ES2349053T3 - Procedimiento de mando de un motor de combustión interna. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de mando de un motor (1) de combustión interna que comprende un sistema de sobrealimentación que incluye un turbocompresor (6, 8), un sistema de recirculación de los gases de escape (12) que comprende una válvula de recirculación (13) y una unidad de control electrónico (14) apta para mandar una configuración geométrica del turbocompresor (6, 8) y de la válvula del sistema de recirculación (13), caracterizado porque comprende las etapas consistentes en: - mientras que el sistema de sobrealimentación funcione de acuerdo con el primer modo de funcionamiento regulado (BF, BF'), detectar una variación de un mando de aclaración del motor (1), - en función de la variación detectada, hacer pasar el sistema de sobrealimentación a un modo de funcionamiento transitorio (BO2, BO2') en el cual el turbocompresor (6, 8) es mantenido en una configuración geométrica dada durante una duración predeterminada (T, T'), - hacer pasar al sistema de sobrealimentación a un segundo modo de funcionamiento mandado (BO1, BO1').
Description
Procedimiento de mando de un motor de combustión
interna.
La invención se refiere a los sistemas de
sobrealimentación asociados a motores de combustión interna en
vehículos automóviles.
Los sistemas de sobrealimentación permiten
aumentar la cantidad de aire admitido en el motor. Los sistemas de
sobrealimentación comprenden un turbocompresor formado por una
turbina y un compresor acoplado a la turbina. Una unidad de mando
electrónico que manda el funcionamiento general del motor permite
mandar el sistema de sobrealimentación.
La turbina está dispuesta a la salida del
colector de escape y es arrastrada por los gases de escape.
El compresor está dispuesto aguas arriba del
colector de escape de aire del motor y es apto para comprimir el
aire admitido por el motor. El compresor es arrastrado por la
turbina.
En el caso de un sistema de sobrealimentación
que comprende un turbocompresor de geometría fija (TGF), la
potencia facilitada por los gases de escape a la turbina puede ser
modulada por medio de una válvula de descarga apta para tomar una
parte de los gases de escape a la entrada de la turbina. En el caso
de un sistema de sobrealimentación que comprende un turbocompresor
de geometría variable (TGV), la potencia facilitada por los gases de
escape a la turbina puede ser modulada por medio de aletas
regulables a la entrada de la turbina.
A tal efecto, un accionador mandado por la
unidad de mando electrónico permite gobernar la apertura y el cierre
de la válvula o de las aletas del turbocompresor.
Actualmente, las exigencias en términos de brío
de los motores diésel conducen a imponer requisitos de tiempo de
respuesta muy cortos de los sistemas de sobrealimentación. Por tanto
la unidad de control electrónico es programada para gobernar el
turbocompresor en puntos de funcionamiento que se aproximan a los
límites de funcionamiento del turbocompresor.
En particular, en ciertas condiciones, cuando el
conductor del vehículo levanta bruscamente el pie del pedal del
acelerador, se produce un fenómeno de bombeo que se traduce en
fuertes oscilaciones del caudal de aire en el colector de admisión
del motor. Este fenómeno de bombeo es perjudicial para el
funcionamiento del motor y puede provocar un deterioro del
turbocompresor. Además, este fenómeno de bombeo es desagradable para
el conductor (aparición de ruidos de aire, pérdida de potencia
del
motor).
motor).
El documento DE 101 54 151 A1 describe un
procedimiento para limitar el fenómeno de bombeo durante una fase
de caída súbita de la inyección. El procedimiento comprende una
etapa que consiste en detectar una variación del mando de
aceleración y una etapa que, en función de esta variación, consiste
en mantener el turbocompresor de geometría variable en una
configuración de apertura máxima. El documento VS 2003/0116150 A1
describe un procedimiento para regular un dispositivo de
recirculación durante las fases transitorias.
Este procedimiento no permite hacer caer lo más
rápidamente posible la presión a la salida del compresor ni mantener
el caudal de aire que entra en la admisión porque éste está limitado
por el régimen del motor.
Además, la eficacia de este procedimiento
depende de la regulación de los parámetros de regulación del modo de
funcionamiento regulado.
Un problema resuelto por la invención es
proponer un procedimiento que permita evitar la aparición de un
fenómeno de bombeo durante una fase de levantamiento de pie.
Otro problema resuelto por la invención es el
mantenimiento del caudal de aire de admisión en un levantamiento de
pie del conductor.
