ES2278854T3 - Aparato de control de servomotor. - Google Patents
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Abstract
Un aparato (8) de control de un motor (1) de combustión interna para controlar un servomotor (9) que desplaza un miembro (10) accionado dentro de un intervalo de desplazamiento limitado por un obturador (26), en el que dicho miembro (10) accionado es una tobera variable de un turbosobrealimentador de tobera variable, comprendiendo el aparato (8) de control un medio de control que acciona el servomotor (9) en un estado parado del motor de combustión interna hasta que el miembro (10) accionado empalma con el obturador (26) y determina la posición del miembro (10) accionado cuando empalma con el obturador como posición de referencia, caracterizado porque en el arranque del motor posterior al estado parado del motor (1) de combustión interna, el medio de control desplaza el miembro accionado basándose en la posición de referencia determinada.
Description
Aparato de control de servomotor.
La presente invención se refiere a un aparato de
control y procedimiento según las reivindicaciones 1 y 9
respectivamente.
Convencionalmente, un motor de combustión
interna para un automóvil y similares incluye diversos tipos de
miembros que se accionan mediante un servomotor. Una tobera (álabe
de tobera) de un turbosobrealimentador de tipo de tobera variable
es uno de los miembros anteriormente mencionados o de los miembros
accionados.
La tobera variable está dispuesta en un conducto
de escape a través del cual se sobrealimentan los gases de escape
desde el motor de combustión interna contra un rotor de turbina del
turbosobrealimentador. La tobera variable se hace funcionar, es
decir, se abre o cierra de tal forma que cambia un área del conducto
de escape a través del cual fluyen los gases de escape. La
velocidad del flujo de los gases de escape que fluye a través del
conducto de escape es variable de tal forma que cambia la rapidez
de rotación del turbosobrealimentador. Esto hace posible ajustar
una presión de sobrealimentación o presión de aspiración.
Como un servomotor para hacer funcionar la
tobera variable, se puede emplear un motor de corriente continua
(CC). El motor de CC se acciona para desplazar la tobera variable
basándose en una posición de referencia predeterminada. La apertura
de la tobera variable, así, se puede ajustar de tal forma que
cambie la presión de sobrealimentación del motor de combustión
interna. La tobera variable tiene obturadores que delimitan los
puntos limite del lado de cierre completo y del lado de apertura
completa del intervalo en el que se desplaza la tobera variable de
tal forma que evite que la tobera variable se desplace
excesivamente por encima de los puntos límite.
La posición de referencia sobre cuya base se
desplaza la tobera variable se puede establecer como el punto en el
que se abre completamente la tobera variable. En este caso, la
tobera variable se desplaza hasta el lado de apertura
inmediatamente después del arranque del motor de combustión interna
hasta que empalma con el obturador. La posición en la que la tobera
variable empalma con el obturador, es decir, la posición de
apertura completa se establece como la posición de referencia. La
tobera variable se puede desplazar hasta el lado de apertura
completa durante el funcionamiento del motor, por ejemplo, en el
arranque del motor. Esto es debido a que un desplazamiento de este
tipo puede no provocar un excesivo incremento en la velocidad del
flujo de los gases de escape sobrealimentado contra el rotor de
turbina, evitando así un aumento excesivo de la presión de
sobrealimentación del motor.
Como se ha mencionado anteriormente, la posición
de referencia de la tobera variable se determina en cada arranque
del motor. Esto hace posible que se desplace apropiadamente la
tobera variable con respecto a la posición de referencia tras el
arranque del motor incluso cuando la tobera variable se hace
funcionar manualmente con fines de inspección o similares durante la
parada del motor.
En el caso de que la tobera variable esté
ubicada en el punto cercano a la posición de cierre completo, y la
posición de apertura completa se establezca como la posición de
referencia, tiene que ser desplazada desde el punto alejado de la
posición de referencia. En consecuencia, no es probable que la
tobera variable ubicada en la posición de cierre completo se
desplace con exactitud. Un desplazamiento de este tipo puede no ser
el deseado para ajustar la presión de sobrealimentación. Cuando la
tobera variable está ubicada en el punto cercano a la posición de
cierre completo, el paso de la tobera variable desde la posición de
referencia puede influir enormemente en la rotación del
turbosobrealimentador. Es importante, por lo tanto, desplazar la
tobera variable con exactitud.
El Informe Técnico de Toyota n° 11489 ha
presentado la técnica para establecer la posición de referencia
para desplazar la tobera variable. La técnica para establecer la
posición de referencia se describirá haciendo referencia al gráfico
temporal mostrado en la figura 8. El gráfico temporal muestra cada
cambio de la rapidez (a) del motor, la apertura de la tobera (b)
variable, y la presión (c) de aspiración con respecto al eje
temporal.
Según la técnica, la posición de referencia se
establece durante la marcha al ralentí del motor de combustión
interna. Durante el funcionamiento de marcha al ralentí
inmediatamente después del arranque del motor, la tobera variable se
desplaza gradualmente hacia el lado de cierre. Junto con el
desplazamiento de la tobera variable, la velocidad del flujo de los
gases de escape sobrealimentado contra el rotor de turbina se eleva
hasta incrementar gradualmente la presión de aspiración. La
posición de referencia se determina como el punto en el que se ubica
la tobera variable cuando la presión de aspiración se incrementa
hasta alcanzar un valor predeterminado.
