frecuencias de la señal de presión del aire de admisión
que no son más altas que una frecuencia correspondiente a una
longitud de onda que es cuatro veces la longitud de un tubo de guía
de presión que interconecta el sensor de presión y el tubo de
admisión.
Es preferible cortar más frecuencias de la señal
de presión del aire de admisión que no sean inferiores a una
frecuencia de accionamiento de una válvula de admisión del
motor.
Adicionalmente, se detecta un estado de
aceleración del motor o una carga del motor a partir de la señal de
presión del aire de admisión y en que el carburante es inyectado por
un dispositivo de inyección inmediatamente después de detectar el
estado de aceleración.
Además, preferiblemente, después de que el
carburante ha sido inyectado en un estado de aceleración, se prohíbe
una inyección de carburante hasta que un contador de prohibición de
inyección de carburante en aceleración llegue o exceda de un valor
especificado al que se permite la inyección de carburante para
aceleración.
Como se ha explicado anteriormente, un
controlador de motor para controlar el estado operativo de un motor
de cuatro tiempos del tipo de admisión independiente según la carga
del motor detectada de la presión del aire de admisión en el tubo
de admisión del motor detectado con un sensor de presión, incluye un
filtro de paso bajo previsto para aplicar un proceso de filtración
de paso bajo a las señales de presión del aire de admisión
detectadas con el sensor de presión, con el filtro de paso bajo
puesto para frecuencias de corte que no son inferiores a la
frecuencia de accionamiento de la válvula de admisión.
Además, se facilita un controlador de motor para
controlar el estado operativo de un motor de cuatro tiempos del
tipo de admisión independiente según la carga del motor detectada a
partir de la presión del aire de admisión en el tubo de admisión
del motor detectada con un sensor de presión, donde un filtro de
paso bajo se ha previsto para aplicar un proceso de filtración de
paso bajo a las señales de presión del aire de admisión detectadas
con el sensor de presión, con el filtro de paso bajo puesto para
frecuencias de corte que no son más altas que la frecuencia
correspondiente a la longitud de onda que es cuatro veces la
longitud de un tubo de guía de presión que interconecta el sensor
de presión y el tubo de admisión y para frecuencias de corte que no
son inferiores a la frecuencia de accionamiento de la válvula de
admisión.
En otros términos, con el fin de proporcionar un
método de procesar señales de presión del aire de admisión para
detectar exactamente la carga del motor incluyendo el estado de
aceleración y la tasa de flujo del aire de admisión a partir de la
presión del aire de admisión, se ha propuesto que señales de presión
del aire de admisión detectadas con un sensor de presión del aire
de admisión 24 sean procesadas con un filtro de paso bajo. El
filtro de paso bajo se pone para frecuencias de corte que no son más
altas que la frecuencia correspondiente a la longitud de onda que
es cuatro veces la longitud de un tubo de guía de presión 23 que
conduce al sensor de presión 24 y para frecuencias de corte que no
son inferiores a la frecuencia de accionamiento de la válvula de
admisión, que elimina los ruidos eléctricos y la vibración de
columna de aire que tienen lugar en el tubo de guía de presión 23 y
hace posible obtener cambios suaves y reales en la presión del aire
de admisión proporcional a las carreras.
Claims (8)
1. Motor de cuatro tiempos incluyendo:
un sensor de presión (24) capaz de detectar una
presión del aire de admisión en un tubo de admisión (6) del motor
(1), el sensor de presión (24) y el tubo de admisión (6) están
interconectados mediante un tubo de conexión (23),
un controlador de motor (15) para controlar un
estado operativo del motor (1),
un filtro de paso bajo (14) para filtrar señales
de presión del aire de admisión detectadas por el sensor de presión
(24),
caracterizado porque
el filtro de paso bajo (14) está configurado en
correlación con una longitud del tubo de conexión (23) para
frecuencias de corte de las señales de presión de aire que no son
más altas que una frecuencia correspondiente a una longitud de onda
que es cuatro veces la longitud del tubo de conexión (23), y para
frecuencias de corte de las señales de presión de aire que no son
inferiores a una frecuencia de accionamiento de una válvula de
admisión (7) del motor (1).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Unidad de control de motor de cuatro tiempos
según la reivindicación 1, caracterizada porque el motor (1)
es del tipo de admisión independiente, que tiene al menos un
cilindro y un tubo de admisión independiente (6) para cada uno del
al menos único cilindro.
3. Unidad de control de motor de cuatro tiempos
según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque el
filtro de paso bajo (14) es un filtro digital de paso bajo.
4. Unidad de control de motor de cuatro tiempos
según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque el
filtro de paso bajo (14) está constituido por un circuito analógico
incluyendo una resistencia (R) y un condensador (C).
5. Método de controlar un estado operativo de un
motor de cuatro tiempos (1), en particular según una de las
reivindicaciones 1 a 6, incluyendo los pasos de:
detectar una presión del aire de admisión en un
tubo de admisión (6) del motor (1) por un sensor de presión
(24),
aplicar un proceso de filtración de paso bajo,
cortando por ello algunas frecuencias de una señal de presión del
aire de admisión producida en base de la presión detectada del aire
de admisión, y
operar dicho motor (1) en base a esta señal,
caracterizado porque se cortan las frecuencias de la señal de
presión del aire de admisión que no son más altas que una
frecuencia correspondiente a una longitud de onda que es cuatro
veces la longitud de un tubo de guía de presión (23) que
interconecta el sensor de presión (24) y el tubo de
admisión (6).
admisión (6).
\vskip1.000000\baselineskip
6. Método según la reivindicación 5,
caracterizado porque se cortan más frecuencias de la señal de
presión del aire de admisión que no son inferiores a una frecuencia
de accionamiento de una válvula de admisión (7) del
motor (1).
motor (1).
7. Método según la reivindicación 5 o 6,
caracterizado porque un estado de aceleración del motor (1) o
una carga del motor se detecta a partir de la señal de presión del
aire de admisión y porque se inyecta carburante por un dispositivo
de inyección (13) inmediatamente después de detectar el estado de
aceleración.
8. Método según una de las reivindicaciones 5 a
7, caracterizado porque después de inyectar carburante en un
estado de aceleración, se prohíbe una inyección de carburante hasta
que un contador de prohibición de inyección de carburante para
aceleración (n) llega o excede de un valor especificado (n_{0}) en
el que se permite la inyección de carburante para aceleración.
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