Este problema se resuelve en el marco de la
presente invención gracias a un procedimiento de mando de un motor
de combustión interna que comprende un sistema de sobrealimentación
que incluye un turbocompresor, un sistema de recirculación de los
gases de escape que comprende una válvula de recirculación y una
unidad de control electrónico apta para mandar una configuración
geométrica del turbocompresor y de la válvula de recirculación de
los gases de escape, que comprende las etapas consistentes en:
- mientras que el sistema de sobrealimentación
funcione de acuerdo con el primer modo de funcionamiento regulado,
detectar una variación de un mando de aclaración del motor,
- en función de la variación detectada, hacer
pasar al sistema de sobrealimentación a un modo de funcionamiento
transitorio en el cual el turbocompresor es mantenido en una
configuración geométrica dada durante una duración
predeterminada,
- hacer pasar al sistema de sobrealimentación a
un segundo modo de funcionamiento mandado.
Por la expresión "configuración geométrica"
se entiende, en el marco de la presente invención, una posición de
la válvula de recirculación de los gases o una posición de la
válvula de descarga (en el caso de un turbocompresor de geometría
fija) o también una posición de las aletas (en el caso de un
turbocompresor de geometría variable).
El procedimiento de acuerdo con la invención
puede comprender una etapa consistente, en función de la variación
detectada, en hacer pasar al sistema de recirculación de los gases
de escape a un modo de funcionamiento transitorio (EGR_AS_SP).
Con el procedimiento de la invención, es
posible, en el modo de funcionamiento transitorio, mandar la válvula
de descarga o la posición de las aletas y la posición de la válvula
de recirculación de los gases de escape para vaciar de manera
rápida el aire en el colector de admisión. En efecto, la apertura de
las aletas del turbocompresor o de la válvula de descarga provoca
la caída rápida de la presión aguas arriba de la turbina. La
presión de sobrealimentación se hace entonces superior a la presión
aguas arriba de la turbina. En los bornes de la válvula de
recirculación de los gases de escape existe entonces una diferencia
de presión. La apertura de la válvula de recirculación de los gases
quemados provoca un vaciado acelerado del aire contenido en el
colector de admisión hacia el circuito de escape. En este caso
particular, la válvula de recirculación no es utilizada para
reciclar los gases de escape, sino que reenvía aire fresco
directamente al circuito de escape. Esto tiene como consecuencia un
vaciado todavía más rápido del colector de admisión y un
mantenimiento del nivel del caudal de aire más elevado porque el
motor de combustión interna es cortocircuitado.
La eficacia del procedimiento de la invención es
independiente de la regulación de los parámetros de regulación del
modo de funcionamiento regulado. En efecto, durante un levantamiento
de pie, los sistemas de sobrealimentación y de recirculación de los
gases de escape pasan, cada uno, a un modo de funcionamiento no
regulado. Por este motivo, no es necesario adaptar los parámetros
de regulación para acentuar la apertura de las aletas o de la
válvula de recirculación con miras a mejorar la eficacia del vaciado
del aire en el colector de admisión.
El procedimiento podrá, además, presentar las
características siguientes:
- durante un modo de funcionamiento transitorio,
la posición de la válvula de recirculación de los gases de escape es
mantenida en una configuración geométrica dada durante una duración
predeterminada o es mandada en función de un punto de funcionamiento
del motor,
- la etapa de detección de una variación de un
mando de aceleración del motor comprende una etapa consistente en
comparar un caudal de carburante inyectado en el motor con un primer
umbral y en determinar si el caudal de carburante inyectado es
inferior al primer umbral,
- el primer umbral depende del régimen del
motor,
- la duración predeterminada depende del régimen
del motor,
- la duración predeterminada depende de la tasa
de compresión de aire por el turbocompresor,
- en el primer modo de funcionamiento regulado,
la configuración geométrica del turbocompresor es mandada en función
de una comparación entre un parámetro de presión medida de aire
admitido por el motor y un parámetro de presión de consigna,
- en el segundo modo de funcionamiento mandado,
la configuración geométrica del turbocompresor es mandada en función
de un punto de funcionamiento del motor,
- la etapa de detección de una variación de un
mando de aceleración del motor comprende una etapa consistente en
comparar un caudal de carburante inyectado en el motor con un
segundo umbral y en determinar si el caudal de carburante inyectado
es superior al segundo umbral,
- el segundo umbral es superior al primer umbral
y depende del régimen del motor.
La invención se refiere, igualmente, a una
unidad de control electrónico destinada a mandar el funcionamiento
del motor, preparada para poner en práctica el procedimiento que
precede.
