ES2208864T3 - Procedimiento y dispositivo para determinar el numero de revoluciones de un motor de combustion interna a partir del ruido emitido. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para determinar el numero de revoluciones de un motor de combustion interna a partir del ruido emitido.

Info

Publication number
ES2208864T3
ES2208864T3 ES97890052T ES97890052T ES2208864T3 ES 2208864 T3 ES2208864 T3 ES 2208864T3 ES 97890052 T ES97890052 T ES 97890052T ES 97890052 T ES97890052 T ES 97890052T ES 2208864 T3 ES2208864 T3 ES 2208864T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
revolutions
signal
measurement
analysis
magnitude
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES97890052T
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Michael Dipl.Ing. Dr. Koegeler
Gerhard Zalar
Klaus-Christoph Dr. Harms
Martin Dipl.Ing. Ponticelli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AVL List GmbH
Original Assignee
AVL List GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVL List GmbH filed Critical AVL List GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2208864T3 publication Critical patent/ES2208864T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

PARA DETERMINAR EL NUMERO DE REVOLUCIONES (N) DE UNA MAQUINA DE COMBUSTION INTERNA SE DETECTA CONTINUAMENTE EL SONIDO GENERADO POR LA MAQUINA EN FORMA DE SEÑAL DE MEDICION (U)(T) EN FUNCION DEL TIEMPO (T), Y SE CONVIERTE, CON AYUDA DE UN FACTOR (K) CALCULADO A PARTIR DE UNA ESTIMACION APROXIMADA DEL NUMERO DE REVOLUCIONES CORRESPONDIENTE, EN UNA SEÑAL QUE DEPENDE DE UNA MAGNITUD (A) APROXIMADAMENTE PROPORCIONAL AL ANGULO DEL CIGUEÑAL DE LA MAQUINA DE COMBUSTION INTERNA. ESTA SEÑAL SE ANALIZA CON METODOS YA CONOCIDOS. SE DETERMINA LA DESVIACION DE UNA CRESTA SIGNIFICATIVA CON RESPECTO A UN VALOR IDEAL QUE SE ALCANZA CUANDO EL NUMERO DE REVOLUCIONES ESTIMADO COINCIDE CON EL NUMERO DE REVOLUCIONES EFECTIVO. EL PROMEDIO DE LOS FACTORES (K) EMPLEADOS EN EL ANALISIS SE CORRIGE POR LA DESVIACION CALCULADA, Y A PARTIR DE AHI SE DETERMINA UNA MAGNITUD DE MEDIDA DEL NUMERO DE REVOLUCIONES (N) QUE PROPORCIONA VALORES DE MEDICION SIGNIFICATIVOS INCLUSO EN MEDICIONES DINAMICAS, POR EJEMPLO DURANTE LA ACELERACION LIBRE. PARA LA ESTIMACION APROXIMADA CONTINUA DEL NUMERO DE REVOLUCIONES (N) PUEDE UTILIZARSE, POR EJEMPLO, UNA INTERRELACION CALIBRADA ENTRE UNA MEDIDA DE INTENSIDAD DEL SONIDO DETECTADO Y EL NUMERO DE REVOLUCIONES.

Description

Procedimiento y dispositivo para determinar el número de revoluciones de un motor de combustión interna a partir del ruido emitido.
La invención se refiere a un procedimiento para determinar el número de revoluciones de un motor de combustión interna, con lo que el ruido generado por el motor se detecta de forma continua y se transforma en una señal eléctrica de medición, y la señal de medición se analiza en relación con la información que se ha obtenido sobre el número de revoluciones, y se utiliza el resultado para determinar una magnitud de medida para el número de revoluciones. Además, la invención también se refiere a un dispositivo para determinar el número de revoluciones de un motor de combustión interna que realiza un procedimiento de este tipo, con un sensor acústico dispuesto, como mínimo, en las proximidades del motor de combustión interna para detectar de forma continua el ruido generado por el motor y transformarlo en una señal eléctrica, y con un dispositivo de valoración combinado con ello y con una unidad de salida.
Para la medición del número de revoluciones de los motores de combustión interna se conocen diferentes disposiciones o procedimientos que trabajan, como mínimo, por medio de tomas mecánicas o eléctricas de magnitudes de movimiento, señales de encendido o similares. Especialmente en relación con los actuales exámenes periódicos, la mayoría de las veces prescritos por ley, de turismos y camiones empleados en el tráfico público, se desea medir o registrar y, en caso necesario, disponer para la valoración de, por ejemplo, mediciones de los gases de escape, de forma rápida, sencilla y fiable, el número de revoluciones de un motor Otto o de un motor de gasoil, incorporado en el vehículo como motor propulsor, y que, naturalmente, permanece en éste durante el examen, sin el costoso montaje, y diferente desde el principio para los diversos tipos de vehículos, de sensores adicionales, o sin la conexión adicional independiente de sensores que eventualmente se encuentran de todos modos en el motor de combustión interna.
Para solucionar esta última tarea citada se han dado a conocer diferentes disposiciones y procedimientos del tipo mencionado al principio. En los motores Otto, es habitual al respecto registrar la señal de encendido por medio de un transmisor simple capacitivo o inductivo y, a partir de ello, determinar el número de revoluciones, como se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE 35 05 440 A1. La posibilidad o utilidad de este tipo de procedimientos o disposiciones depende en gran medida del estado de la instalación de encendido del motor de combustión interna examinado y, de acuerdo con la naturaleza, está excluida desde un principio en los motores de gasoil. A su vez, en los motores de gasoil se ha dado a conocer, por ejemplo, por medio del documento US-PS 4.173.896, la utilización de un transmisor de fijación por clic que puede fijarse de forma relativamente sencilla a un conducto de inyección para allí registrar, desde fuera y sin abrir el conducto, una señal de inyección y permitir, a partir de su retorno periódico, la determinación del número de revoluciones en una unidad de valoración correspondiente. En este caso, es especialmente desventajosa la limitación a los motores de gasoil con sistemas de inyección convencionales (es decir, a motores con conducto de inyección libremente accesible), así como la necesidad de poder trabajar de la forma concreta más diversa, en el espacio de motor de los más diversos vehículos.
Por ejemplo, a partir de los documentos DE 26 48 382 A1 o EP 0 315 357 A1 o EP 0 408 877 A1 se han dado a conocer otras disposiciones o procedimientos del tipo anteriormente mencionado, los cuales intentan evitar las desventajas anteriormente descritas dado que para determinar el número de revoluciones se utiliza la ondulación residual de la tensión del sistema de alimentación eléctrica del vehículo que resulta del funcionamiento del dínamo del motor de combustión interna. Todos estos intentos luchan contra la dificultad de que los fabricantes de los motores o vehículos intentan todo lo posible para mantener lo más reducida posible la ondulación residual de la tensión de la alimentación eléctrica del vehículo no deseada por diferentes aspectos (véase, por ejemplo, el documento DE
43 14 056 A1). Además, en estas disposiciones y procedimientos se requiere, de cualquier forma, una medición de referencia o de calibración, para determinar la relación de transmisión, por lo general desconocida y también sujeta a diferentes perturbaciones (por ejemplo, resbalamiento de la correa), del número de revoluciones del motor de combustión interna respecto a la frecuencia regulable de sucesión de las señales de la ondulación residual. Además, la cautivadora posibilidad, que se presenta de forma sencilla, de colocar el verdadero sensor del número de revoluciones en forma de un contacto eléctrico de clavija no está aceptada de forma general, por ejemplo, para el encendedor de cigarrillos del vehículo, puesto que no rara vez se ha fundido el correspondiente dispositivo de seguridad eléctrico del vehículo, o se han filtrado las conexiones de la alimentación eléctrica del vehículo de forma especial para alcanzar la compatibilidad electromagnética (CEM).
A partir de, por ejemplo, los documentos DE 44 40 999 A1, US-PS 4.452.079, US-PS 3.289.077, EP 701 134 A1, EP 0 724 159 A1 y otros documentos similares, se conocen procedimientos y dispositivos del tipo mencionado al principio en los que, para determinar el número de revoluciones, se aprovecha la condición de que un motor de combustión interna que está en funcionamiento, de acuerdo con la periodicidad del ciclo funcional de las piezas móviles, emite correspondientes señales acústicas periódicas estrechamente vinculadas con el número de revoluciones, a partir de las cuales puede calcularse, por medio de análisis de señales apropiados, el número de revoluciones o una magnitud de medida para ello. La dificultad en la aplicación de estos procedimientos y dispositivos conocidos siempre radica principalmente en que las señales acústicas del motor de combustión interna que está en funcionamiento, captadas por un micrófono como ruido aéreo o por medio de un captador de vibraciones como ruido estructural, presentan muchas partes de la señal no características superpuestas a la información periódica del número de revoluciones, las cuales, en relación con las influencias de la colocación del captador del ruido y similares en todos los planteamientos conocidos hasta el momento, prácticamente sólo permiten una determinación útil y significativa del número de revoluciones durante el funcionamiento estacionario del motor de combustión interna. Sin embargo, puesto que, por ejemplo, en relación con los actuales exámenes relativos a los gases de escape, la mayoría de las veces ya prescritos por ley, en los motores de combustión interna incorporados en los vehículos como unidades de accionamiento, también están prescritas o son necesarias mediciones durante el funcionamiento dinámico, durante la marcha acelerada del motor de combustión interna, hasta el momento no pueden emplearse de forma general las disposiciones o procedimientos conocidos con valoración de las señales de ruido del motor de combustión interna para la determinación del número de revoluciones.
Considerando las dificultades anteriormente mencionadas, ya se ha propuesto, por ejemplo, según los documentos ya citados EP 701 134 A1 o DE 44 31 720 C1, realizar una medición del número de revoluciones durante la marcha en vacío de un motor de combustión interna que se va a examinar, por medio de la valoración de señales de ruido registradas en el motor de combustión interna y, después, utilizar el resultado de esta medición realizada durante el funcionamiento estacionario para calibrar la medición real del número de revoluciones, que tiene lugar en otro régimen de revoluciones, valorando las fluctuaciones de la tensión de alimentación eléctrica del vehículo. Para esta medición acústica de calibración, se consultan varias líneas espectrales características en el intervalo de frecuencias de la señal acústica registrada para verificar el número de revoluciones buscado, con lo que el número de revoluciones absoluto para éste permite determinar un punto de funcionamiento estacionario, bajo cuya consideración luego puede calibrarse el número relativo de revoluciones que puede determinarse por medio de las fluctuaciones de la tensión de la alimentación eléctrica del vehículo.
