Dispositivo para controlar un motor de combustión interna que ajusta el grado de apertura objetivo de una válvula de mariposa del motor de combustión interna basándose en una cantidad presente de funcionamiento del pedal del acelerador y,

tras haber pasado un tiempo de retardo predeterminado, comienza a accionar la válvula de mariposa de modo que el grado de apertura real de la válvula de mariposa se convierte en dicho grado de apertura objetivo, para estimar de ese modo el grado de apertura real de la válvula de mariposa en el futuro tras haber pasado un periodo de tiempo predeterminado desde el presente basándose en dicho grado de apertura objetivo, dicho tiempo de retardo y las características de funcionamiento de la válvula de mariposa, y para calcular la cantidad de aire que captará el motor en el futuro tras haber pasado dicho periodo de tiempo predeterminado basándose en dicho valor estimado, comprendiendo dicho dispositivo para controlar un motor de combustión interna:

medios de ajuste de la sincronización de válvulas objetivo para ajustar una sincronización de válvulas objetivo del motor basándose en un grado de apertura real de válvula de mariposa;

medios de sincronización variable de válvulas para controlar la sincronización de válvulas del motor a dicha sincronización de válvulas objetivo;

medios de estimación de la sincronización de válvulas para calcular un valor estimado de dicha sincronización de válvulas objetivo en el futuro tras haber pasado dicho periodo de tiempo predeterminado basándose en dicho grado de apertura estimado de la válvula de mariposa, y para estimar una sincronización de válvulas del motor real en el futuro tras el paso de dicho periodo de tiempo predeterminado basándose en dicha sincronización de válvulas objetivo estimada; y

medios de estimación de la cantidad de aire de admisión para estimar la cantidad de aire que captará el motor en el futuro tras haber pasado dicho periodo de tiempo predeterminado basándose en dicho grado de apertura estimado de la válvula de mariposa y dicha sincronización de válvulas estimada

Dispositivo de control para motor de combustión interna.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo para controlar un motor de combustión interna. Más específicamente, la invención se refiere a un dispositivo para controlar un motor de combustión interna que estima un valor futuro del grado de apertura de la válvula de mariposa de un motor tras haber transcurrido un periodo de tiempo predeterminado retardando el inicio del funcionamiento para controlar un grado de apertura de la válvula de mariposa de un motor a un valor objetivo y, basándose en este valor estimado del grado de apertura de la válvula de mariposa, estimar con precisión la cantidad de aire de admisión captado por el motor en el futuro.

Técnica anterior

Se conoce un dispositivo para controlar un motor de combustión interna que incluye una denominada válvula de mariposa controlada electrónicamente cuyo grado de apertura puede controlarse independientemente de la cantidad de funcionamiento del pedal del acelerador por el conductor y estimar con precisión la cantidad de aire que captará el motor retardando el inicio del funcionamiento para controlar el grado de apertura de la válvula de mariposa a un valor objetivo determinado a partir de la cantidad de funcionamiento del pedal del acelerador en un tiempo de retardo predeterminado.

En general, se ha empleado un sistema denominado de control de la cantidad de combustible basado en la cantidad de aire en el que se mide en primer lugar la cantidad de aire captado por el motor de combustión interna, y se controla la cantidad de inyección de combustible basándose en la cantidad de aire medida, de modo que la relación aire-combustible del motor se convierte en un valor óptimo. En un motor de este tipo, es importante medir con precisión la cantidad de aire captado por el motor. En un estado en el que la cantidad de aire captado por el motor está variando debido a cambios en el grado de apertura de la válvula de mariposa y en la velocidad de rotación como resultado de un estado de funcionamiento transitorio, sin embargo, a menudo se vuelve difícil medir con precisión la cantidad de aire captado por el motor. La cantidad de aire captado realmente por los cilindros del motor se determina en el momento en el que se cierran las válvulas de admisión de los respectivos cilindros. Por tanto, con el fin de ajustar con precisión la cantidad de inyección de combustible, debe ajustarse la cantidad de inyección de combustible basándose en la cantidad de aire captado por el motor en un momento en el que se cierra la válvula de admisión del cilindro. Generalmente, sin embargo, el momento para calcular la cantidad de inyección de combustible para cada cilindro precede al momento en el que se cierra la válvula de admisión. Con el fin de ajustar con precisión la cantidad de inyección de combustible basándose en la cantidad de aire captado realmente por el cilindro, por tanto, es necesario estimar con precisión la cantidad de aire captado por el motor en un momento en el que la válvula de admisión se cerrará en el futuro en un momento de cálculo de la cantidad de inyección de combustible.

