ES2273947T3 - Procedimiento y dispositivo para controlar el calentamiento de las bujias de incandescencia de un motor diesel. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para controlar el calentamiento de las bujías de encendido de un motor diesel, en el que, al recibir una señal de arranque del motor, se determina la temperatura de dicho motor en paralelo con la inicialización del controlador del motor y con independencia de ésta, y se genera una orden de incandescencia cuando la temperatura del motor obtenida de esta manera está por debajo de un valor prefijado, caracterizado porque, una vez concluida la inicialización del controlador del motor, el control del calentamiento de las bujías de incandescencia es asumido por dicho controlador del motor.
Description
Procedimiento y dispositivo para controlar el
calentamiento de las bujías de incandescencia de un motor
diesel.
La invención concierne a un procedimiento y un
dispositivo para controlar el calentamiento de las bujías de
incandescencia de un motor diesel según el preámbulo de las
reivindicaciones 1 y 3, respectivamente.
Un procedimiento y un dispositivo de esta clase,
que son conocidos por los documentos
US-A-6,148,258 y
US-A-5,507,255, respectivamente,
sirven para llevar las bujías de incandescencia a una temperatura
nominal a la que pueda ser arrancado el motor.
Se conoce por la revista MTZ 10/2000 "Das
elektronisch gesteuerte Glühsystem ISS für Dieselmotoren" un
procedimiento para controlar el calentamiento de las bujías de
incandescencia de un motor diesel en el que se imparte la orden de
incandescencia o la invitación de incandescencia después de
concluida la inicialización del controlador del motor, después de
realizada la determinación de la temperatura de los elementos del
motor a través del controlador del motor y después del subsiguiente
establecimiento satisfactorio de una comunicación entre el
controlador del motor y el aparato de control de incandescencia.
Dado que en este procedimiento el controlador
del motor puede transmitir una orden de incandescencia al aparato
de control de la incandescencia únicamente después de efectuada la
inicialización, la activación de las bujías de incandescencia, es
decir, el comienzo del calentamiento de dichas bujías de
incandescencia, es retardado por el tiempo de inicialización del
controlador del motor y de transmisión de la orden, de modo que
transcurre mucho tiempo hasta los primeros encendidos
satisfactorios del motor.
Se ha propuesto también aprovechar la apertura
de las puertas del vehículo equipado con el motor diesel como señal
de arranque para el calentamiento de las bujías de incandescencia.
Sin embargo, este procedimiento adolece del inconveniente de que la
apertura de las puertas no está frecuentemente ligada con un
arranque deseado del motor y, por tanto, se incrementa
innecesariamente el número de procesos de calentamiento de las
bujías de incandescencia y se reduce la vida útil de éstas.
Frente a esto, el problema que sirve de base a
la invención consiste en indicar un procedimiento y un dispositivo
de la clase citada al principio con los cuales se pueda reducir el
tiempo necesario para el calentamiento de las bujías de
incandescencia.
Este problema se resuelve según la invención por
medio del procedimiento conforme a la reivindicación 1 y del
dispositivo conforme a la reivindicación 3.
En el procedimiento y el dispositivo según la
invención se comienza, en caso necesario, con el calentamiento de
las bujías de incandescencia inmediatamente después de recibida una
señal de arranque del motor, por ejemplo después de la conexión del
encendido, una vez que se ha obtenido la temperatura del motor y se
la ha evaluado para impartir una orden de incandescencia. Por
tanto, dado que no tiene que esperarse a la conclusión satisfactoria
de la iniciación del controlador del motor y la determinación de la
temperatura es realizada de forma autónoma por el controlador de
incandescencia con independencia del controlador del motor, se puede
reducir en el caso típico en, por ejemplo, 500 ms el tiempo
necesario para el calentamiento de las bujías de incandescencia.
Perfeccionamientos y ejecuciones preferidos del
procedimiento y el dispositivo según la invención son objeto de las
reivindicaciones 2 y 4 a 6.