En la técnica anteriormente mencionada, la
posición de referencia corresponde al punto más cercano a la
posición de cierre completo. En el caso de que la tobera variable
esté ubicada en un punto cerca de la posición de cierre completo
para ajustar la apertura, el desplazamiento de la tobera variable se
puede realizar en un punto cerca de la posición de referencia. Esto
hace posible desplazar la tobera variable con exactitud. Por lo
tanto, un desplazamiento de este tipo es adecuado para ajustar la
presión de aspiración.
Sin embargo, el desplazamiento de la tobera
variable hacia el lado de cierre reduce el área de sección del
conducto de escape a través del cual fluyen los gases de escape. La
velocidad resultante de los gases de escape sobrealimentados contra
el rotor de turbina se incrementa, conduciendo a la rapidez de
rotación incrementada del turbosobrealimentador. Por lo tanto, el
desplazamiento de la tobera variable en carga puede aportar una
influencia negativa al motor. Es preferible desplazar la tobera
variable hacia el lado de cierre para establecer la posición de
referencia durante el funcionamiento de marcha al ralentí que puede
minimizar la influencia negativa del desplazamiento al
motor.
motor.
Es preferible establecer la posición de
referencia desplazando la tobera variable hacia el lado de cierre
durante el funcionamiento de marcha al ralentí especialmente en el
momento justo después del arranque del motor de tal manera que la
tobera variable pueda ser desplazada con respecto a la posición de
referencia en un estadio anterior justo después del arranque del
motor.
En el caso de que el vehículo se arranque
inmediatamente después del arranque del motor, el funcionamiento de
marcha al ralentí no se realiza justo después del arranque del
motor. No es preferible establecer la posición de referencia
desplazando la tobera variable hacia el lado de cierre en un momento
distinto a después del arranque del motor. Como resultado, la
presión de aspiración se ajusta desplazando la tobera variable sin
establecer la posición de referencia. Como resultado, la tobera
variable no se puede desplazar con exactitud.
El documento US-4.385.602
desvela un aparato de control genérico de un motor de combustión
interna para controlar un servomotor que desplaza un miembro
accionado dentro de un intervalo de desplazamiento limitado por un
obturador, comprendiendo el aparato de control un medio de control
que acciona el servomotor hasta que el miembro accionado empalma
con el obturador y determina la posición de referencia en un estado
parado del motor de combustión interna.
Es el objeto de la presente invención
proporcionar un aparato de control de un motor de combustión
interna que mejore la capacidad de arranque del motor de combustión
interna.
Este objeto se consigue mediante el aparato de
control de un motor de combustión interna con las características
de la reivindicación 1 y el procedimiento con las características
de la reivindicación 9. La invención además se desarrolla como se
define en las reivindicaciones subordinadas.
Si se acciona el servomotor para llevar el
miembro accionado sobre el obturador durante el movimiento del
motor para establecer la referencia, se puede deteriorar el estado
de funcionamiento del motor. Según la forma de realización, el
servomotor se acciona durante la parada del motor para establecer la
posición de referencia en el arranque posterior del motor de manera
que el miembro accionado sea desplazado sin influir negativamente
sobre el estado del motor. Ya que la posición de referencia para
desplazar el miembro accionado ya está establecida en el momento
posterior al arranque del motor, se puede desplazar con precisión
con respecto a la posición de referencia.
El miembro accionado es una tobera variable que
se abre/cierra para hacer que la velocidad del flujo de los gases
de escape sobrealimentado contra el rotor de turbina del
turbosobrealimentador sea variable.
El servomotor para hacer funcionar los
mecanismos de válvula anteriormente mencionados, como la tobera
variable, la válvula de admisión y la válvula RGE (recirculación de
gases de escape), puede incluir un motor eléctrico, por ejemplo
motor de corriente continua (CC), solenoide rotativo y
similares.
Cuando el miembro accionado está ubicado más
alejado del obturador que una posición inicial predeterminada, el
controlador establece la posición inicial predeterminada como la
posición de referencia.
Según la forma de realización, incluso cuando el
miembro accionado no ha alcanzado el obturador por una determinada
razón en el arranque posterior del motor, la posición inicial se
establece como la posición de referencia. El miembro accionado,
así, puede desplazarse con precisión en un estado anterior justo
posterior al arranque del motor.
El controlador supervisa un estado de
funcionamiento del servomotor y determina si un empalme del miembro
accionado con el obturador ha finalizado basándose en el estado de
funcionamiento supervisado del servomotor.
Según la forma de realización, se puede detectar
con precisión la finalización del empalme del miembro accionado con
el obturador. En el caso de que el motor eléctrico del tipo del
motor de CC, motor de par de torsión y solenoide rotativo se emplea
como el servomotor, el valor de la corriente del motor se supervisa
para determinar el estado de funcionamiento del servomotor.
El controlador desplaza el miembro accionado en
una dirección inversa a la del empalme antes de que el miembro
accionado empalme con el obturador.
Según la forma de realización, el miembro
accionado se desplaza en una dirección inversa a la dirección en la
cual se lleva el miembro accionado al empalme con el obturador de
manera que los depósitos adheridos en el recorrido de
desplazamiento del miembro accionado se pueden retirar. Es
preferible desplazar el miembro accionado en la dirección inversa
dentro del intervalo en la que se permite que el miembro accionado
se desplace para retirar los depósitos. Si el desplazamiento
inverso del miembro accionado se realiza durante la parada del
motor, los depósitos se pueden retirar al menos una vez en cada
funcionamiento del motor.
El controlador decelera o para el desplazamiento
del miembro accionado hacia el obturador justo antes de que el
miembro accionado empalme con el obturador.