La cantidad de aire captado por el motor varía dependiendo del grado de apertura de la válvula de mariposa y la velocidad de rotación del motor. Puesto que la tasa de cambio en el grado de apertura de la válvula de mariposa es relativamente mayor que una tasa de cambio en la velocidad de rotación del motor durante el funcionamiento transitorio, si pudiera estimarse con precisión el grado de apertura de la válvula de mariposa en el momento en el que se cierra la válvula de admisión, entonces, podría estimarse la cantidad de aire captado por el motor en el momento en el que se cierra la válvula de admisión. En un motor equipado con una válvula de mariposa controlada electrónicamente que puede operarse independientemente del funcionamiento del pedal de aceleración por el conductor, se ha propuesto un método denominado de cálculo inverso con avance de fase en el que se estima con precisión el grado de apertura futuro de la válvula de mariposa retardando la operación de apertura o cierre de la válvula de mariposa en un periodo de tiempo predeterminado y se estima con precisión la cantidad de aire que captará el motor en el futuro (cantidad de aire captado por el motor cuando la válvula de admisión se cierra en el cilindro) basándose en el grado de apertura estimado de la válvula de mariposa.

Un dispositivo para controlar un motor de combustión interna estimando la cantidad de aire de admisión de este tipo se ha dado a conocer, por ejemplo, en la publicación de patente japonesa no examinada (Kokai) n.º 10-169469.

Según el dispositivo de esta publicación, se ajusta el grado de apertura objetivo de la válvula de mariposa controlada electrónicamente basándose en la cantidad presente de funcionamiento del pedal del acelerador (cantidad de depresión). Sin embargo, la válvula de mariposa no se acciona hasta el grado de apertura objetivo inmediatamente tras ajustarse el grado de apertura objetivo. En su lugar, la válvula de mariposa se acciona tras haber transcurrido un tiempo de retardo predeterminado. En general, la válvula de mariposa controlada electrónicamente implica un retraso en el funcionamiento debido al retardo en la operación de control o debido al retardo en la activación del mecanismo. Incluso cuando el grado de apertura objetivo ha cambiado rápidamente (por ejemplo, gradualmente), por tanto, se produce un tiempo de retardo D determinado a partir de las características de funcionamiento de la válvula de mariposa hasta que el grado de apertura de la válvula de mariposa llega realmente al grado de apertura objetivo. Por tanto, si se conocen con precisión las características de funcionamiento de la válvula de mariposa, se hace posible calcular el grado de apertura de la válvula de mariposa en cada momento hasta que la válvula de mariposa llega realmente al grado de apertura objetivo incluso cuando el grado de apertura objetivo de la válvula de mariposa varía gradualmente. En teoría, es posible estimar el grado de apertura de la válvula de mariposa en cada momento basándose en las características de funcionamiento de la válvula de mariposa en un momento en el que el grado de apertura objetivo ha cambiado gradualmente.

En el funcionamiento real, sin embargo, cuando se mueve el pedal del acelerador una gran cantidad por el conductor y el grado de apertura objetivo cambia continuamente, un cambio en el grado de apertura objetivo tras el momento de estimación no se refleja en el valor estimado incluso cuando se estima el grado de apertura futuro de la válvula de mariposa en cada momento basándose en las características de funcionamiento de la válvula de mariposa en un momento dado. Por tanto, el grado de apertura estimado de la válvula de mariposa pierde precisión.

Según el dispositivo de la publicación anterior, tras haberse ajustado el grado de apertura objetivo, se retarda el inicio de la operación para accionar la válvula de mariposa dependiendo del grado de apertura objetivo en un tiempo de retardo predeterminado (un periodo del tiempo de retardo es tan corto que el conductor no siente realmente el retardo), de modo que un cambio en el grado de apertura objetivo se refleja completamente en el grado de apertura estimado de la válvula de mariposa. Concretamente, en el dispositivo de la publicación anterior, el funcionamiento real de la válvula de mariposa se retarda en el tiempo de retardo anterior hasta después del cambio en el grado de apertura objetivo. Esto hace, en otras palabras, que sea posible conocer exactamente, en un momento en el que la válvula de mariposa comienza realmente a funcionar, cómo cambiará el grado de apertura objetivo de la válvula de mariposa posteriormente. Por tanto, se hace posible reflejar completamente un cambio en el grado de apertura objetivo en el grado de apertura estimado de la válvula de mariposa y, así, estimar con precisión un cambio real en el grado de apertura de la válvula de mariposa. Según el dispositivo de la publicación anterior, se estima con precisión el grado de apertura de la válvula de mariposa en un momento en el que se cierra la válvula de admisión en un momento en el que se calcula la cantidad de inyección de combustible, y se calcula la cantidad de aire captado por el motor en un momento en el que se cierra la válvula de admisión basándose en este grado de apertura estimado de la válvula de mariposa.

Cuando se aplica a un motor de sincronización fija de válvulas en el que las válvulas de admisión y escape tienen sincronizaciones fijas de apertura/cierre, el dispositivo...