La desventaja esencial de los métodos mencionados en último lugar para la valoración de señales de ruido del motor de combustión interna consiste, hasta el momento, en que las mediciones en el funcionamiento dinámico (para la libre aceleración a plena marcha desde el número de revoluciones de marcha en vacío al máximo número de revoluciones, los modernos motores de los vehículos requieren normalmente intervalos de tiempo inferiores a un segundo) no son significativamente posibles o conducen habitualmente a resultados falsos e inestables.
Es tarea de la invención evitar las desventajas mencionadas de las disposiciones y procedimientos conocidos y, especialmente, poner a disposición un procedimiento sencillo y que pueda emplearse de forma general, así como un dispositivo del tipo mencionado al principio, con los cuales, también durante el funcionamiento de medición en gran medida dinámico, sean posibles determinaciones del número de revoluciones absoluto sin un costoso trabajo preliminar en el motor de combustión interna que se va a examinar.
En el caso de un procedimiento del tipo mencionado al principio, esta tarea se soluciona, según la presente invención, mediante una estimación grosera del correspondiente número de revoluciones del motor de combustión interna y mediante la determinación de un factor (k(t)) a partir del número de revoluciones estimado y del número conocido de ciclos del motor de combustión interna, mediante la determinación de una magnitud a aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela a partir de la relación delta_a = k(t)*delta_t o da = k(t)*dt, mediante la valoración por análisis de las señales de la señal (u(t)) con ayuda o sobre la base de la magnitud a y mediante la determinación de la magnitud de medida para el numero (n) de revoluciones a partir del resultado de la valoración por análisis de las señales de la señal (u(t)).
El dispositivo según la invención se caracteriza, de forma correspondiente, por una unidad de estimación que está en conexión con el dispositivo de valoración para la estimación grosera del número de revoluciones correspondiente del motor de combustión interna y para la determinación de un factor (k(t)) a partir del número de revoluciones estimado y del número conocido de ciclos del motor de combustión interna, y porque el dispositivo de valoración presenta una unidad de transformación para la determinación de una magnitud a aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela a partir de la relación delta_a = k(t)*delta_t o da = k(t)*dt, y para la valoración, por análisis de las señales, de la señal (u(t)) con ayuda o sobre la base de la magnitud a para examinar la señal (u(t)) de medida proporcionada por el sensor acústico en función del tiempo sobre la base de la magnitud (a) aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela, y determina una magnitud de medida para el número (n) de revoluciones a partir del resultado de la valoración por análisis de las señales de la señal (u(t)).
La presente invención también parte de la reflexión de que los procedimientos y disposiciones conocidos hasta el momento para la determinación del número de revoluciones en los motores de combustión interna, al valorar las señales de ruido del motor de combustión interna, fundamentalmente por ello no son apropiados para mediciones dinámicas, porque emplean procedimientos por análisis de las señales que sólo son apropiados para señales estacionarias, y / o porque se utiliza este tipo de autosíncronos en los que, en el funcionamiento de medición dinámico, de acuerdo con la naturaleza, siempre se emplean algoritmos de búsqueda y corrección que van retrasados para las determinaciones individuales del número de revoluciones. De forma correspondiente, según la presente invención, se sobreviene a un tipo de "estrategia hacia delante" en la que se valoran conjuntamente dos características de medición presentes al mismo tiempo para el número de revoluciones desconocido, una de ellas para la estimación grosera de un número de revoluciones auxiliar para la transformación respecto al eje de tiempo, la otra para la determinación real por análisis de las señales del número de revoluciones sobre la base del eje transformado.
Todos los métodos conocidos de análisis de las señales y que sobrevienen en las señales de ruido registradas del motor de combustión interna (aquí, y en lo sucesivo, es en gran medida igual si se trata de ruido aéreo registrado de forma acústica o ruido estructural registrado directamente en el motor de combustión interna por medio de elementos sensores de las oscilaciones), por ejemplo, el análisis de Fourier, el Cepstrum, funciones de autocorrelación, o similares, se basan en la necesaria suposición de que las señales que se van a analizar son estacionarias en la ventana de valoración o, como mínimo, poseen allí una alta proporción de señal estacionaria. Sin embargo, el espectro de excitación de un motor de combustión interna libremente acelerado cambia de forma muy rápida, de manera que los métodos tradicionales de análisis de las señales con una base temporal no están en condiciones de analizar sin lugar a dudas, de forma suficientemente rápida o precisa, un estado de excitación de este tipo, porque éste cambia drásticamente dentro de una ventana de valoración (normalmente, más o menos 0,05 a 1 segundo, según los requisitos de precisión). Por tanto, según la presente invención, primero se determina una magnitud auxiliar, la cual, en principio, sólo debe mantener una relación aproximada con el número de revoluciones correspondiente, debiendo ser, asimismo, dicha relación no lineal y / o no debiendo estar sujeta a fallos y, preferiblemente, debiendo ser, de forma lógica, aproximadamente proporcional al número de revoluciones y fácilmente determinable, además de, no obstante, poco crítica. Como magnitudes auxiliares de este tipo se tienen en cuenta muchas magnitudes que pueden determinarse en el motor o en el vehículo con características que dependen del número de revoluciones, como puede reconocer sin dificultades el experto y seleccionar de forma adaptada para una determinada aplicación. Entre otras, pueden ser magnitudes neumáticas (por ejemplo, la presión de la carcasa de la manivela), hidráulicas (por ejemplo, de la alimentación del aceite lubricante) o también eléctricas (por ejemplo, de la instalación eléctrica del vehículo). Es ventajosa, por ejemplo, la presión dinámica en el tubo de escape, puesto que ésta, por ejemplo, en los aparatos de medición de gases de escape mencionados al principio, puede medirse adicionalmente con facilidad. También se tiene en cuenta, por ejemplo, el nivel de ruido registrado de un micrófono de ruido aéreo dispuesto en, junto a o fuera del vehículo, en la proximidad del motor de combustión interna o de su tubo de escape. En una configuración preferida de la invención, se ha recurrido directamente a una magnitud de nivel de la señal registrada del ruido estructural como dicha magnitud auxiliar groseramente proporcional al número de revoluciones. Para ello, en un procedimiento de calibración puede requerírsele al personal de servicio que ponga en marcha el motor de forma estacionaria en, como mínimo, dos números altos diferentes de revoluciones, preferiblemente, en la marcha en vacío (intervalo de espera 350 a 1200 r.p.m.) y en la marcha en vacío alta (intervalo de espera 1500 a 6000 r.p.m.). Se ha demostrado que por medio de, por ejemplo, los conocidos análisis de Cepstrum, con una ventana de valoración de aproximadamente 1,5 segundos, es posible, con ello, una valoración segura del número estacionario de revoluciones del motor en todos los números de revoluciones estacionarios. A este respecto es especialmente ventajoso el que para ello no sea necesario conocer o introducir también el número de cilindros de los motores de combustión interna examinados- sólo debe conocerse o introducirse el proceso de trabajo del motor de combustión interna (2 o 4 ciclos). El análisis Cepstrum muestra su señal más alta normalmente en la duración del periodo de un ciclo funcional. El resultado de este proceso de calibración también proporciona, como mínimo, dos parejas de valores para el número de revoluciones y para la potencia acústica (o una medida de nivel especial apropiada). Con ello pueden determinarse los parámetros de calibración necesarios y puede realizarse de forma segura la posterior valoración, según la invención, también para las secciones de números de revoluciones no estacionarios. Naturalmente, también es posible que, para determinados motores o vehículos, y para un montaje correspondiente de los sensores, ya se conozcan los parámetros de calibración necesarios a partir de mediciones previas y que se almacenen y, por tanto, no tengan que determinarse nuevamente cada vez.
Entonces, para la posterior valoración, la señal de medición determinada en función del tiempo, la cual no puede determinarse en el funcionamiento dinámico de forma correspondientemente segura con los métodos mencionados según el estado de la técnica, se examina con ayuda del factor determinado mediante la estimación del número de revoluciones basándose en la magnitud determinada con ello aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela y, con ello, también estable, de acuerdo con la naturaleza, en una fase de aceleración o casi sincrónica con el motor, para la cual, en la configuración preferida de la invención, la señal de medición determinada en función del tiempo, se transforma durante el examen, por medio del factor (k), en una trayectoria de señal dependiente del ángulo de calaje de la manivela y, con ello, aproximadamente independiente del número de revoluciones, y esta trayectoria se emplea entonces para determinar la magnitud de medida para el número de revoluciones por medio de un examen que se basa en la magnitud aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela. Los métodos de examen o análisis corresponden esencialmente a los empleados o conocidos para tareas similares, aunque, en este caso, como base para el examen se utiliza la magnitud estimada proporcional al ángulo de calaje de la manivela, en lugar del tiempo.
Según otra configuración de la invención, también puede estar previsto que la señal de medición determinada en función del tiempo se examine con ayuda de un procedimiento de análisis de las señales que se basa en la magnitud aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela, con lo que el procedimiento de análisis utiliza el factor (k) mencionado, determinado a partir del número de revoluciones estimado, para la transformación del eje temporal en la magnitud aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela y, a partir del resultado del examen obtenido de esta manera, se determina la magnitud de medida para el número de revoluciones.
En un caso, también se examina la señal previamente transformada en función del ángulo de calaje de la manivela con métodos correspondientes de análisis de las señales. En otro caso, la transformación del eje temporal en función de la magnitud aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela se incorpora, de hecho, en los métodos para el análisis de las señales. Ambos proporcionan, en el efecto final, el examen pretendido, también adecuado para usos altamente dinámicos, de la señal de medición determinada básicamente en función del tiempo basándose en la magnitud aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela.