Según la forma de realización, se puede reducir
un impacto provocado por el empalme del miembro accionado con el
obturador, limitando así que se produzcan defectos como que se
produzca la deformación del obturador.
La figura 1 es una vista esquemática que muestra
una estructura global de un turbosobrealimentador del tipo de
tobera variable provisto en un motor y un aparato de control para
accionar y controlar el sistema de tobera variable del
turbosobrealimentador según una forma de realización de la
invención;
la figura 2 es una vista frontal que muestra una
estructura detallada del sistema de tobera variable;
la figura 3 es una vista en sección en la que el
sistema de tobera variable de la figura 2 se ve desde una dirección
de una flecha A-A;
la figura 4 es una vista ampliada que muestra un
estado en el que una palanca para abrir/cerrar del sistema de
tobera variable empalma con un obturador;
la figura 5 es un diagrama de flujo que muestra
procedimientos para empalmar un álabe de tobera con un lado de
cierre;
la figura 6 es un gráfico temporal que muestra
cambios en un estado de funcionamiento de un interruptor de
encendido, una rapidez de revoluciones del motor, una posición del
álabe de tobera y un valor de la corriente del motor de CC respecto
al paso del tiempo cuando el empalme se lleva a cabo cuando el
motor se para;
la figura 7 es un diagrama de flujo que muestra
procedimientos para establecer una posición de referencia; y
la figura 8 es un gráfico temporal que muestra
la transición de una rapidez de revoluciones del motor, un ángulo
de apertura de la tobera variable y una presión de aspiración
respecto al paso del tiempo para ilustrar un procedimiento
convencional para determinar la posición de referencia.
Una forma de realización de la invención
aplicada a un motor de a bordo con un turbosobrealimentador del
tipo de tobera variable se describirá en referencia a las figuras 1
a 7.
Como se muestra en la figura 1, una porción
aguas arriba de un conducto 2 de aspiración y una porción aguas
abajo de un conducto 3 de escape de un motor 1 están conectadas a
un turbosobrealimentador 4 respectivamente. El
turbosobrealimentador 4 incluye un rotor 5 del compresor que envía
aire aguas abajo del conducto 2 de aspiración y un rotor 6 de
turbina que rota a medida que los gases de escape que pasan a
través del conducto 3 de escape son sobrealimentados hasta allí. El
rotor 5 del compresor rota junto con el conducto 3 de escape para
incrementar la cantidad de aire admitida en el motor 1. Esto hace
posible incrementar la potencia del motor 1.
El turbosobrealimentador 4 incluye un sistema 7
de tobera variable en el conducto de escape a través del cual se
sobrealimentan los gases de escape contra el rotor 6 de turbina. El
sistema 7 de tobera variable cumple la función de sistema de
válvula que se abre y cierra para cambiar el área del conducto de
escape a través del cual fluyen los gases de escape. Es decir, la
velocidad del flujo de los gases de escape sobrealimentados contra
el rotor 6 de turbina se puede ajustar cambiando el área
transversal del conducto de escape. La rapidez rotatoria del
turbosobrealimentador 4 cambia a medida que la velocidad del flujo
de los gases de escape se hace variar para ajustar una presión de
turbosobrealimentación (presión de aspiración) del motor 1.
Un motor 9 de corriente continua (CC) que está
controlada por un controlador 8 cumple la función de un servomotor
para hacer funcionar el sistema 7 de tobera variable. Los álabes 10
de tobera (toberas variables) del sistema 7 de tobera variable se
hacen funcionar accionando el motor 9 de CC. Cuando el álabe 10 de
tobera se desplaza hacia el lado de cierre, la velocidad del flujo
de los gases de escape sobrealimentados contra el rotor 6 de
turbina incrementa para elevar la rapidez de rotación del
turbosobrealimentador 4, incrementando la presión de
turbosobrealimentación del motor 1. Por otra parte, cuando los
álabes 10 de tobera se desplazan hacia el lado de apertura, la
velocidad del flujo de los gases de escape sobrealimentados contra
el rotor 6 de turbina disminuye para reducir la rapidez de rotación
del turbosobrealimentador 4, reduciendo así la presión de
turbosobrealimentación del motor
1.
1.
El controlador 8 que acciona y controla el motor
9 de CC recibe señales enviadas desde un detector 11 de posición de
la tobera para detectar la posición del álabe 10 de tobera e
incluye un circuito 8a de detección de corriente para detectar un
valor de la corriente del motor 9 de CC. El controlador 8 está
conectado a una unidad 12 de control electrónica para el motor (UCE
del motor) que controla el funcionamiento del motor 1, y está
estructurada para recibir una orden enviada desde la UCE 12 del
motor. La UCE 12 del motor recibe señales enviadas desde un
detector 13 de rapidez del motor para detectar la rapidez del motor
y las señales enviadas desde un interruptor 14 de encendido que se
ha hecho funcionar con un accionador de un vehículo para arrancar o
parar el motor 1.
Después, una estructura del sistema 7 de tobera
variable se explicará en detalle en referencia a las figuras 2 y 3.
La figura 2 es una vista frontal del sistema 7 de tobera variable
como se ve desde el lado del rotor 5 del compresor (lado superior
mostrado en la figura 1). La figura 3 es una vista lateral en
sección del sistema 7 de tobera variable como se ve a lo largo de
una dirección de líneas A-A de la figura 2.