Otras características y ventajas se deducirán
todavía de la descripción que sigue, la cual es puramente
ilustrativa y no limitativa y debe ser leída en relación con las
figuras anejas, en las cuales:
- la figura 1 representa de manera esquemática
un bloque de motorización que comprende un sistema de
sobrealimentación y un sistema de recirculación de los gases de
escape,
- la figura 2 es un esquema de principio del
funcionamiento de una unidad de control electrónico apta para poner
en práctica un primer modo de realización del procedimiento de mando
de acuerdo con la invención,
- la figura 3 representa de manera esquemática
diferentes fases de mando del sistema de sobrealimentación durante
una detección de levantamiento de pie de acuerdo con el primer modo
de realización,
- la figura 4 representa de manera esquemática
un diagrama de campo compresor,
- la figura 5 es un diagrama representativo de
la evolución de parámetros de funcionamiento del sistema de
sobrealimentación durante una detección de levantamiento del pie y
cuando el primer modo de realización es puesto en práctica,
- la figura 6 es un esquema de principio del
funcionamiento de una unidad de control electrónico apta para poner
en práctica un segundo modo de realización del procedimiento de
mando de acuerdo con la invención,
- la figura 7 representa de manera esquemática
diferentes fases de mando del sistema de sobrealimentación y del
sistema de recirculación de los gases durante una detección de
levantamiento del pie de acuerdo con el segundo modo de
realización,
- la figura 8 representa de manera esquemática
un diagrama de campo compresor,
- la figura 9 es un diagrama representativo de
la evolución de parámetros de funcionamiento del sistema de
sobrealimentación durante una detección de levantamiento de pie y
cuando el segundo modo de realización es puesto en práctica.
En la figura 1, el bloque de motorización
representado comprende un motor de combustión interna de tipo diésel
1 conectado, por una parte, a un circuito de admisión 2 destinado a
alimentar el motor 1 de aire fresco tomado del exterior del vehículo
y, por otra, a un circuito de escape 3 destinado a evacuar los gases
de escape producidos por el motor.
El circuito de admisión 2 comprende un filtro de
aire 4, un caudalímetro 5 apto para medir el caudal de aire fresco
admitido en el circuito de admisión 2, un compresor 6 destinado a
aumentar la presión del aire fresco admitido y un intercambiador de
calor 7 destinado a enfriar el aire a la salida del compresor
6.
6.
El circuito de escape 3 comprende una turbina de
geometría variable 8 arrastrada por los gases de escape a la salida
del motor, una electroválvula 9 unida a una bomba de vacío 10 apta
para modificar la posición de las aletas de la turbina 8, un filtro
de partículas 11.
El bloque de motorización representado comprende
igualmente un circuito de recirculación de los gases de escape
(EGR) 12 destinado a inyectar una parte de los gases de escape en el
circuito de admisión 2 del motor 1. El circuito de recirculación de
los gases de escape 12 comprende una válvula 13 cuya apertura puede
ser mandada para modificar la cantidad de gases de escape inyectada
en el colector de admisión y un sensor de posición 21 de la citada
válvula.
El bloque de motorización comprende igualmente
una unidad de control electrónico (UCE) 14 que gestiona el conjunto
del funcionamiento del bloque motorizado. La unidad de control
electrónico 14 está programada, en particular, para mandar la
electroválvula 9 para gobernar la posición de las aletas de la
turbina de geometría variable 8, y para mandar la posición de la
válvula 13 de recirculación de los gases de escape.
La unidad de control electrónico 14 recibe datos
relativos al caudal de aire fresco (Q_{af}) admitido que
provienen del caudalímetro 5, datos de presión (P2) que provienen de
un sensor de presión 15 dispuesto en el colector de admisión del
motor, aguas arriba de la válvula 13 del circuito de recirculación
de los gases de escape y datos relativos a la posición de la
válvula de recirculación de los gases de escape que provienen del
sensor de posición 21.
Se va a describir ahora un primer modo de
realización del procedimiento.
La figura 2 ilustra el principio del
funcionamiento de la unidad de control electrónico. La figura 2
representa un circuito de determinación de modo de
funcionamiento.
El circuito representado comprende un detector
de levantamiento de pie 16, una temporización 17, un primer
conmutador 18 y un segundo conmutador
19.
19.
La unidad de control electrónico es apta para
mandar el sistema de sobrealimentación según tres modos de
funcionamiento posibles.
De acuerdo con un primer modo de funcionamiento
denominado "modo de funcionamiento regulado" o
"controlado", la unidad de control electrónico transmite una
señal de mando a la electroválvula para regular la posición de las
aletas de la turbina, siendo la señal de mando dependiente de un
error entre la presión P2 de aire medida por el sensor de presión
en el colector de admisión y un valor de presión de consigna P. El
primer modo de funcionamiento es un modo de funcionamiento en bucle
cerrado (indicado por BF en la figura 2).
De acuerdo con un segundo modo de funcionamiento
denominado "funcionamiento mandado", la unidad de control
electrónico transmite una señal de mando a la electroválvula para
regular la posición de las aletas de la turbina, siendo la señal de
mando dependiente del punto de funcionamiento del motor (régimen del
motor N_{mot}, par motor C_{mot}). El segundo modo de
funcionamiento es un modo de funcionamiento en bucle abierto
(indicado por BO1 en la figura 2).