En lo que sigue, se describe con más detalle,
ayudándose de los dibujos correspondientes, un ejemplo de
realización especialmente preferido del procedimiento y el
dispositivo según la invención.
Muestran:
La figura 1, una vista en perspectiva de la
disposición de un aparato de control de incandescencia en el espacio
de un motor diesel y
La figura 2, en un diagrama de tiempo, un
ejemplo del procedimiento según la invención.
Como se representa en la figura 1, el
dispositivo según la invención para controlar el calentamiento de
las bujías de incandescencia de un motor diesel comprende un
controlador de incandescencia 1 que genera una orden de
incandescencia para calentar las bujías de incandescencia cuando la
temperatura del motor está por debajo de un valor prefijado. Para
determinar la temperatura del motor se ha previsto en el ejemplo de
realización representado en la figura 1 un sensor de temperatura
interno que está montado en el controlador de incandescencia 1 y
que determina la temperatura del soporte del circuito de control de
incandescencia, la cual es igual a la temperatura de una superficie
de contacto, por ejemplo la chapa del fondo de la carcasa del
controlador de incandescencia 1, con la que el controlador de
incandescencia 1 está dispuesto directamente en el bloque 2 del
motor en unión térmica con dicho motor. Por tanto, la señal de
salida del sensor de temperatura corresponde a la temperatura del
motor.
En función de este valor de temperatura, el
controlador de incandescencia 1 decide de forma autónoma si se
comienza o no con el calentamiento de las bujías de
incandescencia.
Como alternativa al empleo de un sensor de
temperatura interno, puede estar montado también un sensor de
temperatura externo en un sitio correspondiente del espacio del
motor, de modo que este sensor obtenga un valor que haga posible
una manifestación sobre la temperatura del motor. La señal de salida
de este sensor de temperatura externo se aplica entonces al
controlador de incandescencia. Sin embargo, se prefiere el empleo de
un sensor de temperatura interno a causa del ahorro de otro sensor
externo y de su cableado, así como debido al buen acoplamiento
térmico entre el controlador de incandescencia y el motor.
El trabajo del dispositivo anteriormente
descrito para controlar el calentamiento de las bujías de
incandescencia comienza al aplicar una señal de arranque, es decir,
cuando se conecta el encendido del motor. Por tanto, estando frío
el motor, se puede comenzar ya con el calentamiento de las bujías de
incandescencia durante el tiempo de inicialización del controlador
del motor. La alimentación eléctrica del controlador de
incandescencia se efectúa a través de una toma correspondiente, por
ejemplo el borne 15, pudiendo interpretarse el hecho de que se
aplica una tensión a este borne como una señal de arranque o un
comienzo de funcionamiento. Sin embargo, se puede emplear también
una señal de arranque dedicada que se genere al conectar el
encendido.
Cuando se aplica una señal de arranque de esta
clase y la temperatura del motor obtenida por el sensor está por
debajo de un valor prefijado de, por ejemplo, 5ºC, el calentamiento
es puesto en marcha de forma autónoma por el controlador de
incandescencia. Debido a una señal de arranque dedicada o debido al
hecho de que se aplica una tensión al borne de alimentación para el
controlador de incandescencia, se asegura que se comience con el
calentamiento de las bujías de incandescencia únicamente cuando se
pretenda realmente arrancar el motor.
En lo que sigue, se describe con más detalle,
ayudándose de la figura 2, un ejemplo del desarrollo del
procedimiento según la invención.
Como se representa en la figura 2 en un diagrama
de tiempo, se comienza automáticamente con el calentamiento de las
bujías de incandescencia por medio del controlador de incandescencia
cuando el valor de la temperatura del motor obtenido por el sensor
de temperatura está por debajo del valor prefijado de, por ejemplo,
5ºC y se aplica una señal de arranque. Por tanto, el proceso de
calentamiento comienza ya durante la fase de inicialización del
controlador del motor, ya que para la obtención de la temperatura se
necesita sensiblemente menos tiempo que para la inicialización del
controlador del motor.