Como ya se ha mencionado, para la estimación del correspondiente número de revoluciones, en el procedimiento según la invención puede utilizarse una relación calibrada entre la medida de la intensidad del ruido detectado y el número de revoluciones determinado por análisis de las señales, con lo que, preferiblemente, esta calibración se realiza como mínimo con dos números de revoluciones estacionarios antes de llevar a cabo la medición. Existe una pluralidad de medidas de intensidad conocidas para la señal de ruido. Junto al nivel de ruido definido en la literatura, con diferentes valoraciones de frecuencia definidas, también se conocen niveles de ruido con valoraciones de frecuencia especiales, con lo que debe tenerse en cuenta que ya se proporciona un filtrado por medio del paso de frecuencia del sensor acústico empleado junto con amplificadores previos y por medio del filtro antisolape. Sin embargo, también pueden expresarse como medidas de intensidad, en un sentido generalizado, por ejemplo, los resultados de los detectores de valores pico con constante de tiempo de relajación predeterminadas o envolventes de la trayectoria de la señal calculadas con ayuda de algoritmos conocidos.
Las magnitudes de medida calculadas para números de revoluciones ya determinados pueden utilizarse, según otra configuración especialmente preferida de la invención, para el seguimiento o la mejora del parámetro de calibración para determinaciones subsiguientes. En este caso no se trata, como se mencionó anteriormente, de posteriores correcciones de los resultados individuales de la medición o de la proyección de los actuales valores de medición en el futuro, lo que, según la experiencia, en el funcionamiento dinámico siempre conduce a imprecisiones o inexactitudes sobre el eje temporal y, posiblemente, a inestabilidades de las indicaciones de medición, sino que se trata de mejoras adaptativas de los parámetros de calibración que no se hacen perceptibles directamente en el punto de medición correspondiente, sino sólo en conjunto por medio de una mejora de la valoración, sobre todo, en relación con la precisión de la medición, la seguridad de la medición y la cuota de éxito también en el caso de números de revoluciones no estacionarios.
En otra configuración preferida de la invención puede estar previsto que para la determinación del pico de señal, significativo para la determinación del número de revoluciones, en la trayectoria que resulta del análisis de señales, una función de ponderación se extienda por un intervalo de búsqueda alrededor del valor ideal de las abscisas, preferiblemente en el intervalo entre 0,5 veces y 2 veces el valor ideal. Procedimientos diferentes de los mencionados anteriormente por análisis de las señales proporcionan como resultado una trayectoria con varios valores máximos o picos relativos. Debido a diferentes influencias, la situación del valor máximo absoluto no siempre es significativa para determinar el número de revoluciones. Por ejemplo, junto a las diferentes fracciones de perturbación, a menudo se encuentra un valor máximo absoluto en o cerca del valor nulo de las abscisas, que tiene mucho que ver con el número de revoluciones del motor como frecuencia u orden en el espectro, o como duración de periodo o ángulo de calaje de la manivela en el análisis cepstral o en la autocorrelación.
Por tanto, según la invención, la búsqueda del pico significativo en la trayectoria resultante debe estar respaldada por el empleo de una función de ponderación: deben reforzarse la trayectoria y sus valores máximos dentro de un intervalo de búsqueda y de probabilidad de la abscisa alrededor del valor ideal y, fuera de este intervalo, deben suavizarse. De este modo se pone de relieve el pico verdaderamente significativo respecto a otros picos. Como consecuencia de la transformación respecto al el eje temporal según la invención, es ventajoso en este caso que el intervalo de búsqueda y de probabilidad, pueda extenderse, independientemente del número de revoluciones correspondiente, siempre en el mismo intervalo de la abscisa, y que no tenga que seguirse el número de revoluciones posiblemente constante y que cambia rápidamente. Un periodo del ciclo funcional dura siempre, en cada motor, exactamente un ciclo: esto es, en el motor de 2 ciclos, un giro, y en el motor de 4 ciclos, dos giros completos del cigüeñal, y esto se corresponde como valor inverso del periodo de una disposición 1 de la manivela en el motor de 2 ciclos y 0,5 en el motor de 4 ciclos.
En cada trayectoria resultante del análisis de señales, basada en la magnitud aproximadamente proporcional al ángulo de encaje del cigüeñal, también existe un valor ideal de las abscisas en el que se va a encontrar el pico significativo para determinar el número de revoluciones, si el número de revoluciones auxiliar de referencia coincide con el verdadero número de revoluciones, lo que representa el caso ideal. Por tanto, se ha acreditado una función de ponderación que se extiende en el intervalo de búsqueda, la cual refuerza especialmente el intervalo alrededor del valor ideal y se extiende de forma ventajosa entre 0,5 veces y 2 veces este valor ideal.
Entonces, si el pico significativo en lugar de situarse en el valor ideal de, por ejemplo, 1, se encuentra a, por ejemplo, 0,8, entonces los números de revoluciones auxiliares empleados en el medio están equivocadas un 20%. Para determinar el verdadero número n de revoluciones, a partir de los valores del número de revoluciones auxiliar llegados al análisis de las señales, o el factor (k), por medio de la formación de los valores medios, se forma un número de revoluciones auxiliar de referencia, o un factor (k) de referencia, y se corrige justo la desviación registrada del valor ideal.
Como criterio para la determinación del pico significativo en la trayectoria resultante también puede tomarse, en el caso más simple, el pico más alto en el entorno del valor ideal de la abscisa. Una suavización mejorada de perturbaciones eventualmente presentes se consigue empleando la función de ponderación anteriormente mencionada, tomándose, por ejemplo, el pico ponderado más alto como pico significativo.
No obstante, según otra configuración preferida de la invención, también puede estar previsto que para determinar el pico de señal, significativo para la determinación del número de revoluciones, en la trayectoria resultante del análisis de señales basándose en la magnitud aproximadamente proporcional del ángulo de calaje de la manivela para el máximo pico de señal determinado en el intervalo de búsqueda se forma una medida de seguridad y se toma el pico con la máxima seguridad atribuida como pico significativo. Esta forma de proceder consigue que los picos robustos, pero también atribuidos como inseguros, de perturbaciones eventualmente presentes no se consulten erróneamente para determinar el número de revoluciones. A este respecto, puede partirse tanto de trayectorias resultantes no ponderadas, como también, preferiblemente, de trayectorias ponderadas.
En otra configuración de la invención, también puede estar previsto que se forme y se compruebe, en cada caso, una medida de seguridad para el número de revoluciones determinado y que, en un valor de la medida de seguridad fuera de un intervalo de tolerancia que puede determinarse previamente, se valore como no significativa la determinación individual correspondiente del número de revoluciones y / o que se indique de forma correspondiente al personal que realiza la determinación del número de revoluciones, por ejemplo, por medio de una señal luminosa en el cabezal sensor o en el aparato. Con ello puede quedar excluido el que se valore o indique como resultado de medida significativo, de acuerdo con las experiencias proporcionadas, valores que han sido atribuidos como inseguros y / o que anteriormente eran verdaderos del número de revoluciones determinado. Además, con ello, el personal de servicio puede darse cuenta de que, posiblemente, debería cambiarse el punto de la detección del ruido.
Como medida de seguridad más simple puede tomarse directamente la desviación del valor de la abscisa, indicado como significativo, respecto del valor ideal. En el caso de una desviación demasiado grande, puede, por consiguiente, valorarse como no significativo el número de revoluciones que se obtiene y / o indicarse de forma correspondiente al personal que lleva a cabo la determinación del número de revoluciones.
Además de esta comprobación más bien grosera del carácter significativo, también puede estar prevista otra que valora como medida de seguridad preferida un tipo de relación señal-a-ruido en la trayectoria resultante del análisis de las señales. Para ello se dispone una recta de regresión que pasa por todos los valores de la trayectoria resultante del análisis de las señales que se encuentran en el intervalo de búsqueda y de probabilidad y se toma como valor de seguridad de un pico hallado y, con ello, de un valor correspondiente del número de revoluciones, la altura del pico respecto a la altura del pico máximo absoluto en el intervalo de búsqueda y probabilidad, la cual supera el valor de las rectas de regresión en este punto. Entonces un valor del número de revoluciones se considera "seguro" si la medida de seguridad del pico correspondiente se sitúa dentro de una franja de tolerancia o presenta un valor mínimo.
En el caso de la determinación no significativa del número de revoluciones, puede estar previsto finalmente que el número de revoluciones groseramente estimado se emita como tal, con lo que, de acuerdo con la naturaleza, debería darse ha conocer esta circunstancia al personal de servicio de forma que salte a la vista, para que éste pueda conseguir remedios eventuales para la causa de esta imposibilidad de determinación de un número de revoluciones significativo.
Según la invención también está previsto que se determine de forma continua una característica (L) de una señal registrada en el motor de combustión interna, preferiblemente de la propia señal (u(t)) de medición, que a partir de esta característica (L), con ayuda de parámetros (P), se determine de forma aproximada un factor (k) caracterizador de la frecuencia básica del motor de combustión interna, que con ayuda de este factor (k) se transformen las diferencias (\Deltat) de la base (t) de tiempo en las diferencias (\Deltaa) de una magnitud (a) dependiente del ángulo de calaje de la manivela, que el análisis de la señal (u(t)) de medición para la determinación de una magnitud (E) resultante significativa para el número (n) de revoluciones del motor de combustión interna se realice sobre la base de esta magnitud (a), que se determine un factor (K) de referencia a partir de los valores del factor (k) empleados para determinar la magnitud (E) resultante, y que la magnitud de medida para el número (n) de revoluciones del motor de combustión interna se calcule a partir de la magnitud (E) de medida referida a la base (a) con ayuda del factor (K) de referencia correspondiente. El factor (k) para la transformación del eje temporal también es proporcional a un valor de estimación grosero del número de revoluciones correspondiente del motor de combustión interna. Con ello tiene el significado de un número de revoluciones auxiliar que debe ser absolutamente impreciso aunque reproduce de forma cualitativamente correcta la trayectoria dinámica del número de revoluciones.