Como ilustran las figuras 2 y 3, el sistema 7 de
tobera variable tiene una placa 21 trasera de tobera con forma de
anillo. En la placa 21 trasera de tobera, está dispuesta una
pluralidad de árboles 22 a intervalos angulares iguales con
respecto al centro de la placa 21. Cada árbol 22 que penetra a
través de la placa 21 trasera de la tobera en la dirección de su
grosor está soportada de forma que se puede rotar. Un extremo
(extremo inferior como se muestra en la figura 3) de cada árbol 22
está sujeto al álabe 10 de la tobera. El otro extremo (extremo
superior como se muestra en la figura 3) del árbol 22 está sujeto a
una palanca 23 que se extiende perpendicularmente al árbol 22 hacia
la periferia externa de la placa 21 trasera de la tobera.
Una placa 24 de anillo anular se introduce entre
la palanca 23 y la placa 21 trasera de la tobera de manera que la
placa 24 de anillo anular está recubierta sobre la placa 21 trasera
de la tobera. La placa 24 de anillo está estructurada para rotar en
una dirección circunferencial tras accionar el motor 9 de CC. La
placa 24 de anillo tiene una pluralidad de pernos 25 dispuestos a
intervalos angulares iguales con respecto a su centro. Los pernos
25 están conectados unos con otros para que puedan pivotar con
respecto a la correspondiente palanca 23.
A medida que la placa 24 de anillo gira
alrededor de su eje central tras accionar el motor 9 de CC, cada
perno 25 fuerza la correspondiente palanca 23 para moverse hacia
una dirección de giro de la placa 24 de anillo. Como resultado, la
palanca 23 sirve para girar el árbol 22 para hacer funcionar cada
álabe 10 de tobera de forma sincronizada con respecto al árbol 22.
Cada distancia entre los álabes 10 de tobera adyacentes, es decir,
el área del flujo de los gases de escape del conducto de escape a
través del cual se sobrealimentan los gases de escape contra el
rotor 6 de turbina se cambia abriendo/cerrando los álabes 10 de
tobera. La velocidad resultante del flujo de los gases de escape,
así, se hace variable.
Un intervalo en el que se ajusta la distancia
entre los álabes de tobera adyacentes está delimitado por tres
obturadores 26 dispuestos a intervalos angulares iguales con
respecto al centro. Esos obturadores 26 están provistos entre las
palancas 23 adyacentes como se muestra en la figura 4. Cuando el
álabe 10 de tobera se desplaza a la posición de apertura completa,
una de las palancas 23 adyacentes (palanca 23 inferior mostrada en
la figura 4) se lleva a empalme con el obturador como se muestra
mediante una línea continua. Cuando el álabe 10 de tobera se
desplaza hasta la posición de cierre completo, la otra palanca 23
adyacente (palanca 23 adyacente superior como se muestra con una
doble línea punteada encadenada).
Ya que el intervalo de desplazamiento del álabe
10 de tobera está delimitada por los obturadores 26, la apertura
del álabe 10 de válvula durante el funcionamiento normal del motor
se puede controlar dentro del intervalo de desplazamiento
delimitado. La apertura del álabe 10 de válvula se controla
mediante el controlador 8 que acciona el motor 9 de CC de
conformidad con el valor de la orden de apertura enviada desde el
motor 12 UCE. El valor de orden de apertura está comprendido entre
el 0% y el 100% durante el funcionamiento normal del motor. Ya que
el álabe 10 de tobera se controla respecto al lado de apertura, el
valor de la orden de apertura se acerca al 0%. Mientras tanto, ya
que el álabe 10 de tobera se controla respecto al lado de cierre,
el valor de la orden de apertura se acerca al 100%.
Incluso cuando el valor de la orden de apertura
se establece en el 100%, el álabe 10 de tolera se desplaza hasta el
lado de cierre, pero la palanca 23 no se lleva a empalme con el
obturador 26. Es decir, durante el funcionamiento normal del motor,
el álabe 10 de tobera se desplaza entre la posición de apertura
completa y la posición justo antes de la posición de cierre
completo en respuesta al valor de la orden de apertura que está
comprendido entre el 0% y el 100%. Cuando el valor de la orden de
apertura completa se conserva al 100%, el álabe 10 de tobera se
mantiene en una posición justo antes de la ubicación en la que el
álabe 10 de tobera se lleva a empalme con el obturador 26, es
decir, la posición justo antes de la posición de cierre
completo.
La apertura del álabe 10 de tobera se controla
para ser desplazado a una posición de referencia predeterminada. Es
preferible establecer el punto cerca de la posición de cierre
completo como la posición de referencia de manera que el álabe 10
de tobera ubicado cerca de la posición de cierre completo se
desplace.
Se han propuesto diversas técnicas para
controlar el álabe 10 de válvula para establecer la posición de
referencia. En el caso de que el controlador 8 tenga una memoria
RAM de seguridad como la memoria no volátil, la posición de
referencia determinada por el control anteriormente mencionado se
puede almacenar en la memoria RAM de seguridad. El álabe 10 de
tobera se controla basándose en la posición de referencia
almacenada en la memoria RAM de seguridad.
En el caso de que el controlador 8 no tenga
memoria RAM de seguridad con el fin de reducir costes, la posición
de referencia debe determinarse en cada funcionamiento del motor
porque la posición de referencia se perderá tras la parada del
motor.