Como se representa también en la figura 2, el
control del calentamiento de las bujías de incandescencia, después
de concluida satisfactoriamente la inicialización del controlador
del motor, es asumido por éste tan pronto como se establezca una
comunicación entre el controlador del motor y el controlador de
incandescencia. El calentamiento de las bujías de incandescencia se
termina o se define entonces de nuevo por medio de órdenes del
controlador del motor. En caso de que no ocurra esto, es decir,
cuando no se haya podido concluir satisfactoriamente la
inicialización del controlador del motor y/o no se haya establecido
ninguna comunicación con el controlador de incandescencia, se
termina automáticamente el proceso de calentamiento al cabo de un
tiempo determinado. Para la conmutación entre el control del
calentamiento por medio del controlador de incandescencia y el
controlador del motor se ha previsto un miembro de conmutación
correspondiente y la terminación del calentamiento de la bujía de
incandescencia después de un intervalo de tiempo determinado es
controlada a través de un miembro de temporización
correspondiente.
Se prefiere que, para la optimización del
arranque del motor después de establecida la comunicación entre el
controlador del motor y el controlador de incandescencia, se le
notifique al controlador del motor el estado actual de las bujías
de incandescencia, de modo que el controlador del motor decida
entonces, incorporando otros factores, acerca de si se pone en
marcha un arranque del motor o bien se espera todavía hasta que las
bujías de incandescencia hayan alcanzado con seguridad una
temperatura determinada de, por ejemplo, 800ºC.
El desarrollo de funcionamiento anteriormente
descrito se explica en lo que sigue con más detalle haciendo
referencia a un ejemplo concreto:
El conductor de un vehículo genera con su llave
de encendido una señal de arranque del motor al conectar el
encendido. Esta señal puede ser generada también de otra manera.
Esta señal puede consistir, por ejemplo, en que se aplique una
tensión a la toma de alimentación para activar el arrancador del
motor, el controlador del motor y otros componentes. Sin embargo,
puede ser también una señal de arranque dedicada que se aplique al
controlador del motor, al controlador de incandescencia y a otros
componentes. Se evalúa esta señal y, después de realizadas rutinas
de comprobación, se ejecuta el proceso de arranque adaptado al
estado actual del motor. La señal de arranque se aplica no sólo al
controlador del motor, sino también al controlador de
incandescencia. Éste es así inicializado y determina a continuación
la temperatura actual del motor a través de un sensor de
temperatura internamente montado o bien un sensor de temperatura
externo que puede estar montado, por ejemplo, en el bloque del
motor en contacto con el agua de refrigeración. Si se emplea un
sensor de temperatura interno, es ventajoso establecer un buen
acoplamiento térmico entre el controlador de incandescencia y el
motor, para lo cual, por ejemplo, se monta el controlador de
incandescencia con su placa de fondo metálica en el bloque del
motor. Si el valor prefijado en el controlador de incandescencia
para la temperatura del motor se queda por debajo de, por ejemplo,
5ºC, el controlador de incandescencia pone en marcha inmediatamente
el calentamiento de las bujías de incandescencia. Mientras se
alimentan ya con corriente las bujías de incandescencia, se
inicializa al mismo tiempo el controlador del motor, de modo que
éste, una vez realizadas las rutinas de comprobación, libera la
inyección de carburante o el arranque del motor. En el caso típico,
el controlador del motor necesita para su inicialización un tiempo
que es 300 a 500 ms más largo que el tiempo de inicialización del
controlador de incandescencia. Por tanto, se puede ahorrar este
tiempo para el calentamiento de las bujías de incandescencia. Una
vez concluida la inicialización del controlador del motor, este
controlador puede comunicarse con el controlador de incandescencia
y puede transmitir a este controlador de incandescencia las demás
órdenes necesarias para el calentamiento de las bujías de
incandescencia. Asimismo, es posible que se consulte el estado de
las bujías de incandescencia y se habilite el arranque del motor por
medio del controlador de este último, por ejemplo, únicamente
cuando las bujías de incandescencia hayan sobrepasado con seguridad
una temperatura de, por ejemplo, 800ºC. De esta manera, se puede
optimizar el comportamiento de arranque respecto del tiempo de
arranque, la emisión de contaminantes, etc. Si, en caso de que se
presente una señal de arranque, no llega ninguna orden más del
controlador del motor, el controlador de incandescencia desconecta
nuevamente el calentamiento de las bujías de incandescencia después
de un tiempo de, por ejemplo, 20 s prefijado por el controlador de
incandescencia.