En el caso de una representación analítica o para una realización electrónica análoga, el factor (k) se consideraría y se emplearía como proporcional a la aproximación del cociente (da/dt) diferencial correspondiente de la trayectoria continua de la magnitud (a) aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela sobre el tiempo (t). Para la realización digital - electrónica preferida, por ejemplo, con un procesador de señales y un software correspondiente, el factor (k) es proporcional a la aproximación del cociente (\Deltaa/\Deltat) correspondiente de las diferencias y, por tanto, se emplea para la conversión, de forma aproximada, de los intervalos (\Deltat) de tiempo discretos en los intervalos (\Deltaa) discretos de la magnitud (a) y para realizar el verdadero análisis de las señales.
Puesto que la magnitud (E) resultante del verdadero análisis de las señales se forma sobre la base de la magnitud (a), necesita también una transformación inversa en el dominio temporal. Entonces el tiempo representa la base de la información del número de revoluciones. Con este objetivo, a partir de los valores del factor (k) empleados para la determinación de la magnitud (E) resultante se calcula un factor (K) de referencia, con cuya ayuda se convierte el resultado referido al ángulo de calaje de la manivela en un resultado referido al tiempo, concretamente, el número de revoluciones. El factor (K) de referencia tiene la misma dimensión que el factor (k) y, por ejemplo, en el caso del análisis espectral o cepstral, es el valor medio de la trayectoria del factor (k) empleada para el análisis en el intervalo de valoración. Por ello, el factor (K) de referencia tiene el significado de un número de revoluciones medio auxiliar.
Para determinar la magnitud de medida para el número de revoluciones se realiza, en la configuración preferida de la invención, un análisis cepstral de la trayectoria correspondiente de la señal, con lo que el valor de la abscisa del pico de señal más alto, el cual se dispone en el entorno de un periodo del ciclo funcional del motor de combustión interna, se emplea en el análisis cepstral como magnitud de corrección para la determinación del número de revoluciones real a partir del número de revoluciones estimado. A partir de libros de texto y a partir de la literatura científico-técnica se conocen muchos procedimientos por análisis de las señales con una base temporal, cuyos resultados representan medidas que en parte se muestran muy diferentes para la caracterización de la periodicidad de una señal. Estos resultados pueden convertirse, no obstante, en una medida del número de revoluciones, en tanto que la señal está asignada a una máquina giratoria. Ejemplos de ello son los siguientes:
\bullet
Consulta de los valores umbral (activadores) para determinar los puntos temporales de la aparición de picos de señales que se presentan de forma periódica y medición de las correspondientes diferencias de tiempo (duración de periodo).
\bullet
Igual que el anterior, pero medición de la frecuencia (es decir, frecuencia de la aparición de los picos de señal por unidad de tiempo), por ejemplo, como valor inverso de la duración de periodo.
\bullet
Determinar el desplazamiento de tiempo (duración de periodo) en el que la función de autocorrelación de la señal se convierte en un valor máximo y, de esta manera, indica la similitud máxima entre partes de señal desplazadas en el tiempo y que se repiten periódicamente.
\bullet
Determinar la frecuencia (es decir, la separación temporal recíproca de partes de señales similares), en la que el espectro de frecuencia, que se obtiene, por ejemplo, con ayuda de una Transformada de Fourier a partir de la señal, tiene el pico más alto y, así, indica la periodicidad más clara en la trayectoria temporal de la señal.
\bullet
Determinar la frecuencia transversal (es decir, la separación de frecuencia recíproca de partes espectrales similares, y de periodos básicos de un espectro de frecuencia armónico), en la que el cepstrum, que se obtiene, por ejemplo, a partir de la señal con ayuda de una transformada de Fourier doble, tiene el pico más alto y, de esta manera, indica la periodicidad más clara en el espectro de frecuencia de la señal y, con ello, el periodo básico decisivo de la parte de señal con el espectro de frecuencia armónico más claramente determinado.
En general, estos procedimientos están definidos en su configuración básica en el dominio temporal y de frecuencia ampliado al infinito. Sin embargo, también pueden emplearse en secciones temporales delimitadas, con lo que son importantes las funciones especiales, por ejemplo, la función Hanning, para ponderar la trayectoria de la señal en la sección de tiempo o frecuencia que se va a valorar. Para la aplicación práctica se han dado a conocer diferentes algoritmos rápidos, por ejemplo, la denominada Transformada Rápida de Fourier (FFT). Además, también se han dado a conocer formulaciones recursivas de estos procedimientos o de procedimientos allegados, por ejemplo, sucesiones de autocorrelación o la denominada Transformada de Fourier en el Tiempo (FTT) según E. Terhardt, que permiten un análisis continuo de la señal, en contraposición a un análisis de forma seccionada.
Además, la Transformada FTT, nombrada en último lugar, es un procedimiento que también se indica de forma especial para el análisis de frecuencia de alta resolución temporal. Con este objetivo, se han dado a conocer, por ejemplo, también la espectroscopia de corto tiempo de Fourier para el cálculo de los denominados espectogramas, la distribución de Wigner-Ville y las diferentes variantes del análisis de Wavelet.
Ninguno de estos procedimientos conocidos, representados según una base temporal, proporciona, en el funcionamiento dinámico - transitorio de un motor de combustión interna, resultados satisfactorios. Únicamente la transformación según la invención en una base proporcional al ángulo aproximado de calaje de la manivela hace que sea útil su aplicación en el funcionamiento estacionario y en el transitorio. Y, a este respecto, se ha puesto de relieve que el análisis cepstral proporciona resultados especialmente buenos.
Por cepstrum se entiende, según la definición (véase, por ejemplo, B.C. Günther, K.-H. Hansen, I. Veit: Technische Akustik. Kontakt + Studium, tomo 18, Technische Akademie Esslingen, Ed. W. J. Bartz, Léxica-Verlage 7031 Grafenhau 1/Württenberg, 1978) la Transformada Inversa de Fourier al cuadrado del espectro de potencia en escala logarítmica.
IF^{-1} (IglF(u)I^{2})I^{2}
A ello se llega sometiendo la señal u a una primera transformada F de Fourier y formando el espectro al cuadrado de la cantidad IF(u)I^{2}, a éste se le aplica un logaritmo y en una segunda transformada de Fourier se forma la transformada inversa de Fourier F^{-1}, obteniéndose el cepstrum de su cuadrado. Si la variable de la función de la señal u es el tiempo, entonces la variable de la función del espectro obtenido tras la primera transformada de Fourier tiene la dimensión de una frecuencia, y la variable de la función del cepstrum, nuevamente la dimensión de un tiempo que lleva el nombre artístico Quefrenz. La Quefrenz indica el número de periodos espectrales por unidad de frecuencia (hertzios).
Si el análisis cepstral se realiza basándose en el ángulo de calaje de la manivela, o sobre la base de una magnitud proporcional a ello, por ejemplo, el número de ciclos, entonces la variable de la función del espectro tiene el número de orden de la dimensión (es decir, el número de periodos por giro, o ciclo) y la variable de función del cepstrum tiene a su vez la dimensión de un ángulo de calaje de la manivela, o de un número de ciclos.
También se han dado a conocer variantes del cepstrum en las que, por ejemplo, el espectro de cantidad se eleva a potencias diferentes de 2, y / o en las que se propone, en lugar de la aplicación de logaritmos, otras valoraciones lineales o no lineales de los componentes espectrales, y / o en las que en vez de realizarse la transformada de Fourier inversa, se realiza la transformada de Fourier directa, y / o se eleva la cantidad resultante a una potencia diferente de 2. A este tipo de variantes del análisis cepstral debe aludirse aquí bajo la denominación común de análisis de cepstral.
Ya es conocida la aplicación del análisis cepstral basado en el tiempo para la determinación de la frecuencia básica o del número de revoluciones, aunque sólo para señales con una alta proporción de señal estacionaria en la ventana de valoración. Por ejemplo, en la bibliografía anteriormente mencionada, en la página 166, imagen 8.3, también se muestra, mediante un ejemplo basado en el tiempo, la particularidad del análisis cepstral de que concretamente la oscilación fundamental de la señal examinada en el análisis cepstral se manifiesta como pico configurado de forma pronunciada en la duración de periodo de la oscilación fundamental.
En otra configuración del dispositivo según la invención ya mencionado anteriormente, puede estar previsto que la unidad de estimación presente una unidad de medición de la intensidad que determina una medida de la intensidad a partir de la señal del sensor acústico para determinar el factor k, con lo que tanto el dispositivo de valoración como también la unidad de transformación, la unidad de estimación y la unidad de medición de la intensidad pueden realizarse tanto de acuerdo con el hardware como de acuerdo con el software.
Según otra configuración preferida de la invención, un dispositivo para la realización del procedimiento según la invención está formado de tal manera que la unidad de salida conectada con la unidad de valoración presenta elementos para indicar una determinación no significativa del número de revoluciones, y / o para solicitar el cambio del punto de detección del ruido, y / o para indicar que sólo se transmita el número de revoluciones estimado, lo que facilita mucho el funcionamiento normal con un dispositivo de este tipo.
En otra configuración de la invención está prevista una unidad de control que controla todo el proceso de valoración y calibración de un desarrollo de medición, que, preferiblemente, también determina automáticamente las señales de medición y las condiciones de funcionamiento del motor de combustión interna apropiadas para la determinación y mejora de los parámetros (P) de calibración. Con ello, el usuario no tiene que mantener ningún diálogo especial con el dispositivo de medición o debe respetar un determinado desarrollo en el funcionamiento del motor. Debido a la secuencia de valores determinada en la unidad de estimación y en la unidad de valoración para la medida de la intensidad, el número de revoluciones auxiliar, el número de revoluciones y la medida de seguridad, la unidad de control proporciona señales correspondientes a la unidad de valoración y, preferiblemente también, a la unidad de calibración, de manera que, por una parte, el usuario siempre está informado por medio de la correspondiente disposición de medición total o parcial del sistema y, por otra parte, realiza automáticamente una determinación y mejora de los parámetros de calibración siempre que sea posible y útil debido a un número de revoluciones conocido como estacionario y a una medida de seguridad suficiente.