De acuerdo con un tercer modo de funcionamiento
denominado "modo de funcionamiento transitorio", la unidad de
control electrónico transmite una señal de mando a la electroválvula
para situar aletas de la turbina en una posición fija
predeterminada. El tercer modo de funcionamiento es un modo de
funcionamiento en bucle abierto (indicado por BO2 en la figura
2).
El primer conmutador 18 es apto para hacer pasar
la unidad de control electrónico del primer modo de funcionamiento
BF al segundo modo de funcionamiento BO1 y el segundo conmutador 19
es apto para hacer pasar la unidad de control electrónico del modo
de funcionamiento a la salida del primer conmutador 18 al tercer
modo de funcionamiento BO2.
La unidad de control electrónico está programada
para hacer pasar el sistema de sobrealimentación de un modo de
funcionamiento a otro de la manera siguiente.
Inicialmente, la unidad de control electrónico
manda el sistema de sobrealimentación en modo de funcionamiento
regulado BF.
De acuerdo con una primera etapa, la unidad de
control electrónico detecta una variación de un mando de aceleración
del motor. A tal efecto, la unidad de control electrónico compara el
caudal bruto de carburante inyectado en el motor (q_{iny}) con un
primer umbral bajo (L) y con un segundo umbral alto (H), dependiendo
el primer y el segundo umbral del régimen del motor (N_{mot}).
El detector de levantamiento de pie 16 está
representado por una función de histéresis que recibe en la entrada
la variable de caudal q_{imy} y que genera en la salida una señal
A que toma el valor 0 o 1.
Si q_{iny} disminuye y se hace inferior al
primer umbral L, entonces la señal A toma el valor 0.
Si q_{iny} aumenta y se hace superior al
segundo umbral H, entonces la señal A toma el valor 1.
Si la unidad de control electrónico detecta un
levantamiento de pie, la unidad de control electrónico realiza una
segunda etapa.
De acuerdo con esta asegunda etapa, la unidad de
control electrónico activa la temporización 17 y pasa a modo de
funcionamiento transitorio BO2 durante una duración T
predeterminada.
La temporización 17 recibe en la entrada la
señal A y genera en la salida una señal B.
Cuando la señal A se anula, la señal B toma el
valor 1 y después decrece y se anula al cabo de una duración T
predeterminada. La temporización 17 es calibrable y la duración T
depende del régimen del motor (N_{mot}) y de la tasa de compresión
de aire (P_{ic}) por el turbocompresor. La tasa de compresión de
aire (P_{ic}) es igual a la relación P2/P1, siendo P2 la presión
en el colector de admisión del motor y siendo P1 la presión del aire
fresco tomado del exterior del vehículo.
Cuando la señal B vale 1, el conmutador bascula
del modo de funcionamiento de salida del primer conmutador 18 al
tercer modo de funcionamiento BO2.
En el modo de funcionamiento transitorio BO2,
las aletas de la turbina son mantenidas en una posición fija
predeterminada. Las aletas son mantenidas, por ejemplo, en una
posición de apertura máxima con el fin de vaciar eficazmente el
colector de admisión del motor. Así, la relación de compresión
(P_{ic}) disminuye rápidamente y el turbocompresor funciona fuera
de la zona de bombeo.
Por otra parte, cuando la señal A toma el valor
0, el primer conmutador 18 bascula del primer modo de funcionamiento
BF al segundo modo de funcionamiento BO1.
Cuando ha transcurrido la duración T, la unidad
de control electrónico realiza una tercera etapa.
De acuerdo con una tercera etapa, la unidad de
control electrónico pasa a modo de funcionamiento mandado BO1.
El segundo conmutador bascula del tercer modo de
funcionamiento BO2 al segundo modo de funcionamiento BO1.
La figura 3 representa de manera esquemática
diferentes fases de mando del sistema de sobrealimentación durante
una detección de levantamiento de pie.
Como puede verse en la figura 4, el sistema de
sobrealimentación está inicialmente en modo de funcionamiento
regulado (BF). La señal A vale 1 (Fase 1).
Durante una detección de levantamiento de pie,
la señal A de anula. La temporización es activada y la señal B se
hace no nula. El sistema de sobrealimentación pasa a modo de
funcionamiento transitorio (BO2).
El sistema de sobrealimentación es mantenido en
modo de funcionamiento transitorio durante una duración T (Fase
2).
Cuando ha transcurrido la duración T, la señal B
se anula y el sistema de sobrealimentación pasa a modo de
funcionamiento mandado (BO1) (Fase 3).
La figura 4 representa de manera esquemática un
diagrama de campo compresor.