En el procedimiento y el dispositivo según la
invención se puede acortar el tiempo que transcurre hasta el primer
encendido satisfactorio del motor diesel durante su arranque en frío
empleando un controlador de incandescencia, especialmente durante
el arranque directo del motor sin un precalentamiento explícito.
Durante este tiempo, la red de a bordo del vehículo es cargada
solamente por el calentamiento de las bujías de incandescencia y
eventualmente por el arrancador. Debido a una rápida reducción de la
demanda de corriente en un sistema de incandescencia con bujías de
incandescencia autorreguladas se descarga la red de a bordo en la
fase de arranque. Es posible también un arranque más pobre en
emisiones con la llave de encendido, es decir, un arranque sin
precalentamiento explícito, ya que se presentan especialmente menos
carburantes sin quemar en el chorro de gases de escape. La vida
útil de las bujías de incandescencia puede incrementarse hasta la
medida necesaria por medio de una reducción de los procesos de
calentamiento, lo cual contrasta con los procedimientos en los que
se pone ya en marcha el proceso de calentamiento al abrir una puerta
del vehículo. Se puede optimizar también el arranque del motor en
lo que respecta a la habilitación de dicho arranque únicamente
después de alcanzada una temperatura determinada. En caso de que no
deba arrancarse el motor por medio de la llave de encendido o se
suprima este deseo después del arranque del motor, se puede realizar
en forma más moderada el calentamiento de las bujías de encendido
con el espacio de tiempo obtenido.
Claims (6)
1. Procedimiento para controlar el calentamiento
de las bujías de encendido de un motor diesel, en el que, al
recibir una señal de arranque del motor, se determina la temperatura
de dicho motor en paralelo con la inicialización del controlador
del motor y con independencia de ésta, y se genera una orden de
incandescencia cuando la temperatura del motor obtenida de esta
manera está por debajo de un valor prefijado, caracterizado
porque, una vez concluida la inicialización del controlador del
motor, el control del calentamiento de las bujías de incandescencia
es asumido por dicho controlador del motor.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque durante el control del calentamiento de
las bujías de incandescencia por parte del controlador del motor se
reenvían a dicho controlador del motor informaciones sobre el
estado de las bujías de incandescencia.
3. Dispositivo para controlar el calentamiento
de las bujías de incandescencia de un motor diesel, que comprende
un controlador de incandescencia que, al recibir una señal de
arranque del motor, genera una orden de incandescencia para
calentar las bujías de incandescencia cuando la temperatura del
motor está por debajo de un valor prefijado, y un sensor de
temperatura independiente del controlador del motor, el cual
determina la temperatura del motor y aplica su señal de salida al
controlador de incandescencia, caracterizado por un
dispositivo de conmutación para conmutar de la emisión de orden de
incandescencia por el controlador de incandescencia a la emisión de
orden de incandescencia por el controlador del motor, cuyo
dispositivo reacciona a la conclusión de la inicialización del
controlador del motor y al comienzo de una comunicación entre dicho
controlador del motor y el controlador de incandescencia.
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque el sensor de temperatura está dispuesto
de modo que obtenga la temperatura del soporte del circuito de
control de incandescencia que está montado en contacto térmico con
el motor.
5. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque está previsto un sensor de temperatura
externo separado del controlador de incandescencia.
6. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado por un miembro de temporización que, en caso de
que falte comunicación entre el controlador del motor y el
controlador de incandescencia, anula la orden de incandescencia una
vez transcurrido un intervalo de tiempo prefijado.
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