En la configuración especialmente preferida de la invención está previsto que el sensor acústico previsto para la determinación según la invención del número de revoluciones presente tanto un sensor del ruido aéreo como también un sensor del ruido estructural. Con ello se le proporciona al usuario la mayor libertad posible para la colocación del sensor acústico, de modo que entonces una de las dos fuentes de señales suministra, con gran probabilidad, una señal útil para determinar el número de revoluciones. Además, está previsto que la unidad de control controle de forma automática la intensificación, la combinación, la selección y la asignación de las señales transmitidas por los dos sensores, dispuestos preferiblemente en una carcasa común, a una señal auxiliar para la determinación del número de revoluciones auxiliar y a una señal principal para la determinación del número de revoluciones. Con ello queda garantizado que la señal que permite determinar valores del número de revoluciones con la máxima medida de seguridad, también se emplea realmente. A este respecto puede ser ventajoso asignar la señal principal y la señal auxiliar a las dos fuentes de señales diferentes, o especialmente también generar una señal combinada a partir de las dos señales llevadas a aproximadamente el mismo nivel y utilizarlas para la determinación del número de revoluciones según la invención.
La invención se explica detalladamente a continuación mediante los diagramas y ejemplos de realización representados de forma esquemática en el dibujo.
La figura 1 muestra el organigrama de un proceso preferido de valoración y calibración.
La figura 2 muestra una señal medida del ruido del motor en la marcha acelerada y explica el cálculo de la medida (L) de la intensidad y del número (n_L) de revoluciones auxiliar.
La figura 3 explica, mediante una señal sintetizada, la determinación de un número de revoluciones estacionario con ayuda del análisis espectral y cepstral basado en el tiempo.
La figura 4 demuestra el fallo del procedimiento indicado en la figura 3 en el caso de una modificación del número de revoluciones similar al de la marcha acelerada.
La figura 5 explica la aplicación de la invención en la señal de marcha acelerada mostrada en la figura 4.
La figura 6 muestra esquemáticamente un dispositivo según la invención.
En una realización preferida, se coloca un sensor del ruido estructural con una peana magnética en un componente adecuado del motor o vehículo. Como punto de colocación se han acreditado, entre otros, tornillos de culata, ojetes de montaje del motor, bloques del motor, tornillos de drenaje del aceite, el chasis del vehículo, etc. Aunque el ruido aéreo registrado con un micrófono en la proximidad del motor o del vehículo también permite determinar el número de revoluciones según el mismo procedimiento y con resultados similarmente buenos a los del ruido estructural, como han mostrado los ensayos. Por tanto, también se ha pensado en un dispositivo de medición en el que hay tanto un sensor del ruido estructural, como también un sensor del ruido aéreo, en el que o bien se selecciona la señal de medición que sea mejor en cada caso o en el que las dos señales se adaptan entre sí en nivel y, a partir de ello, se forma una señal combinada y se recurre a ella para determinar el número de revoluciones.
La señal de medición registrada también por como mínimo un sensor acústico junto con el amplificador previo se alimenta a un filtro antisolape (frecuencia de corte entre 5 y 20 kHz) y a un digitalizador (velocidad de muestreo mínima de dos veces la frecuencia de corte del filtro antisolape). La señal mostrada de forma digital se procesa posteriormente en un ordenador o procesador de señales.
La figura 1 muestra el desarrollo de un proceso preferido de valoración y calibración en una medición típica. En el bucle 1 principal, el sistema de medición presenta que el personal de servicio sigue la observación indicada y coloca el sensor en una posición adecuada. Tan pronto como y en la medida en que está disponible una señal de medición con amplitud suficiente, pueden procesarse los núcleos de bucles (2 a 8); de lo contrario, se finaliza la medición y puede comenzar una nueva.
Para comenzar la medición, en el bucle 2, el sistema espera a que el motor trabaje de forma estacionaria en la marcha en vacío inferior. Para el estado estacionario conocido con la suficiente constancia de la medida de intensidad determinada de forma continua, en el bloque 3 se realiza el procedimiento según la invención para determinar el número de revoluciones, con ayuda de un valor de estimación grosero predeterminado para el número de revoluciones del motor (por ejemplo, 660 1/min). El número de revoluciones determinado de esta manera se considera entonces fiable si una medida de seguridad anteriormente descrita, por ejemplo, la altura relativa del pico determinante en el cepstrum, es suficientemente alta, por ejemplo, 80%. Este número de revoluciones y el valor correspondiente de la medida de la intensidad forman un primer par de valores para la calibración de la relación entre el número de revoluciones y la medida de la intensidad.
En el bloque 4 se le indica al usuario la finalización con éxito del bloque 3 y, con ello, la colocación apropiada del sensor, junto con el número de revoluciones determinado.
En el bucle 5 y en el bloque 6, el sistema espera un segundo punto de funcionamiento estacionario del motor en la marcha en vacío elevada. De esta manera, igual que en el bucle 2 y en el bloque 3, para el estado estacionario y con ayuda de un segundo valor de estimación grosero predeterminado para el número de revoluciones del motor (por ejemplo, 3000 1/min), se determina un segundo par de valores fiable para el número de revoluciones y la medida de la intensidad.
Además del desarrollo preferido, y mostrado en la figura 1, en el caso de otros números de revoluciones estacionarios podrían determinarse otros pares de valores para la calibración de la determinación del número de revoluciones auxiliar, con lo que ya puede utilizarse el número de revoluciones auxiliar, que puede determinarse por interpolación lineal con ayuda de los dos primeros pares de valores. En cuanto se presenten otros pares de valores, podría conseguirse con ello un aumento en la precisión de la estimación, por ejemplo, mediante la formulación de un polinomio de comparación de mayor orden. Naturalmente, también es posible, en el caso de números de revoluciones estacionarios, realizar la determinación del número de revoluciones sobre una base temporal, es decir, sin la transformación a una base aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela. Por motivos de unificación en el procedimiento se recomienda, no obstante, tanto en la etapa de calibración, como también en la etapa de medición subsiguiente, utilizar las mismas rutinas para determinar el número de revoluciones.
En el bloque 7 se le indica al usuario la realización con éxito de la etapa de calibración. Con ello, el sistema de medición está preparado para realizar, en el bloque 8, el procedimiento según la invención para determinar el número de revoluciones, también en el caso de modificaciones altamente dinámicas del número de revoluciones, y para indicar de forma continua el número de revoluciones correspondiente, por ejemplo, con un índice de regeneración de 2 a 10 Hz.
Puesto que también en el bloque 8 se determina de forma continua la medida de seguridad, también puede indicársele al usuario si los valores del número de revoluciones indicados actualmente son fiables o no. En el caso de resultados no significativos, aún se dispone del número de revoluciones auxiliar estimado como información, de manera que queda en gran medida excluido un fallo completo de la indicación del número de revoluciones.
Mediante la figura 2 debe explicarse la determinación del número de revoluciones auxiliar.
La figura 2a muestra el desarrollo temporal de una señal (u_t) de medida típica (corresponde a (u(t)), que en este caso se midió con un sensor del ruido estructural colocado en el tornillo de drenaje del aceite de un motor de gasoil típico de un camión de 6 cilindros, durante la etapa de marcha en vacío inferior, durante una etapa de aceleración y durante una etapa en la marcha en vacío elevada con el número de revoluciones regulado. Además, la figura 2a muestra de forma punteada el desarrollo de la medida (L) de intensidad determinada a partir de la señal de medición, que en este caso se determinó como un valor absoluto nivelado mediante una formación oscilante de valores absolutos, de la señal (u_t) de medición filtrada con paso alto (frecuencia de corte 1500 Hz).
La figura 2b muestra de forma simultánea a la figura 2a, los desarrollos del número de revoluciones (n_L) auxiliar determinado a partir de la medida (L) de la intensidad en comparación con el número (n_Ref_t) de revoluciones de referencia del motor. El número de revoluciones de referencia se midió independientemente del sistema según la invención y sólo con objetivos de comparación, con lo que se utilizó un detector de sujeción por clic fijado en un conducto de inyección del gasoil para registrar los picos de presión de inyección que se presentan en cada ciclo y, con ello, para medir el periodo de inyección o el número de revoluciones del motor.
Para calibrar la relación entre el número de revoluciones y la medida de la intensidad se recurrió a las dos etapas estacionarias, en la marcha (9) en vacío inferior y en la marcha (10) en vacío elevada (número de revoluciones regulado) delimitadas por las líneas punteadas. Como valores del número de revoluciones para las dos secciones de tiempo se utilizaron los valores calculados con ayuda del análisis cepstral a partir de la señal (u_t) de ruido filtrada con paso bajo (frecuencia de corte: 1000 Hz) de la figura 2a e indicados en la tabla (véanse las explicaciones correspondientes a la figura 3). El propio análisis cepstral era igual que en el caso del procedimiento por análisis de las señales explicado en la figura 3. Como medida de intensidad para las dos secciones de tiempo se empleó en cada caso el valor medio del desarrollo de la medida (L) de intensidad dispuesto en la sección de tiempo correspondiente y mostrado en la figura 2a. Con ayuda de los dos pares de valores obtenidos de esta manera para la medida de la intensidad y para el número de revoluciones se formuló linealmente la función de calibración. Para poder demostrar mejor la acción y robustez del procedimiento, se aplicó un fallo aditivo de +30 1/min en los parámetros calculados del punto cero de calibración. Con estos parámetros falsificados a conciencia se calculó entonces todo el desarrollo mostrado en la figura 2b del número (n_L) de revoluciones auxiliar a partir del desarrollo mostrado en la figura 2a de la medida (L) de la intensidad y también se utilizó en el cálculo de la figura 5.
Para una comprensión más fácil, en las figuras 3 a 5, no debe explicarse la determinación según la invención del número de revoluciones mediante la señal de ruido medida, sino mediante un desarrollo de señal sintetizado. A este respecto, la señal se selecciona de tal manera que pueden conocerse características fundamentales de las señales de ruido que pueden medirse en el motor, especialmente la periodicidad en la frecuencia básica de los ciclos y en la frecuencia de encendido, así como un contenido característico en armónicos correspondientes. Como puede observarse, se ha mostrado una señal rectangular de forma simple y suficientemente cercana a la realidad en la que la señal de ruido asignada a cada combustión se muestra mediante un rectángulo, y la desigualdad presente en cualquier motor entre los cilindros individuales del motor y las señales de ruido asociadas a éste mediante una elevación de sólo un rectángulo por ciclo. Igual que en el caso de las señales de medición de la figura 2, se seleccionó un motor de 6 cilindros.