En este diagrama, las curvas 20 son curvas
iso-régimen turbo y las curvas 30 son curvas
iso-rendimiento. La zona (1) es una zona de bombeo y
la zona (2) es una zona de sobrevelocidad.
El diagrama tiene por abscisa el caudal de aire
fresco (Q_{af}) admitido en el colector del motor y por ordenada
la tasa de compresión (P2/P1) generada por el turbocompresor.
El punto M representa un punto de funcionamiento
del motor antes del levantamiento de pie.
El punto N representa un punto de funcionamiento
del motor inmediatamente después de un levantamiento de pie, en el
caso de los sistemas de sobrealimentación de la técnica
anterior.
El punto N' representa un punto de
funcionamiento del motor inmediatamente después de un levantamiento
de pie, en el caso de un sistema de sobrealimentación mandado de
acuerdo con el procedimiento de la invención.
Como se ve en la figura 4, en la técnica
anterior, la acción de cerrar las aletas durante un levantamiento de
pie mantiene la tasa de compresión mientras que el caudal de aire en
el colector cae, de modo que el punto de funcionamiento del sistema
de sobrealimentación pasa a la zona de bombeo (punto N).
El procedimiento de mando de la invención tiene
por efecto que la tasa de compresión (P2/P1) disminuya de modo
suficientemente rápido para que el sistema de sobrealimentación no
pase a la zona de bombeo (1).
La figura 5 es un diagrama representativo de la
evolución de parámetros de funcionamiento del sistema de
sobrealimentación durante una detección de levantamiento de pie.
El diagrama representa la evolución de los
parámetros siguientes:
- la presión P2 se sobrealimentación medida en
el colector de admisión del motor (en hectopascales),
- caudal Q_{af} de aire fresco admitido en el
motor,
- señal s de mando de la electroválvula que
gobierna la apertura y el cierre de las aletas del
turbocompresor,
- la apertura o de las aletas de la turbina (en
% de cierre),
- señal A de detección de un levantamiento de
pie,
- señal B de mando de conmutación a modo de
funcionamiento transitorio antibombeo.
La evolución de los parámetros ha sido
registrada para un levantamiento de pie que interviene cuando el
motor se encuentra en funcionamiento a plana carga a un régimen de
1750 vueltas por minuto.
El levantamiento de pie es detectado cuando la
señal A se anula. En el frente descendente de la señal A, se activa
el modo de funcionamiento transitorio antibombeo.
En este instante, la señal B pasa al valor 1 que
indica la activación de la temporización.
Las aletas del turbocompresor son mantenidas en
posición de apertura máxima. La señal de mando de la electroválvula
que gobierna la apertura y el cierre de las aletas del
turbocompresor está en 0% durante la fase transitoria.
Se constata que el caudal de aire fresco
admitido y la presión de sobrealimentación caen rápidamente. La
presión de sobrealimentación disminuye 800 hectopascales en 0,5
segundos.
Además, el caudal de aire es estable y no
presenta oscilaciones, lo que indica que no sobreviene ningún
fenómeno de bombeo.
Se va a describir ahora el segundo modo de
realización del procedimiento.
La figura 6 ilustra el principio de
funcionamiento de la unidad de control electrónico para este modo de
realización. La figura 6 representa un circuito de determinación de
modo de funcionamiento.
El circuito representado comprende un detector
de levantamiento de pie 116, una temporización 117, un primer
conmutador 118, un segundo conmutador 119 y un tercer conmutador
122.
En este segundo modo de realización, la unidad
de control electrónico es apta para mandar el sistema de
sobrealimentación de acuerdo con tres modos de funcionamiento
posibles.
De acuerdo con un primer modo de funcionamiento
del sistema de sobrealimentación, denominado "modo de
funcionamiento regulado" o "controlado", la unidad de
control electrónico transmite una señal de mando a la electroválvula
para regular la posición de las aletas de la turbina, siendo la
señal de mando dependiente de un error entre la presión P2 de aire
medida por el sensor de presión en el colector de admisión y un
valor de presión de consigna P. El primer modo de funcionamiento es
un modo de funcionamiento en bucle cerrado (indicado por BF en la
figura 2).
De acuerdo con un segundo modo de funcionamiento
del sistema de sobrealimentación, denominado "modo de
funcionamiento mandado", la unidad de control electrónico
transmite una señal de mando a la electroválvula para regular la
posición de las aletas de la turbina, siendo la señal de mando
dependiente del punto de funcionamiento del motor (régimen del motor
N_{mot}, par motor C_{mot}). El segundo modo de funcionamiento
es un modo de funcionamiento en bucle abierto (indicado por BO1 en
la figura 2).