En esta forma de realización, ya que no se
emplea memoria RAM de seguridad, el valor de la orden de apertura
se establece respecto al valor que sobrepase el 100%, por ejemplo,
110% durante la parada del motor. A continuación, el álabe 10 de
tobera se desplaza hasta el lado de cierre hasta que la palanca 23
empalma con el obturador 26. La posición de referencia se establece
durante el arranque posterior del motor basándose en la posición del
álabe 10 de tobera cuando la palanca 23 empalma con el obturador 26
(el establecimiento del valor de referencia se describirá más
adelante). Esto hace posible establecer la posición de referencia
para el desplazamiento del álabe 10 de tobera hasta el punto
cercano a la posición de cierre completo. Como resultado, el álabe
10 de tobera se puede desplazar con exactitud basándose en la
posición de referencia.
El procedimiento para desplazar el álabe 10 de
tobera hasta el lado de cierre durante la parada del motor hasta
que la palanca 23 empalme con el obturador 26 se describirá en
referencia al diagrama de flujo mostrado en la figura 5. La rutina
de empalme de la tobera se ejecuta mediante la UCE 12 del motor
como la interrupción en un intervalo de tiempo predeterminado.
En la rutina del diagrama de flujo mostrado en
la figura 5, cuando se determina que el interruptor 14 de encendido
está desconectado, es decir, se obtiene un SI en la etapa S101, el
proceso prosigue con la etapa S102 y las etapas posteriores de
manera que el álabe 10 de tobera se desplaza hacia el lado de
cierre. En la etapa S102 se determina si ha finalizado el empalme
del álabe 10 de tobera con el obturador 26. Si el valor de la
corriente del motor 9 de CC accionado para desplazar el empalme del
álabe 10 de tobera hacia el lado de cierre se convierte en un valor
x predeterminado o mayor, se determina que el empalme ha
finalizado.
Si se obtiene un SI en la etapa S102, el proceso
prosigue con la etapa S103, donde se determina si el valor de la
orden de apertura es el valor distinto del 110%. Si se obtiene un
SI en la etapa S103, el proceso prosigue con la etapa S104 y las
posteriores etapas S105 o S106 antes del empalme del álabe 10 de
tobera con el lado de cierre. Si se obtiene un NO en la etapa S104,
es decir, no ha pasado un periodo de tiempo predeterminado después
de la parada del motor 1, el valor de la orden de apertura se
establece al 0% en la etapa S105. Si se obtiene un SI en la etapa
S104, es decir, el periodo de tiempo predeterminado ha pasado, el
valor de la orden de apertura se establece al 100% en la etapa
S106. El periodo de tiempo predeterminado a se establece respecto
al tiempo suficiente para que el álabe 10 de tobera se abra
completamente después de la parada del motor 1.
El proceso a continuación prosigue con la etapa
S107, donde se determina si un periodo de tiempo predeterminado b
ha pasado desde un momento en el cual el valor de la orden de
apertura se establece al 100%. Si se obtiene un SI en la etapa S107
el proceso prosigue con la etapa S108, donde se determina el valor
de la orden de apertura al 110%. El periodo de tiempo
predeterminado b se establece respecto a un tiempo suficiente para
que el empalme del álabe 10 de tobera se desplace hasta una posición
justo antes de la posición completamente cerrada desde un momento
en el que el valor de la orden de apertura se establece al 100%.
Además, después de que el valor de la orden de apertura se
establezca al 110%, si se obtiene un NO en la etapa S102, es decir,
si se determina que ha finalizado el empalme del álabe 10 de tobera
en el lado de cierre, el proceso prosigue con la etapa S109, donde
acaba la orden de apertura.
El cambio en el funcionamiento del álabe 10 de
tobera tras la emisión de la orden de apertura durante la parada
del motor se describirá en referencia a un gráfico temporal de la
figura 6. Cada cambio en el estado ENCENDIDO/APAGADO del
interruptor 14 de encendido, la rapidez del motor, la posición del
álabe 10 de tobera y el valor de la corriente del motor 9 de CC a
lo largo del eje se representa con (a), (b), (c) y (d)
respectivamente.
Cuando el interruptor 14 de encendido se
desconecta del estado encendido para parar el motor (en un reglaje
de encendido T1), se reduce gradualmente la rapidez del motor. En
este momento, el valor de la orden de apertura se establece al 0%,
y así el álabe 10 de tobera se desplaza hacia la posición
completamente abierta. El desplazamiento del álabe 10 de tobera
hacia la posición completamente abierta puede retirar depósitos en
el recorrido del desplazamiento cerca de la posición completamente
abierta del turbosobrealimentador 4.
Cuando el álabe 10 de tobera se desplaza a la
posición completamente abierta con el paso del periodo de tiempo
predeterminado a desde el funcionamiento del interruptor de
encendido hasta el estado apagado (en un reglaje de encendido T2),
se establece el valor de la orden de apertura al 100% para traer el
álabe 10 de tobera a la posición justo antes de la posición
completamente cerrada. El valor de la orden de apertura se mantiene
al 100% hasta el paso del tiempo predeterminado b desde el momento
en que el valor de la orden de apertura se establece al 100%. A
continuación, en un momento en que ha pasado el tiempo
predeterminado b (en el reglaje de encendido T3), el valor de la
orden de apertura se establece al 110% de forma que desplace el
álabe 10 de tobera hasta que la palanca 23 empalma con el obturador
26.
El álabe 10 de tobera se mantiene en una
posición justo en las proximidades de la posición de cierre
completo antes de que se lleve a empalme con el lado de cierre. El
desplazamiento del álabe 10 de tobera hacia el lado de cierre se
para temporalmente para reducir el impacto provocado por el empalme
de la palanca 23 con el obturador 26.