El cálculo del desarrollo sintetizado de la señal se realizó de forma simultánea a la figura 2 y se llevó a cabo exactamente según el desarrollo (n_Ref_t) del número de revoluciones de referencia medido, allí mostrado. La duración temporal de cada periodo de rectángulo se seleccionó justamente de tal manera que coincidía con el periodo de encendido del motor determinado a partir del correspondiente número de revoluciones medio de referencia de este punto temporal. La resolución temporal (índice de regeneración) de la señal sintetizada es de 4096 puntos por segundo.
La figura 3a muestra el desarrollo temporal de la señal (u_t_s_oll) sintetizada, en la sección 10 temporal indicada en la figura 2, para un punto de funcionamiento estacionario durante la marcha en vacío elevada, con el número de revoluciones regulado.
La figura 3b muestra el espectro de amplitud obtenido a partir de la señal de la figura 3a tras una simple transformada rápida de Fourier (FFT) basada en el tiempo. Para los 4096 puntos de la señal en la ventana (10) temporal de 6,0 a 7,0 seg, la Transformada Rápida de Fourier (FFT) da 2048 puntos de frecuencia y una resolución de frecuencia de 1Hz. Se reconoce claramente el espectro armónico en la frecuencia de ciclos y en la frecuencia de encendido.
Ha de observarse aquí un cierto distanciamiento de la realidad, permitido a conciencia, de la señal sintetizada seleccionada puesto que en el espectro de la señal sintetizada (figura 3b) también domina la frecuencia de encendido en la marcha en vacío superior. No obstante, como el experto sabe, en la señal de ruido del motor principalmente domina la frecuencia de encendido en la marcha de vacío inferior, aunque en el caso de números de revoluciones mayores habitualmente se marcan otras frecuencias de forma más intensa que la frecuencia de encendido, de manera que una búsqueda sólo según la amplitud de frecuencia de encendido como pico más alto en el espectro tendría únicamente un reducido porcentaje de éxito.
La figura 3c muestra un cepstrum de la señal sintetizada (figura 3a) calculado sobre la base del tiempo a partir del espectro de frecuencia (figura 3a), con lo que del espectro sólo se empleó la sección hasta 1024 Hz. El cálculo se realizó por aplicación de una escala logarítmica al espectro de amplitud y, a continuación, por la transformada de Fourier con representación de la cantidad. Junto con el valor máximo absoluto que no se va a considerar en el valor nulo de la abscisa, cuyo significado se parafrasea con la "similitud de la señal consigo misma", se reconoce un pico claramente máximo en el valor de la abscisa (cresta) de 55,64ms, que indica la duración de periodo de un ciclo del motor.
El número n de revoluciones del motor, indicado en [1/min] se calcula a partir de la cresta de la duración del ciclo del motor, expresada en [s], con el conocimiento del número tv de ciclos del procedimiento de trabajo del motor mediante la siguiente fórmula:
n = 30 \cdot tv / cresta
con lo que ha de ajustarse para el motor de cuatro ciclos tv = 4 y para el motor de dos ciclos tv = 2.
El cepstrum de la señal sintetizada mostrado en la figura 3c tiene gran similitud con las señales de ruido medidas. En tanto que hay diferencias, como algunos de los picos que se presentan de forma armónica respecto al periodo de ciclos, algunas veces están configuradas de forma aún más clara e incluso los picos pueden superar en altura en el periodo de ciclo. Por tanto, es ventajoso aplicar un algoritmo de búsqueda y una medida de seguridad para poder indicar el pico significativo y una medida para su significado. De forma ventajosa, se predetermina para ello un intervalo de búsqueda y de probabilidad en el que debe realizarse la búsqueda y en el que se determina una recta de regresión a partir de todos los valores. La medida Si de seguridad para todos los picos incluidos en el intervalo de búsqueda se define entonces como altura relativa de este pico por encima de la recta de regresión:
Si = (Ogf - Rgf)/Oh
con lo que
Ogf ordenada del pico hallado
RGf ordenada de las rectas de regresión en el valor de la abscisa del pico hallado,
Oh ordenada del pico máximo absoluto en el intervalo de búsqueda
Como pico significativo del cepstrum se selecciona entonces, por ejemplo, a partir de los tres picos más altos del intervalo de búsqueda, aquél con el valor más bajo de la abscisa (duración de periodo) y una medida de seguridad predeterminada situada por encima de un valor umbral mínimo predeterminado.
Con esta metodología puede conocerse bien el número de revoluciones correspondiente en el caso de número de revoluciones estacionario, como muestra la siguiente tabla con valores para las secciones 9, 10 y 11 de tiempo inscritas con valores para la figura 2:
Ventana de tiempo (figura 2ª) 9 10 11
Estado de funcionamiento Marcha en vacío Marcha en vacío Marcha acelerada
inferior aumentada
Número de revoluciones medio de 550 2156 1465
referencia [1/min]
Número de revoluciones [1/min] a 549 2157 - -
partir del cepstrum (Base temporal)
Medida de seguridad 94% 93% - -
Número de revoluciones auxiliar 579 2187 1511
[1/min] (desplazamiento: +30 1/min)
En la tabla se indican los valores del número de revoluciones de referencia así como los valores del número de revoluciones determinados a partir del cepstrum sobre una base temporal y sus medidas de seguridad. La correspondencia para las secciones 9 y 10 de tiempo es buena, por el contrario el análisis cepstral basado en el tiempo fracasa en la sección 11 no estacionaria, la marcha acelerada se explica como en lo sucesivo mediante la figura 4.
La figura 4a muestra la trayectoria temporal de la señal sintetizada en la sección 11 de tiempo. La señal sintetizada permite reconocer claramente el cambio de la duración de periodo, algo que en el caso de la señal de ruido medida no sería tan aparente a simple vista.
La figura 4b muestra el espectro de frecuencia calculado sobre la base del tiempo, como en la figura 3b, respecto a la señal de la figura 4a, y la figura 4c muestra el cepstrum correspondiente basado en el tiempo. Se reconoce que las trayectorias son "imprecisas", de manera que no puede hallarse ningún pico significativo.
Entonces, el punto central de la presente invención es que la base temporal que basa el análisis de la señal de medición puede transformarse con ayuda de un número de revoluciones auxiliar estimado de modo grosero, de manera que la "imprecisión" de los resultados del análisis mostrada en la figura 4b pueda evitarse en gran medida. Esto es válido si el análisis, en lugar de la base temporal, se basa en una base proporcional al ángulo aproximado de calaje de la manivela del motor. El intervalo \Deltat de tiempo en el que se basa un procesamiento electrónico digital de los datos, por ejemplo, el intervalo de exploración, también es proporcional a un intervalo \Deltaa proporcional al ángulo de calaje de la manivela. Si como medida para el intervalo \Deltaa se utiliza el número de ciclos del motor, y se indica con k el factor caracterizador de la proporcionalidad y, con ello, del número de revoluciones correspondiente, por ejemplo, medido en ciclos por segundo, entonces se obtiene la siguiente ecuación de transformación:
\Delta a = k \cdot \Delta t
con lo que k se indica por medio del número (n_L) de revoluciones auxiliar momentáneo, expresado en 1/min, y está indicado el número tv de ciclos del motor (2 ó 4):
k = n\_L/(30 \cdot tv)
La figura 5a muestra la aplicación de esta transformación del eje de tiempo en la señal sintetizada en la sección 11 de tiempo no estacionaria, a la marcha acelerada. Se reconoce que la trayectoria de la señal encargada por el número a de ciclos aproximado se presenta de forma estacionaria. El empleo del análisis espectral (figura 5b) y el análisis cepstral (figura 5c) basados en el número de ciclos genera un resultado similar en apariencia al análisis basado en el tiempo mostrado en la figura 3b y 3c de la señal estacionaria de la figura 3a. Aquí resulta claro por qué se emplea para la representación de una señal sintetizada: La principal relación y su utilidad es válida de la misma manera también para la señales de ruido registradas en el motor; sólo la coincidencia a simple vista de la figura 5 con la figura 3, a diferencia de la figura 4, podría demostrarse no tan fácilmente debido al gran ancho de banda y a la proporción de señal de alta frecuencia de las señales de ruido reales.
El empleo mostrado en la figura 5 de la transformación del eje de tiempo en la señal para la subsiguiente valoración por análisis de señales puede optimizarse reduciendo el gasto en cálculo mediante una exploración posterior interpoladora en una cantidad constante de puntos por número de ciclos. Esto además tiene como consecuencia que en un determinado número de puntos de, por ejemplo, 2048 puntos por Transformada Rápida de Fourier, el ancho de la ventana temporal, con alto número de revoluciones, es reducido, y con bajo número de revoluciones es relativamente mayor, lo que ocasiona ventajas en la precisión de medición y en la resolución temporal de medición.
También es esencial que la transformación del eje temporal según la invención, mostrada de forma diferente que en la figura 5, también puede aplicarse en el procedimiento por análisis de las señales, como también debe mostrarse mediante una simple Transformada de Fourier mostrada de forma analítica, de la cual puede desviarse de forma simple una representación de tiempo discreto con los métodos habituales.
Para una trayectoria u(t) de la señal en función del tiempo t, la Transformada de Fourier indica de forma compleja
U(f) = \int u(t) \cdot e^{-\int 2\pi ft}\cdot dt
con lo que f significa la frecuencia y j la unidad imaginaria.
Con p se indica el número de orden perteneciente a la base a (así como f a t), de manera que la transformación de Fourier indica:
U(p) = \int u(a) \cdot e^{-\int 2\pi pa}\cdot da
La aplicación de la transformación del eje de tiempo con ayuda de un factor k característico del número de revoluciones auxiliar determina la nueva base a:
da = k(t) \cdot dt \ y \ a = \int k(t)\cdot dt
Puesto que u(a) puede sustituirse por u(t) debido a la asignación inequívoca de a(t) y t, sigue
U(p) = \int u(t) \cdot e^{-j2\pi p \int k(t) \cdot dt} \cdot k(t) \cdot dt
El análisis del orden también puede realizarse con ayuda de una Transformada de Fourier modificada directamente a partir de la trayectoria temporal de la señal y de la trayectoria temporal del número de revoluciones auxiliar. Algo similar es válido naturalmente también para el análisis cepstral y para otros procedimientos por análisis de las señales.
