PROCEDIMIENTO PARA LA DETECCION DEL INICIO DE LA COMBUSTION DE UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA.

Procedimiento para la detección del inicio de la combustión de un motor de combustión interna (1) con varios cilindros (2,

3, 4, 5) mediante una señal del número de revoluciones determinada para un árbol (6) del motor de combustión interna (1), en el cual

- a partir de la señal del número de revoluciones se extrae al menos una señal de segmento (SS) con una longitud de señal correspondiente a un número entero de giros completos del árbol (6), de forma que en el intervalo de ángulo de giro representado por la longitud de señal, cada cilindro (2, 3, 4, 5) se encienda una vez,

- la señal de segmento (SS) se divide en señales de cilindro (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4) según el número de cilindros (2, 3, 4, 5) respectivo, conteniendo cada señal de cilindro (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4) información sobre la ignición de un único cilindro (2, 3,4, 5),

- la señal de cilindro (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4) se transforma mediante una transformación de frecuencia en una señal de frecuencia de cilindro correspondiente (FS1, FS2, FS3, FS4) en un intervalo de frecuencia angular, contándose entonces para cada señal de frecuencia de cilindro (FS1, FS2, FS3, FS4) con valores de amplitud y de fase para frecuencias angulares discretas correspondientes,

- de la señal de frecuencia de cilindro (FS1, FS2, FS3, FS4) para al menos una frecuencia angular dada se extrae la información de señal que incluye el inicio de la combustión en el cilindro (2, 3,4, 5) correspondiente mediante los valores de amplitud y de fase correspondientes a la frecuencia angular dada, extrayéndose el inicio de la combustión de la información de señal mediante comparación de los valores de amplitud y de fase de la frecuencia angular dada con valores empíricos y/o de referencia correspondientes, utilizándose la información de fase de la frecuencia angular, cuyo valor de amplitud sea superior a un umbral, para la detección del inicio de la combustión

Procedimiento para la detección del inicio de la combustión de un motor de combustión interna.

La invención se refiere a un procedimiento para la detección del inicio de la combustión de un motor de combustión interna con varios cilindros mediante una señal del número de revoluciones determinada para un árbol del motor de combustión interna.

Especialmente en un motor de combustión interna de autoignición puede ocurrir que la combustión no tenga lugar en el mejor momento en los cilindros correspondientes. Esta irregularidad no deseada está condicionada por los efectos de envejecimiento o por las tolerancias de fabricación. La consecuencia puede ser un aumento en la expulsión de gases de escape, un aumento del consumo de combustible o también un empeoramiento de la marcha concéntrica del motor de combustión interna.

Se conocen procedimientos para determinar el punto exacto del inicio de la combustión mediante sensores adicionales. US 5239473 detecta las igniciones fallidas basándose en una transformación de frecuencias de la señal del número de revoluciones. En DE 33 02 219 A1, así como en DE 197 49 817 A1, se describen procedimientos que determinan la evolución de la presión en el interior del cilindro mediante sensores de presión.

Además, en DE 25 13 289 A1, DE 44 13473 A1 y DE 196 12 180 C1 se dan a conocer procedimientos que registran el ruido estructural en la carcasa del motor de combustión interna. A partir de las señales de presión y de ruido estructural medidas de esta forma se deduce el inicio de la combustión del motor de combustión interna. Los sensores necesarios adicionalmente para los procedimientos conocidos representan un costoso esfuerzo adicional.

El objeto de la invención consiste en indicar un procedimiento del tipo mencionado anteriormente, que permita el registro del inicio de la combustión con medios lo más sencillos posible.

Este objeto se consigue mediante las características de la reivindicación 1. El procedimiento según la invención se puede aplicar básicamente sin sensores adicionales. La unidad de medición se basa únicamente en la señal del número de revoluciones, que generalmente se determina de todos modos y por lo tanto ya consta como dato en un dispositivo de control del motor de combustión interna. Además, el inicio exacto de la combustión se puede determinar sencillamente mediante la señal del cilindro transformada en el intervalo de frecuencia angular. Para ello no son necesarias operaciones de cálculo complejas. Dado el caso, para la transformación en el intervalo de frecuencia angular se puede recurrir a los procedimientos de transformación de señales ya existentes en el dispositivo de control.

Las realizaciones especiales del procedimiento según la invención resultan de las reivindicaciones dependientes.

Los objetos de las reivindicaciones 2 y 3 se refieren respectivamente a un método ventajoso para generar la señal del cilindro, que comprende la información que se debe analizar del cilindro que interesa en cada momento.

Las realizaciones según las reivindicaciones 5 a 9 se refieren a posibilidades favorables para mejorar la señal, que se llevan a cabo especialmente antes de la transformación en el intervalo de frecuencia angular. Mediante estos pasos de procedimiento previos se puede determinar el inicio de la combustión de forma más exacta, puesto que entonces también se puede determinar con mayor exactitud la información relevante de la señal que se toma en el intervalo de frecuencia angular.