Además, se suministra continuamente la corriente
eléctrica al motor 9 de CC incluso después de que el álabe 10 de
tobera se lleve a empalme con el lado de cierre. El valor de la
corriente del motor 9 de CC se hace mayor que un valor x
predeterminado. Como resultado, se determina que el empalme del
álabe 10 de tobera con el lado de cierre ha finalizado. El motor 9
de CC a continuación se para. La posición a la cual el álabe 10 de
tobera empalma con el lado de cierre se determina como la posición
de cierre completo.
El procedimiento para establecer la posición de
referencia para el desplazamiento del álabe 10 de tobera se
describirá en referencia al diagrama de flujo de la figura 7 que
representa la rutina para establecer la posición de referencia.
Esta rutina se ejecuta mediante el controlador 8 mediante una
interrupción en un intervalo de tiempo prede-
terminado.
terminado.
En referencia al diagrama de flujo de la figura
7, si la orden de arranque del motor se emite en un momento en el
que el interruptor 14 de encendido se conecta, es decir, se obtiene
un SI en la etapa 201, el proceso prosigue con la etapa S202. En la
etapa S202 se determina si la posición real del álabe 10 de tobera
en este momento está más cerca del lado de apertura que de una
posición inicial que se describirá más adelante.
La posición real del álabe 10 de tobera como se
ha descrito antes se obtiene basándose en una señal de detección
desde el detector 11 de posición de la tobera en el arranque del
motor. Es decir, la posición real normalmente se obtiene como la
posición a la que se determina que el álabe 10 de tobera se lleva a
empalme con el lado de cierre durante la parada del motor. La
posición inicial se establece respecto a la posición como el lado
de cierre máximo con holgura AA para cubrir la varianza en la
posición de empalme dependiendo del producto como se muestra en la
figura 6(c). Es decir, la posición inicial se establece para
que esté en el intervalo desde la posición de cierre completo como
la posición de empalme. En esta forma de realización, la posición
inicial se establece respecto a la posición de apertura máxima con
holgura para cubrir la varianza dependiendo de los miembros, para
evitar un incremento innecesario de la presión de
turbosobrealimentación a riesgo de disminuir el rendimiento de
potencia durante el funcionamiento del motor, y para mejorar la
fiabilidad. Si la posición inicial se establece respecto a la
posición de cierre máxima con holgura, el intervalo de control de
la apertura del álabe de tobera cambia hacia el lado de cierre.
Esto puede provocar un incremento indeseado de la presión de
turbosobrealimentación, deteriorando así la fiabilidad.
Si el álabe 10 de tobera está más cerca del lado
de apertura que la posición inicial por determinada razón en el
arranque del motor, se obtiene un SI en la etapa S202. El proceso
entonces prosigue con la etapa S204, donde la posición inicial
anteriormente mencionada se establece como la referencia de
posición. Mientras tanto, si se obtiene un NO en la etapa S202, el
proceso prosigue con la etapa S203, donde la posición real del
álabe 10 de tobera (posición de empalme) se establece como la
posición de referencia.
Según la forma de realización anteriormente
mencionada, se pueden obtener los siguientes efectos.
(1) Cuando el álabe 10 de tobera se desplaza
hacia el lado de cierre durante el funcionamiento del motor con el
fin de determinar la posición de referencia, la velocidad rotatoria
del turbosobrealimentador 4 incrementa excesivamente y en
consecuencia, la presión de turbosobrealimentación del motor 1 se
eleva excesivamente. En la forma de realización, el álabe 10 de
tobera se desplaza hacia el lado de cierre para determinar la
posición de referencia durante la parada del motor. Esto hace
posible desplazar el álabe 10 de tobera hacia el lado de cierre
hasta que la palanca 23 empalma con el obturador 26 sin provocar
ninguna desventaja de las descritas antes. La posición obtenida en
la que el álabe 10 de tobera se lleva a empalme con el lado de
cierre, es decir, la posición de empalme, se establece como la
posición de referencia en el arranque del motor. Ya que la posición
de referencia se puede determinar inmediatamente después del
arranque del motor, el álabe 10 de tobera se puede desplazar de
forma exacta basándose en la posición de
referencia.
referencia.
(2) En el caso de que el álabe 10 de tobera está
más cerca del lado de la apertura que de la posición inicial en el
arranque del motor por una determinada razón, la posición inicial
se establece como la posición de referencia. El álabe 10 de tobera
se puede desplazar con exactitud basándose en la posición de
referencia en el estadio anterior inmediatamente después del
arranque del motor.
(3) Cuando el valor de la corriente del motor 9
de CC que se acciona para desplazar valor de corriente se hace
mayor que un valor x predeterminado, se determina que el empalme
del álabe 10 de tobera con el lado de cierre ha finalizado.
Por lo tanto, se puede hacer una determinación
de este tipo con exactitud.
(4) Con el fin de determinar la posición de
referencia desplazando el álabe 10 de tobera para llevarlo a
empalme con el lado de cierre, puede surgir un caso en el que el
álabe 10 de tobera nunca se desplace hacia el lado de apertura
durante el funcionamiento del motor. En el caso anterior, los
depósitos en el recorrido de desplazamiento cerca del lado de
apertura completa en el conducto de escape del
turbosobrealimentador 4 no se puede retirar mediante el álabe 10 de
tobera durante el funcionamiento del motor. Por el contrario, en la
forma de realización, el álabe 10 de tobera se desplaza hacia la
posición completamente abierta antes de que se lleve a empalme con
el lado de cierre durante la parada del motor. Ya que se fuerza el
álabe 10 de tobera a desplazarse hacia la posición de apertura
completa, hay pocas probabilidades de pasar por alto la retirada de
los depósitos.