1. Dispositivo para controlar un motor de combustión interna que ajusta el grado de apertura objetivo de una válvula de mariposa del motor de combustión interna basándose en una cantidad presente de funcionamiento del pedal del acelerador y, tras haber pasado un tiempo de retardo predeterminado, comienza a accionar la válvula de mariposa de modo que el grado de apertura real de la válvula de mariposa se convierte en dicho grado de apertura objetivo, para estimar de ese modo el grado de apertura real de la válvula de mariposa en el futuro tras haber pasado un periodo de tiempo predeterminado desde el presente basándose en dicho grado de apertura objetivo, dicho tiempo de retardo y las características de funcionamiento de la válvula de mariposa, y para calcular la cantidad de aire que captará el motor en el futuro tras haber pasado dicho periodo de tiempo predeterminado basándose en dicho valor estimado, comprendiendo dicho dispositivo para controlar un motor de combustión interna:

medios de ajuste de la sincronización de válvulas objetivo para ajustar una sincronización de válvulas objetivo del motor basándose en un grado de apertura real de válvula de mariposa;

medios de sincronización variable de válvulas para controlar la sincronización de válvulas del motor a dicha sincronización de válvulas objetivo;

medios de estimación de la sincronización de válvulas para calcular un valor estimado de dicha sincronización de válvulas objetivo en el futuro tras haber pasado dicho periodo de tiempo predeterminado basándose en dicho grado de apertura estimado de la válvula de mariposa, y para estimar una sincronización de válvulas del motor real en el futuro tras el paso de dicho periodo de tiempo predeterminado basándose en dicha sincronización de válvulas objetivo estimada; y

medios de estimación de la cantidad de aire de admisión para estimar la cantidad de aire que captará el motor en el futuro tras haber pasado dicho periodo de tiempo predeterminado basándose en dicho grado de apertura estimado de la válvula de mariposa y dicha sincronización de válvulas estimada.

2. Dispositivo para controlar un motor de combustión interna según la reivindicación 1, en el que dichos medios de ajuste de la sincronización de válvulas objetivo ajusta, como una sincronización de válvulas objetivo, un valor obtenido corrigiendo, basándose en la presión atmosférica, un ajuste de la sincronización de válvulas que se basa en dicho grado de apertura real de la válvula de mariposa.

3. Dispositivo para controlar un motor de combustión interna según la reivindicación 1, que comprende además medios para ajustar una sincronización de ignición del motor basándose en la cantidad estimada de aire que captará el motor en el futuro tras el paso de dicho periodo de tiempo predeterminado y en la sincronización de válvulas estimada.

4. Dispositivo para controlar un motor de combustión interna que ajusta un grado de apertura objetivo de la válvula de mariposa del motor de combustión interna basándose en una cantidad presente de funcionamiento del pedal del acelerador y, tras haber pasado un tiempo de retardo predeterminado, comienza a accionar la válvula de mariposa de modo que el grado de apertura real de la válvula de mariposa se convierte en dicho grado de apertura objetivo, para estimar de ese modo el grado de apertura real de la válvula de mariposa en el futuro tras haber pasado un periodo de tiempo predeterminado desde el presente basándose en dicho grado de apertura objetivo, dicho tiempo de retardo y las características de funcionamiento de la válvula de mariposa, y para calcular la cantidad de aire que captará el motor en el futuro tras haber pasado dicho periodo de tiempo predeterminado basándose en dicho valor estimado, comprendiendo dicho dispositivo para controlar un motor de combustión interna:

medios de ajuste del tiempo de retardo para ajustar así dicho tiempo de retardo en el que dicha válvula de mariposa comienza el accionamiento en un momento predeterminado en una carrera de un cilindro particular del motor.

5. Dispositivo para controlar un motor de combustión interna según la reivindicación 4, en el que dichos medios de ajuste del tiempo de retardo ajustan así dicho tiempo de retardo en el que el aire de admisión que ha pasado a través de la válvula de mariposa cuando ha comenzado a accionarse llega a dicho cilindro particular cuando la válvula de admisión se eleva hasta su grado máximo en dicho cilindro particular.

6. Dispositivo para controlar un motor de combustión interna según la reivindicación 4, en el que, cuando la tasa de cambio en dicho grado de apertura objetivo de la válvula de mariposa es mayor que un valor predeterminado, dichos medios de ajuste del tiempo de retardo ajustan así dicho tiempo de retardo en el que el aire de admisión que ha pasado a través de la válvula de mariposa llega, en primer lugar, a un cilindro del que se eleva la válvula de admisión hasta su grado máximo tras haber pasado un periodo de tiempo predeterminado cuando la válvula de admisión de dicho cilindro se eleva hasta su grado máximo independientemente de dicho momento predeterminado.

7. Dispositivo para controlar un motor de combustión interna según la reivindicación 4 con el motor en un estado de ralentí;

que comprende además:

medios que evitan el calado para evitar un calado del motor ajustando el grado de apertura objetivo de la válvula de mariposa independientemente de la cantidad de funcionamiento del pedal del acelerador cuando es probable que el motor que está al ralentí pueda calarse; y

medios para iniciar el accionamiento de la válvula de mariposa de modo que el grado de apertura de la válvula de mariposa alcance dicho grado de apertura objetivo inmediatamente cuando el grado de apertura objetivo de la válvula de mariposa se ajusta mediante dichos medios que evitan el calado para evitar un calado del motor independientemente del tiempo de retardo ajustado mediante dichos medios de ajuste del tiempo de retardo.