De acuerdo con la realización según la reivindicación 10 se puede mejorar el funcionamiento del motor de combustión interna utilizando el inicio de la combustión exactamente determinado para (re)ajustar el cilindro correspondiente. De esta forma se pueden evitar en gran medida las irregularidades descritas anteriormente.

Los ejemplos de realización preferidos, así como otras ventajas y otros detalles de la invención se describen ahora detalladamente en base a los dibujos. Para una mejor comprensión, el dibujo no está realizado a escala y algunos aspectos están representados sólo de forma esquemática. Muestran:

la fig. 1, un primer ejemplo de realización del procedimiento para la detección del inicio de la combustión y

la fig. 2, un segundo ejemplo de realización.

Las partes correspondientes de las figuras 1 y 2 están dotadas de los mismos símbolos de referencia.

El primer ejemplo de realización representado en la figura 1 sirve para la detección del inicio de la combustión de un motor de combustión interna 1, especialmente de autoignición, que presenta cuatro cilindros 2, 3, 4 y 5. El número de cilindros debe entenderse sólo a modo de ejemplo. El procedimiento puede aplicarse igualmente a un motor de combustión interna 1 con otra cantidad de cilindros. A un árbol 6, especialmente a un cigüeñal, del motor de combustión interna 1 está fijada una rueda transmisora 7, que presenta marcas equidistantes distribuidas en su perímetro. Estas marcas no mostradas en detalle en el ejemplo de realización pueden estar realizadas, por ejemplo, como dientes o también como orificios. Un sensor 8 asignado a la rueda transmisora 7, por ejemplo en forma de un captador inductivo, proporciona una serial en el momento en el que una de las marcas pasa por el sensor 8. Esta señal se conduce a un dispositivo de control 9.

El dispositivo de control 9 comprende, además de otras unidades no representadas, varias subunidades para la determinación del inicio de la combustión. Estas son una unidad de número de revoluciones 10, una unidad de promediación 11, una unidad de corrección de la rueda transmisora 12, una unidad de reconstrucción de señal 13, una unidad de segmentación 14, una unidad de análisis 15 y un regulador 16. Estas subunidades pueden estar separadas físicamente, por ejemplo como grupo constructivo electrónico separado, o presentarse como una única unidad física agrupada. Esto último es especialmente posible en el caso de una realización técnica y programática de las subunidades 10 a 16 en un procesador de señal. También sería posible una forma mixta.

A continuación se describen detalladamente el funcionamiento de la detección y del reajuste del inicio de la combustión. La señal del intervalo de tiempo proporcionada por el sensor 8 se transforma en la unidad de número de revoluciones 10 en una señal del número de revoluciones, que se base en el intervalo de ángulo de giro, como es habitual en el control de los motores de combustión interna. La señal del número de revoluciones indica, en función del ángulo de giro del árbol 6, la velocidad de giro del árbol y la aceleración de giro del mismo presente en cada momento.

A continuación, de la señal del número de revoluciones se extrae una señal de segmento SS con un intervalo de ángulo de giro, dentro del cual cada uno de los cilindros 3 a 5 se enciende exactamente una vez. En el ejemplo de realización, éste es un segmento correspondiente a un doble giro completo del árbol 6, es decir, con un intervalo de ángulo de giro de 720 grados. Sin embargo, según el tipo de motor de combustión interna 1 o del árbol 6, que podría ser tanto cigüeñal como un árbol de levas, utilizado para el registro de la señal del número de revoluciones, el intervalo del número de revoluciones de la señal de segmento SS también puede tener básicamente otro valor.

El registro de la señal del número de revoluciones y también de la señal de segmento se efectúa actualmente casi en cualquier dispositivo de control 9 de un motor de combustión interna 1. Es decir que no se trata de un medio de registro adicional especialmente previsto para la detección del inicio de la combustión.

Los pasos de procedimiento descritos a continuación parten siempre de la presencia de un estado de funcionamiento cuasi estacionario del motor de combustión interna 1.

Los pasos de procedimiento realizados en la unidad de promediación 11, la unidad de corrección de la rueda transmisora 12 y la unidad de reconstrucción de la señal 13 son opcionales. Tienen como función mejorar la calidad de la señal de segmento SS. A fin de cuentas, cuanto más alta sea la calidad, más exactamente podrá determinarse el inicio de la combustión.

En la unidad de promediación 11 se forma el valor medio aritmético de dos o varias señales de segmento SS consecutivas. De esta forma pueden eliminarse especialmente las fluctuaciones cíclicas que resultan, por ejemplo, de una combustión irregular.