De acuerdo con un tercer modo de funcionamiento
del sistema de sobrealimentación, denominado "modo de
funcionamiento transitorio", la unidad de control electrónico
transmite una señal de mando a la electroválvula para posicionar
las aletas de la turbina en una posición fija predeterminada. El
tercer modo de funcionamiento es un modo de funcionamiento en bucle
abierto (indicado por BO2 en la figura 2).
La unidad de control electrónico es, además,
apta para mandar el sistema de recirculación de los gases de escape
de acuerdo con dos modos de funcionamiento.
De acuerdo con el primer modo de funcionamiento
del sistema de recirculación, la posición de la válvula de
recirculación de los gases de escape es calculada en función de la
estrategia de regulación implantada en la unidad de control
electrónico. El primer modo de funcionamiento es un modo de
funcionamiento en bucle cerrado (indicado por EGR_SP en la figura
6).
De acuerdo con otro modo de funcionamiento del
sistema de recirculación de los gases, la unidad de control
electrónico transmite una señal de mando constante a la válvula 13
de recirculación de los gases para darla una posición fija
predeterminada cualquiera que sea el punto de funcionamiento del
motor. El segundo modo de funcionamiento es un modo de
funcionamiento en bucle abierto (indicado por BO_AS_SP en la figura
6).
El primer conmutador 118 es apto para pasar la
unidad de control electrónico del primer modo de funcionamiento BF
al segundo modo de funcionamiento BO1 y el segundo conmutador 119 es
apto para hacer pasar la unidad de control electrónico del modo de
funcionamiento a la salida del primer conmutador 118 al tercer modo
de funcionamiento BO2.
El tercer conmutador 122 es apto para hacer
pasar la unidad de control electrónico del primer modo de
funcionamiento EGR_SP al segundo modo de funcionamiento
BO_AS_SP.
La unidad de control electrónico está programada
para hacer pasar el sistema de sobrealimentación y el sistema de
recirculación de los gases de un modo de funcionamiento a otro de la
manera siguiente.
Inicialmente, la unidad de control electrónico
manda el sistema de sobrealimentación en modo de funcionamiento
regulado BF y el sistema de recirculación de los gases en modo
regulado EGR_SP.
De acuerdo con una primera etapa, la unidad de
control electrónico detecta una variación de un mando de aceleración
del motor. A tal efecto, la unidad de control electrónico compara el
caudal bruto de carburante inyectado en el motor (q_{iny}') con un
primer umbral bajo (L') y con un segundo umbral alto (H'),
dependiendo el primer y el segundo umbral del régimen del motor
(Nmot').
El detector de levantamiento de pie 116 está
representado por una función de histéresis que recibe en la entrada
la variable de caudal q_{iny}' y que genera en la salida una señal
A' que toma el valor 0 o 1.
Si q_{iny}' disminuye y se hace inferior al
primer umbral L', entonces la señal A' toma el valor 0.
Si q_{iny} aumenta y se hace superior al
segundo umbral H' entonces la señal A' toma el valor 1.
Si la unidad de control electrónico detecta un
levantamiento de pie, la unidad de control electrónico realiza una
segunda etapa.
De acuerdo con esta segunda etapa, la unidad de
control electrónico activa la temporización 117 y pasa a modo de
funcionamiento transitorio BO2' para el sistema de sobrealimentación
y a modo de funcionamiento BO_AS_SP para el sistema de recirculación
durante una duración T' predeterminada.
La temporización 117 recibe en la entrada la
señal A' y genera en la salida una señal B'.
Cuando la señal A' se anula, la señal B' toma el
valor 1 y después disminuye y se anula al cabo de una duración T'
predeterminada. La temporización 117 es calibrable y la duración T'
depende del régimen del motor (N_{mot}') y de la tasa de
compresión de aire (P_{ic}') por el turbocompresor en el momento
del levantamiento de pie. La tasa de compresión de aire P_{ic}' es
igual a la relación P2/P1, siendo P2 la presión en el colector de
admisión del motor y siendo P1 la presión del aire fresco tomado del
exterior del vehículo.
Cuando la señal B' vale 1, el conmutador 119
bascula del modo de funcionamiento de salida del primer conmutador
118 al tercer modo de funcionamiento BO2' y el tercer conmutador 122
bascula del modo de funcionamiento EGR_SP al modo de funcionamiento
BO_AS_SP.
En el modo de funcionamiento transitorio BO2',
las aletas de la turbina y la válvula de recirculación son
mantenidas en una posición fija predeterminada. Las aletas y la
válvula de recirculación son mantenidas, por ejemplo, en una
posición de apertura máxima con el fin de vaciar eficazmente el
colector de admisión del motor. Así, la relación de compresión
(P_{ic}') disminuye rápidamente y el turbocompresor funciona fuera
de la zona de bombeo.