En la figura 5c también está registrada la recta de regresión (regresión) determinada en el intervalo de búsqueda y probabilidad de 0,5 a 2 ciclos para la determinación de la medida de seguridad. Además, se ve de forma punteada una función de ponderación (peso), que acentúa la trayectoria (cep_s_a) cepstral en la proximidad del número 1 de ciclo y, de esta manera, facilita la búsqueda del pico significativo para el número de revoluciones. La trayectoria (cep_g) cepstral ponderada se indica de forma punteada.
En la figura 5c está registrado, además, como resultado (E) del análisis cepstral, el número (A) de ciclos con 1,0339: Esto es aquí el valor de la abscisa en el pico más alto en el cepstrum ponderado. Este valor, o su desviación del número 1 de ciclos, significa que los valores en los que se basa la transformación temporal del número de revoluciones auxiliar eran de media demasiado grandes en 3,39%. En este ejemplo, el valor medio de la trayectoria del número de revoluciones auxiliar se sitúa en 1511 1/min, como se registra en la tabla. Este número de revoluciones (naux) auxiliar siempre se encuentra aquí en la siguiente relación con el factor (k) de referencia:
naux = K \cdot 30 \ tv
si se toma como base la relación anteriormente indicada entre el factor (k) y el número (n_L) de revoluciones auxiliar. A partir del valor (naux) medio del número de revoluciones auxiliar se calcula el valor (n) del número de revoluciones medio determinado según la invención en la sección 11 de tiempo considerada de la figura 2a, con ayuda de la fórmula
n = naux /A
a 1461 1/min. El fallo de medición en este ejemplo es de sólo 4[1/min] o 0,3%, lo que, considerando el cambio altamente dinámico del número de revoluciones representa un buen resultado.
La desviación del número de revoluciones (naux) estimado respecto del número (n) de revoluciones determinado es, en este ejemplo, de +50 [1/min] o +3,39%. Con ello esta desviación es, en cualquier caso, menor que una desviación máxima permisible de, por ejemplo, -50% y +100%, y el número de revoluciones podría determinarse incluido en este intervalo de búsqueda.
La medida de seguridad determinada para el pico en la figura 5c es de 89,4% y, con ello, es fundamentalmente mayor que un valor mínimo permitido de, por ejemplo, 60%, de manera que el número de revoluciones determinado se reconoce como significativo.
En este ejemplo también puede indicarse el número de revoluciones determinado como valor de confianza y no existe ninguna necesidad de indicar el número de revoluciones auxiliar en lugar de ello, y de informar al respecto al usuario.
Cada nuevo valor del número de revoluciones determinado de esta manera puede emplearse entonces para mejorar los parámetros de calibración empleados durante la determinación del número de revoluciones auxiliar y, de esta manera, reducir el error de estimación en las determinaciones sucesivas, lo que a su vez conlleva un aumento de la seguridad de medición. Esto tiene lugar en el sentido de la "estrategia hacia delante" ya mencionada sin que la trayectoria del número de revoluciones, partiendo de un valor de revoluciones actual, se extrapole en el futuro y se utilice precisamente para abrir una ventana de búsqueda para un nuevo valor, como es el caso en los denominados "sistemas de seguimiento": más bien la determinación del número de revoluciones auxiliar que conduce a la definición del intervalo de búsqueda y de probabilidad siempre se realiza a partir de una característica (L) de la señal medida actualmente y con ayuda de los parámetros (P) de calibración dependientes del número de revoluciones. Estos parámetros son parámetros del sistema referidos al motor y al montaje, que prácticamente no se modifican o apenas se modifican, por ejemplo, en la tracción del calentamiento del motor, durante una medición que también dura más tiempo. Sin embargo, describen una relación generalmente no lineal y también sometida a magnitudes de perturbación, de manera que es útil una mejora continua de sus valores con ayuda de los resultados de medición obtenidos actualmente. Con ello, el intervalo de búsqueda y probabilidad dependiente del número de revoluciones auxiliar sólo muestra pequeñas oscilaciones resultantes de la optimización de los parámetros y de las eventuales magnitudes de perturbación, no sin embargo las oscilaciones comparativamente extremadamente grandes del número de revoluciones en sí mismo, lo que contribuye esencialmente a la estabilidad y a la capacidad de potencia del procedimiento.
En la figura 6 se muestra un dispositivo para la realización del procedimiento según la invención.
Una unidad 12 de sensor, que en el ejemplo mostrado incluye en una carcasa tanto un sensor acústico aéreo (micrófono) para el ruido 13 aéreo, como también un sensor del ruido estructural (por ejemplo, sensor de aceleración) para el ruido 14 estructural, se coloca con ayuda de un pie 15 magnético directamente en el motor 16 de combustión interna, o posiblemente también, por ejemplo, en el chasis del vehículo o en un bastidor colocado en la proximidad del vehículo. Las señales 17 detectadas se alimentan a una unidad 18 de acondicionamiento de señales y allí se amplifican, se filtran y, en casos dados, se digitalizan, de tal manera que pueden alimentarse tanto una señal 19 principal de la unidad 25 de valoración, como también una señal 20 auxiliar de la unidad 21 de estimación. Una unidad 36 de control controla la amplificación y, en casos dados, la combinación de las señales 17 así como su asignación respecto a la señal 19 principal y a la señal 20 auxiliar.
La unidad 21 de estimación contiene una unidad 22 para la medición de la intensidad en la que se determina de forma continua, a partir de la señal 20 auxiliar, una medida de intensidad y, a partir de ello, un número 24 de revoluciones auxiliar, o un factor (k), para la transformación del eje de tiempo. Los parámetros de calibración necesarios para la estimación se determinan primero en una unidad 23 de calibración controlada por la unidad 36 de control, al comienzo de un proceso de medición, y luego se mejoran de forma continua.
La unidad 25 de valoración incluye una unidad 26 de transformación en la que, a partir del número 24 de revoluciones auxiliar, o del factor (k), transmitido por la unidad 21 de estimación, se forma la nueva base (a) para el análisis de la señal 19 principal realizado en el verdadero analizador (27) de señales. En la unidad 28 de medición de la seguridad se comprueba si el resultado del análisis permite una determinación inequívoca del número de revoluciones con significado suficiente y si la medida de seguridad del nuevo valor del número de revoluciones es suficientemente alta. En la unidad 29 de determinación del número de revoluciones se forma un número (aux) de revoluciones auxiliar de referencia, o un factor (k) de referencia, a partir de los valores empleados en el análisis del número 24 de revoluciones de referencia o del factor (k) y, con ello, se determina el número 30 de revoluciones a partir del resultado del análisis.
La unidad 31 de salida conectada con la unidad 25 de valoración y con la unidad 36 de control contiene elementos para la indicación 32 del número de revoluciones y para la indicación 35 del estado. En la unidad 31 de salida pueden estar conectados otros aparatos, por ejemplo, un aparato ya mencionado para la medición de los gases de escape, para registrar la información 34 de estado y del número de revoluciones emitida. La indicación 35 luminosa conectada con la unidad 12 de sonsor, por ejemplo, un diodo luminoso con dos colores de luz que pueden activarse de forma independiente, también es un elemento de la unidad 31 de salida y se emplea para indicar, por ejemplo, las siguientes circunstancias:
-
ninguna señal de medición adecuada presente, por favor, mejorar la colocación del sensor
-
señal de medición adecuada presente, por favor, realizar la etapa de calibración
-
la medición se desarrolla con buena seguridad
-
la medición se desarrolla con mala seguridad
La unidad 36 de control es competente, como ya se ha mencionado, para el control de todo el proceso de valoración y calibración (véase la figura 1) y para la coordinación útil de las diferentes unidades y sus funciones. Ésta ayuda a todo el dispositivo también para una interfaz de usuario agradable y de fácil manejo, de manera que la medición del número de revoluciones pueda realizarse de forma sencilla y segura en prácticamente todos los vehículos también durante la marcha acelerada.

Claims (16)

1. Procedimiento para determinar el número (n) de revoluciones de un motor de combustión interna, con lo que el ruido generado por el motor se detecta de forma continua y se transforma en una señal (u(t)) eléctrica de medición, y con lo que la señal (u(t)) de medición se sustenta en la información obtenida del número de revoluciones y el resultado se utiliza para determinar una magnitud de medida para el número (n) de revoluciones, caracterizado por
a)
estimación grosera del número de revoluciones correspondiente del motor de combustión interna y determinación de un factor (k(t)) a partir del número de revoluciones estimado y del número conocido de ciclos del motor de combustión interna
b)
determinar una magnitud a aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela a partir de la relación delta_a = k(t)* delta_t o da = k(t)*dt
c)
valoración por análisis de las señales de la señal (u(t)) con ayuda o basándose en la magnitud a
d)
determinar la magnitud de medida para el número (n) de revoluciones a partir del resultado de la valoración por análisis de las señales de la señal u(t)).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la señal u(t)) de medición se transforma durante el análisis por medio del factor (k) en una trayectoria (u(a)) de señal dependiente del ángulo de calaje de la manivela y ésta se utiliza para calcular la magnitud de medida para el número de revoluciones realizando un análisis basado en la magnitud (a) proporcional al ángulo aproximado de calaje de la manivela.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la señal (u(t)) de medición se analiza con ayuda de un procedimiento por análisis de las señales basado en el ángulo (a) de calaje de la manivela, con lo que el procedimiento de análisis utiliza el factor (k) para la transformación del eje (t) de tiempo en la magnitud (a) aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela, y a partir del resultado del análisis obtenido de esta manera se calcula la magnitud de medida para el número (n) de revoluciones.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque para la estimación del número (n) de revoluciones correspondiente se utiliza una relación calibrada entre la medida de la intensidad del ruido detectado y el número (n) de revoluciones.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la calibración se realiza en como mínimo dos números (n) de revoluciones estacionarios antes de realizar la medición.
6. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las magnitudes de medición calculadas para números (n) de revoluciones ya determinados se utilizan para el seguimiento posterior o la mejora de parámetros de calibración para cálculos subsiguientes.
7. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque para la determinación del pico de señal significativo para la determinación del número de revoluciones en la trayectoria resultante del análisis de las señales, una función de ponderación se extiende por un intervalo de búsqueda y probabilidad alrededor del valor ideal de la abscisa, preferiblemente, en el intervalo entre 0,5 veces y 2 veces este valor ideal.
8. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque para la determinación del pico de señal significativo para la determinación del número de revoluciones en la trayectoria resultante del análisis de las señales para el pico de señal máximo determinado en el intervalo de búsqueda se forma una medida de seguridad y el pico se toma con la seguridad más alta como pico significativo.
9. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en cada caso se forma una medida de seguridad para el número de revoluciones determinado y se comprueba, y porque en el caso de un valor de la medida de seguridad fuera de un intervalo de tolerancia que puede determinarse previamente, la correspondiente determinación individual del número de revoluciones se valora como no significativa y / o se indica de forma correspondiente al personal que lleva a cabo la determinación del número de revoluciones.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque, en el caso de la determinación no significativa del número de revoluciones, el propio número de revoluciones estimado de forma grosera se emite como tal.
11. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el análisis de la señal realizado para determinar la magnitud de medida para el número (n) de revoluciones se realiza basándose en la magnitud (a) aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela, con ayuda de una análisis cepstral, con lo que el valor (A) significativo de la abscisa que se dispone en el entorno de un periodo del ciclo funcional del motor de combustión interna se utiliza como magnitud de corrección para la determinación del número (n) de revoluciones real a partir del número de revoluciones estimado.
12. Dispositivo para la determinación del número (n) de revoluciones de un motor de combustión interna al realizar un procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11, con un sensor (12) de ruido dispuesto como mínimo en las proximidades del motor de combustión interna para detectar de forma continua el ruido (13, 14) generado por el motor y transformarlo en una señal (u(t)) eléctrica, y una unidad (25) de valoración conectada con una unidad (31) de salida, caracterizado por una unidad (21) de estimación que está conectada con la unidad (25) de valoración para la estimación grosera del número de revoluciones correspondiente del motor de combustión interna y para la determinación de un factor (k(t)) a partir del número de revoluciones estimado y del número conocido de ciclos del motor de combustión interna, y porque la unidad (25) de valoración presenta una unidad (26) de transformación para la determinación de una magnitud a aproximadamente proporcional al ángulo de la calaje de la manivela a partir de la relación delta_a = k(t)*delta_t o da = k(t)*dt y para la valoración por análisis de las señales de la señal (u(t)) con ayuda de o basándose en la magnitud a para el análisis de la señal (u(t)) de medición proporcionada por el sensor (12) de ruido en función del tiempo, sobre la base de la magnitud (a) aproximadamente proporcional al ángulo de calaje de la manivela y determina una magnitud de medida para el número (n) de revoluciones a partir del resultado de la valoración por análisis de señales de la señal (u(t)).
13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque la unidad (21) de estimación presenta una unidad (22) para la medición de la intensidad que determina una medida de intensidad a partir de la señal del sensor (12) de ruido para determinar el factor (k).
14. Dispositivo según la reivindicación 12 ó 13 para la realización del procedimiento según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque la unidad (31) de salida conectada con el dispositivo (25) de valoración presenta elementos (35) para indicar una determinación no significativa del número de revoluciones y / o para solicitar que se cambie la posición de la detección del ruido, y / o para indicar que sólo se transmita el número de revoluciones estimado.
15. Dispositivo según una o varias de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque está prevista una unidad (36) de control que controla todo el proceso de valoración y calibración de un proceso de medición, la cual también determina automáticamente las señales de medida y las circunstancias de funcionamiento del motor de combustión interna adecuadas para la determinación y mejora de los parámetros (P) de calibración.
16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque el sensor (12) del ruido presenta un sensor del ruido aéreo y un sensor del ruido estructural y porque la unidad (36) de control controla automáticamente la amplificación, la combinación, la selección y la asignación de las señales a una señal auxiliar para la determinación del número de revoluciones auxiliar y a una señal principal para la determinación del número de revoluciones.
ES97890052T 1997-03-07 1997-03-19 Procedimiento y dispositivo para determinar el numero de revoluciones de un motor de combustion interna a partir del ruido emitido. Expired - Lifetime ES2208864T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT14797 1997-03-07
AT0014797U AT1519U3 (de) 1997-03-07 1997-03-07 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der drehzahl einer brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2208864T3 true ES2208864T3 (es) 2004-06-16

Family

ID=3482787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES97890052T Expired - Lifetime ES2208864T3 (es) 1997-03-07 1997-03-19 Procedimiento y dispositivo para determinar el numero de revoluciones de un motor de combustion interna a partir del ruido emitido.

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0863404B1 (es)
AT (2) AT1519U3 (es)
DE (1) DE59710888D1 (es)
ES (1) ES2208864T3 (es)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT2172U3 (de) * 1997-10-10 1998-09-25 Avl List Gmbh Verfahren und vorrichtung zur kalibrierung einer drehzahlmessung
DE19825023C2 (de) * 1998-06-04 2001-02-08 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zum Bestimmen der Motordrehzahl eines Kraftfahrzeugs
ES2155000B1 (es) * 1998-12-23 2001-11-16 Univ Madrid Carlos Iii Teletacometro acustico robusto, automatico, en tiempo real, de maxima resolucion y universal para motores de explosion.
DE10241005A1 (de) * 2002-09-05 2004-03-25 Zf Friedrichshafen Ag Rotordrehzahl-Messanordnung
DE102004010263A1 (de) * 2004-03-03 2005-09-22 Daimlerchrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Drehzahlerfassung von Turboladern
DE102009045410B4 (de) * 2009-10-07 2021-05-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Drehzahlbestimmung
IT1400363B1 (it) * 2010-06-03 2013-05-31 Magneti Marelli Spa Metodo di determinazione della velocita' di rotazione di un compressore in un motore a combustione interna
DE102010030522A1 (de) 2010-06-25 2011-12-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Drehzahlbestimmung
US10371081B2 (en) * 2017-05-02 2019-08-06 Garrett Transportation I Inc. System and methods for adaptively determining turbocharger speed
GB2563913B (en) * 2017-06-29 2020-03-25 Perkins Engines Co Ltd Engine monitoring apparatus
EP3462137A1 (de) * 2017-09-29 2019-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung bzw. verfahren zur erfassung einer rotation eines körpers
CN108470148B (zh) * 2018-02-14 2022-03-15 上海为秀互联网科技有限公司 发动机转速检测方法、检测系统、互联网平台及其应用
EP3901635A1 (en) * 2020-04-20 2021-10-27 ABB Schweiz AG Rotating machine speed estimation
CN114322931B (zh) * 2021-11-23 2024-05-17 潍柴动力股份有限公司 坡度传感器信号的处理方法、装置、设备、系统及介质

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4189940A (en) * 1978-05-30 1980-02-26 Rca Corporation Engine fault diagnosis
US4452079A (en) * 1982-09-27 1984-06-05 Cooper Industries, Inc. Acoustic tachometer
SE500813C2 (sv) * 1993-01-22 1994-09-12 Ase Autotest Ab Förfarande för mätning av varvtalet på turboaggregat för motorer
FR2712699B1 (fr) * 1993-11-17 1995-12-22 Sagem Procédé de mesure de la vitesse de rotation d'une machine tournante génératrice d'un signal acoustique périodique.
GB9501380D0 (en) * 1995-01-24 1995-03-15 Sun Electric Uk Ltd Engine and rotary machine analysis
DE19538776A1 (de) * 1995-10-18 1997-04-24 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Anordnung zur optischen Drehzahlmessung von Verbrennungsmotoren, insbesondere in Kraftfahrzeugen

Also Published As

Publication number Publication date
EP0863404B1 (de) 2003-10-22
AT1519U2 (de) 1997-06-25
EP0863404A1 (de) 1998-09-09
ATE252732T1 (de) 2003-11-15
DE59710888D1 (de) 2003-11-27
AT1519U3 (de) 1997-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2208864T3 (es) Procedimiento y dispositivo para determinar el numero de revoluciones de un motor de combustion interna a partir del ruido emitido.
USRE38100E1 (en) Tachometer based on electrical ripple and calibrated by mechanical engine signals
RU2007610C1 (ru) Устройство для диагностики систем дизельного двигателя
US5794171A (en) Process for deriving predictive model of crankshaft rotation of a combustion engine
CA2306483A1 (en) Device for the analysis of motor vehicles exhaust emissions
US5424636A (en) Process and device for detecting revolutions of a rotating element by twice fourier transform
US10914221B2 (en) Method and device for emission monitoring of a combustion engine in a motor vehicle
US5043659A (en) Non-intrusive tachometer for spark ignition autos
JPS63241330A (ja) 内燃機関の検査方法とその装置
ITMI990437A1 (it) Sistema di gestione di motori a combustione interna in particolare per controllare la messa in fase dell'accensione ed il rapporto
CN109060695A (zh) 柴油车尾气检测结果准确性的校验方法
US5631411A (en) Method and apparatus for engine monitoring
ITTO950962A1 (it) Metodo di rilevamento di detonazione per motori a combustione interna.
US5528930A (en) Engine misfire detection system and method
US5752213A (en) Misfire detector with torsional oscillation filtering
RU2390745C2 (ru) Способ получения высокоточной информации о частоте вращения и положении коленчатого вала для систем регулирования и диагностики многоцилиндровых двигателей и устройство для его осуществления
SU1065789A1 (ru) Способ косвенного определени эксцентриситета воздушного зазора электрической машины
RU2075049C1 (ru) Устройство для анализа состава выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания
JPH0726971B2 (ja) エンジン回転数計測装置
US7230418B2 (en) Flutter reduction apparatus and method
GB2404979A (en) Testing diesel engines
SU851148A1 (ru) Отметчик мертвой точки поршн дВигАТЕл ВНуТРЕННЕгО СгОРАНи
SU1621016A1 (ru) Способ измерени удельной электрической проводимости
SU714207A1 (ru) Устройство дл виброакустической диагностики двигателей
SU890110A1 (ru) Способ диагностики подшипников качени