(5) El desplazamiento del álabe 10 de tobera
hacia el lado de cierre se para temporalmente justo antes de su
empalme con el lado de cierre durante la parada del motor. Esto
hace posible reducir el impacto provocado por el empalme de la
palanca 23 con el obturador 26.
La forma de realización se puede modificar como
se describe a continuación.
(a) En la forma de realización, el
desplazamiento del álabe 10 de tobera hacia el lado de cierre se
para temporalmente justo antes de su empalme con el lado de cierre
durante la parada del motor. Sin embargo, la rapidez a la que el
álabe 10 de tobera se desplaza se puede reducir en lugar de parar
temporalmente el desplazamiento.
(b) Tras el empalme del álabe 10 de tobera con
el lado de cierre, no hay necesidad de parar temporalmente el
desplazamiento ni decelerar la rapidez de desplazamiento.
(c) En la forma de realización, el álabe 10 de
tobera se desplaza hasta la posición de apertura completa como el
límite del intervalo de desplazamiento durante la parada del motor.
Sin embargo, el álabe 10 de tobera no tiene que ser desplazado
hasta la posición de apertura completa. El álabe 10 de tobera se
puede desplazar hacia el lado de apertura hasta que alcance un
determinado punto dentro del intervalo de desplazamiento. Si el
álabe 10 de tobera se desplaza hasta la posición de apertura
completa como se describe en la forma de realización, los depósitos
del recorrido de desplazamiento del conducto de escape se pueden
retirar.
(d) El álabe 10 de tobera no tiene que ser
desplazado hacia la posición de apertura completa.
(e) El servomotor distinto del motor 9 de CC se
puede emplear para accionar el sistema 7 de tobera variable. Otros
tipos de motor eléctrico como el motor de par de torsión y el
solenoide rotativo se pueden emplear como el servomotor.
(f) La determinación para la finalización del
empalme del álabe 10 de tobera con el lado de cierre se puede hacer
basándose en la posición del álabe 10 de tobera derivada de la
señal de detección del detector 11 de posición de la tobera.
(g) En la forma de realización, el álabe 10 de
tobera del turbosobrealimentador del tipo de tobera variable está
ejemplificado como el miembro accionado que se desplaza mediante el
servomotor como el motor 9 de CC.
Ventajosamente, los puntos que pueden derivarse
de la forma de realización anteriormente mencionada se describirán
a continuación.
(1) En un aparato de control de un servomotor
para desplazar una tobera variable de un motor de combustión
interna dentro de un intervalo de desplazamiento delimitado por un
obturador está provisto de un controlador que acciona el servomotor
hasta que la tobera variable empalma en un estado parado del motor
de combustión interna, determina una posición de la tobera variable
cuando empalma con el obturador como una posición de referencia y
desplaza la tobera variable basándose en la posición de referencia
determinada en un arranque de motor posterior al estado parado del
motor de combustión interna.
Si la tobera variable se desplaza hacia el lado
de cierre hasta que empalma con el obturador durante el
funcionamiento del motor, el área del conducto de escape a través
del cual fluyen los gases del motor de combustión interna, se
reduce. En consecuencia, la velocidad del flujo de los gases de
escape sobrealimentados contra el rotor de turbina se incrementa
hasta incrementar innecesariamente la rapidez rotatoria del
turbosobrealimentador. Esto puede provocar una influencia negativa
en el estado de funcionamiento del motor. Según la forma de
realización anteriormente mencionada, a medida que la tobera
variable se desplaza durante la parada del motor, la posición de
referencia de la tobera que se va a desplazar en el posterior
arranque del motor se puede determinar sin provocar ninguna
influencia negativa en el estado de funcionamiento del motor. Por
lo tanto, la tobera variable se puede desplazar con exactitud
inmediatamente después del arranque del motor basándose en la
posición de referencia que ya se ha determinado.
(2) cuando el miembro (10) accionado está
ubicado más alejado del obturador que de una posición inicial, el
medio de control establece la posición inicial predeterminada como
la posición de referencia.
Según la forma de realización, incluso cuando la
tobera variable desplazada hacia el lado de cierre no ha alcanzado
el obturador en el siguiente arranque del motor por una determinada
razón, se puede desplazar con exactitud en el estadio anterior
inmediatamente después del arranque del motor basándose en la
posición inicial como la posición de referencia.
(3) En la forma de realización, un motor
eléctrico cumple la función del servomotor. El controlador
determina que el empalme de la tobera variable con el obturador ha
finalizado cuando el valor de corriente del motor eléctrico se hace
mayor que un valor predeterminado.
La estructura descrita antes hace posible
determinar la finalización del empalme de la tobera variable con el
obturador con exactitud.
(4) El dispositivo de control desplaza la tobera
variable hacia el lado de apertura antes del empalme de la tobera
variable con el obturador.
Con el fin de determinar la posición de
referencia desplazando el álabe 10 de tobera para llevarlo a
empalme con el lado de cierre, puede surgir un caso en el que el
álabe 10 de tobera nunca se desplace hacia el lado de apertura
durante el funcionamiento del motor. En el caso anterior, los
depósitos en el recorrido de desplazamiento cerca del lado de
apertura completa en el conducto de escape del
turbosobrealimentador 4 no se puede retirar mediante el álabe 10 de
tobera durante el funcionamiento del motor. Por el contrario, en la
forma de realización, el álabe 10 de tobera se desplaza hacia la
posición completamente abierta antes de que se lleve a empalme con
el lado de cierre durante la parada de motor. Ya que se fuerza el
álabe 10 de tobera para que se desplace hacia la posición de
apertura completa, hay pocas probabilidades de pasar por alto la
retirada de los depósitos.