Por otra parte, cuando la señal A' toma el valor
0, el primer conmutador 118 bascula del primer modo de
funcionamiento BF' al segundo modo de funcionamiento BO1'.
Cuando ha transcurrido la duración T', la unidad
de control electrónico realiza una tercera etapa.
De acuerdo con esta tercera etapa, la unidad de
control electrónico pasa a modo de funcionamiento mandado BO1'.
El segundo conmutador 119 bascula del tercer
modo de funcionamiento BO2' al segundo modo de funcionamiento BO1' y
el tercer conmutador recupera su posición inicial EGR_SP.
La figura 6 representa de manera esquemática
diferentes fases de mando del sistema de sobrealimentación durante
una detección de levantamiento de pie.
Como se puede ver en la figura 7, el sistema de
sobrealimentación está inicialmente en modo de funcionamiento
regulado (BF'). La señal A' vale 1 (Fase 1).
Durante una detección de levantamiento de pie,
la señal A' de anula. La temporización es activada y la señal B' se
hace no nula. El sistema de sobrealimentación pasa a modo de
funcionamiento transitorio (BO2') y el sistema de recirculación de
los gases de escape pasa a modo de funcionamiento transitorio
(BO_AS_SP).
El sistema de sobrealimentación y el sistema de
recirculación son mantenidos en modo de funcionamiento transitorio
durante una duración T' (Fase 2).
Cuando ha transcurrido la duración T', la señal
B' se anula y el sistema de sobrealimentación pasa a funcionamiento
mandado (BO1') (Fase 3) mientras que el sistema de recirculación
vuelve a pasar a modo de funcionamiento normal (EGR_SP).
La figura 8 representa de manera esquemática un
diagrama de campo compresor.
En este diagrama, las curvas 120 son curvas
iso-régimen turbo y las curvas 130 son curvas
iso-rendimiento. La zona (101) es una zona de bombeo
y la zona (102) es una zona de sobrevelocidad.
El diagrama tiene por abscisa el caudal de aire
(Q_{af}') admitido en el colector del motor y por ordenada la tasa
de compresión (P2/P1) generada por el turbocompresor.
El punto M' representa un punto de
funcionamiento del motor antes de un levantamiento de pie.
El punto N'' representa un punto de
funcionamiento del motor inmediatamente después de un levantamiento
de pie, en el caso de los sistemas de sobrealimentación de la
técnica anterior.
El punto N' representa un punto de
funcionamiento del motor inmediatamente después de un levantamiento
de pie, en el caso de un sistema de sobrealimentación mandado de
acuerdo con el procedimiento de la invención.
Como se ve en la figura 8, en la técnica
anterior, la acción de cerrar las aletas durante un levantamiento de
pie mantiene la tasa de compresión mientras que el caudal de aire en
el colector cae, de modo que el punto de funcionamiento del sistema
de sobrealimentación pasa a zona de bombeo (punto N').
El procedimiento de mando de la invención, en
este modo de realización, tiene por efecto que la tasa de compresión
(P2/P1) disminuye de modo suficientemente rápido para que el sistema
de sobrealimentación no pase a la zona de bombeo (1).
La figura 9 es un diagrama representativo de la
evolución de parámetros de funcionamiento del sistema de
sobrealimentación durante una detección de levantamiento de pie.
El diagrama representa la evolución de los
parámetros siguientes:
- presión P2' de sobrealimentación medida en el
colector de admisión del motor (en hectopascales),
- caudal Q_{af}' de aire fresco admitido en el
motor,
- señal s' de mando de la electroválvula que
gobierna la apertura y el cierre de las aletas del
turbocompresor,
- consigna C_{sobreal} de presión de
sobrealimentación
- presión P_{vEGR} de la válvula de
recirculación de los gases (en porcentaje de apertura)
- señal A' de detección de levantamiento de un
levantamiento de pie
- señal B' de mando de conmutación a modo de
funcionamiento transitorio antobombeo.
La evolución de los parámetros ha sido
registrada para un levantamiento de pie que interviene cuando el
motor se encuentra en funcionamiento a plena carga a un régimen de
1650 vueltas por minuto.
El levantamiento de pie es detectado cuando la
señal A' se anula. En el frente descendente de la señal A', el modo
de funcionamiento antibombeo es activado.
Cuando la señal B' pasa al valor 1 que indica la
activación de la temporización, las aletas del turbocompresor son
mantenidas en posición de apertura máxima. La señal de mando de la
electroválvula que gobierna la apertura y el cierre de las aletas
del turbocompresor está en el 0% durante la fase transitoria. La
válvula de recirculación de los gases de escape es mantenida
igualmente en una posición de apertura máxima.
Se constata que el caudal de aire fresco
admitido y la presión de sobrealimentación caen rápidamente.
Además, el caudal de aire es estable y no
presenta oscilaciones, lo que indica que no sobreviene ningún
fenómeno de bombeo.
Una variante de estrategia de gobierno del
sistema de recirculación de los gases podrá tener un dispositivo de
detección de levantamiento de pie específico, con su propia duración
de activación y una apertura de la válvula de recirculación de gases
de escape dependiente del punto de funcionamiento del motor (régimen
del motor, presión de sobrealimentación, presión aguas arriba de la
turbina).
Además, la etapa de detección de una variación
de un mando de aceleración del motor podrá ser realizada
directamente a partir de la posición del pedal de aceleración.
Claims (12)
1. Procedimiento de mando de un motor (1) de
combustión interna que comprende un sistema de sobrealimentación que
incluye un turbocompresor (6, 8), un sistema de recirculación de los
gases de escape (12) que comprende una válvula de recirculación (13)
y una unidad de control electrónico (14) apta para mandar una
configuración geométrica del turbocompresor (6, 8) y de la válvula
del sistema de recirculación (13), caracterizado porque
comprende las etapas consistentes en:
- mientras que el sistema de sobrealimentación
funcione de acuerdo con el primer modo de funcionamiento regulado
(BF, BF'), detectar una variación de un mando de aclaración del
motor (1),
- en función de la variación detectada, hacer
pasar el sistema de sobrealimentación a un modo de funcionamiento
transitorio (BO2, BO2') en el cual el turbocompresor (6, 8) es
mantenido en una configuración geométrica dada durante una duración
predeterminada (T, T'),
- hacer pasar al sistema de sobrealimentación a
un segundo modo de funcionamiento mandado (BO1, BO1').
2. Procedimiento de mando de acuerdo con la
reivindicación 1 caracterizado porque comprende una etapa
consistente, en función de la variación detectada, en hacer pasar el
sistema de recirculación (12) de los gases de escape a un modo de
funcionamiento transitorio (EGR_AS_SP).
3. Procedimiento de mando de acuerdo con la
reivindicación 2 caracterizado porque durante el modo de
funcionamiento transitorio la válvula de recirculación (13) es
mantenida en una configuración geométrica dada durante una duración
predeterminada.
4. Procedimiento de mando de acuerdo con la
reivindicación 2 caracterizado porque, durante el modo de
funcionamiento transitorio, la configuración geométrica de la
válvula de recirculación (13) de los gases de escape es mandada en
función de un punto de funcionamiento del motor (1).
5. Procedimiento de mando de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual la etapa de
detección de una variación de un mando de aceleración del motor (1)
comprende una etapa consistente en comparar un caudal de carburante
inyectado (q_{iny}, q_{iny}') en el motor (1) con un primer
umbral (L, L') y en determinar si el caudal de carburante inyectado
(q_{iny}, q_{iny}') es inferior al primer umbral (L, L').
6. Procedimiento de mando de acuerdo con la
reivindicación 5, en el cual el primer umbral (L, L') depende del
régimen del motor (N_{mot}, N_{mot}').
7. Procedimiento de mando de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 5, en el cual la duración predeterminada
(T, T') depende del régimen del motor (N_{mot}, N_{mot}').
8. Procedimiento de mando de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 6, en el cual la duración predeterminada
(T, T') depende de la tasa de compresión (P_{ic}, P_{ic}') de
aire por el turbocompresor (6, 8).
9. Procedimiento de mando de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque, en el
primer modo de funcionamiento regulado (BF, BF'), la configuración
geométrica del turbocompresor (6, 8) es mandada en función de una
comparación entre un parámetro de presión medida (P2, P2') de aire
admitido por el motor (1) y un parámetro de presión de consigna (P,
P'), y porque en el segundo modo de funcionamiento mandado (BO1,
BO1'), la configuración geométrica del turbocompresor (6, 8) es
mandada en función de un punto de funcionamiento ((N_{mot},
C_{mot}), (N_{mot}', C_{mot}')) del motor (1).
10. Procedimiento de mando de acuerdo con la
reivindicación 9, en el cual la etapa de detección de una variación
de un mando de aceleración del motor (1) comprende una etapa
consistente en comparar un caudal de carburante inyectado (qiny,
qiny') en el motor (1) con un segundo umbral (H, H') y en determinar
si el caudal de carburante inyectado (q_{iny}, q_{iny}') es
superior al segundo umbral (H, H').
11. Procedimiento de mando de acuerdo con la
reivindicación 10, en el cual el segundo umbral (H, H') depende del
régimen del motor (N_{mot}, N_{mot}').
12. Unidad de control electrónico (14),
caracterizada porque está programada para poner en práctica
el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a
11.
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