Es preferible desplazar la tobera variable hasta
el punto cerca de la posición de apertura completa para retirar los
depósitos. Es este caso, los depósitos en el recorrido de
desplazamiento se pueden retirar al menos una vez durante un ciclo
de funcionamiento del motor.
El dispositivo de control se para temporalmente
o decelera el desplazamiento de la tobera variable hacia el
obturador en el lado de cierre justo antes de su empalme con el
obturador.
La estructura anteriormente mencionada es capaz
de reducir el impacto provocado por el empalme de la tobera
variable con el obturador.
En un estado parado de un motor, un álabe 10 de
tobera de un sistema 7 de tobera variable de un
turbosobrealimentador 4 se desplaza hasta que empalma con un
obturador en un lado de cierre. La posición en la que el álabe 10 de
tobera empalma con el obturador se establece como una posición de
referencia basándose en la cual, el álabe 10 de tobera se desplaza
tras el arranque posterior del motor.
En un estado parado de un motor, un álabe (10)
de tobera de un sistema (7) de tobera variable de un
turbosobrealimentador (4) se desplaza hasta que empalma con un
obturador en un lado de cierre. La posición en la que el álabe (10)
de tobera empalma con el obturador se establece como una posición de
referencia basándose en la cual, el álabe (10) de tobera se
desplaza tras el arranque posterior del motor.
Claims (13)
1. Un aparato (8) de control de un motor (1) de
combustión interna para controlar un servomotor (9) que desplaza un
miembro (10) accionado dentro de un intervalo de desplazamiento
limitado por un obturador (26), en el que dicho miembro (10)
accionado es una tobera variable de un turbosobrealimentador de
tobera variable, comprendiendo el aparato (8) de control un medio de
control que acciona el servomotor (9) en un estado parado del motor
de combustión interna hasta que el miembro (10) accionado empalma
con el obturador (26) y determina la posición del miembro (10)
accionado cuando empalma con el obturador como posición de
referencia, caracterizado porque en el arranque del motor
posterior al estado parado del motor (1) de combustión interna, el
medio de control desplaza el miembro accionado basándose en la
posición de referencia determinada.
2. Un aparato de control de un servomotor según
la reivindicación 1, en el que el servomotor (9) comprende un motor
eléctrico.
3. Un aparato de control de un servomotor según
las reivindicaciones 1 ó 2, en el que cuando el miembro (10)
accionado está ubicado más alejado del obturador (26) que una
posición inicial predeterminada en un siguiente arranque del motor,
el medio de control establece la posición inicial predeterminada
como la posición de referencia.
4. Un aparato de control de un servomotor según
la reivindicación 3, en el que la posición inicial se determina
como una posición teórica con una holgura en la que el miembro (10)
accionado se lleva a empalme con el obturador (26).
5. Un aparato de control de un servomotor según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el medio de
control supervisa un estado de funcionamiento del servomotor (9) y
determina si un empalme del miembro (10) accionado con el obturador
(26) ha finalizado basándose en el estado de funcionamiento
supervisado del servomotor (9).
6. Un aparato de control de un servomotor según
la reivindicación 5, en el que el medio (8) de control determina que
un empalme del miembro (10) accionado con el obturador (26) ha
finalizado cuando un valor de la corriente del servomotor (9)
sobrepasa un valor predeterminado.
7. Un aparato de control de un servomotor según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el medio
(8) de control desplaza el miembro (10) accionado en una dirección
inversa a la del empalme antes de que el miembro (10) accionado
empalme con el obturador (26).
8. Un aparato de control de un servomotor según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el medio
(8) de control decelera temporalmente o para el desplazamiento del
miembro (10) accionado hacia el obturador (26) justo antes de que
el miembro (10) accionado empalme con el obturador (26).
9. Un procedimiento de control de un motor (1)
de combustión interna para controlar un servomotor (9) que desplaza
un miembro (10) accionado dentro de un intervalo de desplazamiento
limitado por un obturador (26), en el que dicho miembro (10)
accionado es una tobera variable de un turbosobrealimentador de
tobera variable que comprende accionar el servomotor (9) en un
estado parado del motor de combustión interna hasta que el miembro
(10) accionado empalme con el obturador (26), y que determina la
posición del miembro (10) accionado cuando empalma con el obturador
(26) como una posición de referencia, desplazando el miembro (10)
accionado basándose en la posición de referencia determinada en un
arranque del motor posterior al estado parado del motor de
combustión interna.
10. Un procedimiento de control según la
reivindicación 9, en el que cuando el miembro (10) accionado está
ubicado más alejado del obturador (26) que una posición inicial
predeterminada en un siguiente arranque del motor, la posición
inicial predeterminada se establece como la posición de
referencia.
11. Un procedimiento de control según las
reivindicaciones 9 ó 10, en el que un estado de funcionamiento del
servomotor (9) se supervisa y se determina si un empalme del
miembro (10) accionado con el obturador (26) ha finalizado
basándose en el estado de funcionamiento supervisado del servomotor
(9).
12. Un procedimiento de control según una
cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que el miembro (10)
accionado se desplaza en una dirección inversa a la del empalme
antes de que el miembro (10) accionado empalme con el obturador
(26).
13. Un procedimiento de control según una
cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que el
desplazamiento del miembro (10) accionado hacia el obturador (26)
se decelera temporalmente o se para justo antes de que el miembro
(10) empalme con el obturador (26).
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