DISPOSITIVO PARA LA DETERMINACIÓN DEL ESTADO DE DETONACIÓN DE UN MOTOR.
Dispositivo para la determinación de la situación de detonación en un motor de combustión interna (100),
que comprende: una primera parte de detección (200) para detectar una forma de onda de vibración provocada en dicho motor de combustión interna (100) a un intervalo predeterminado de ángulo de giro del cigüeñal; una segunda parte de detección (200) para detectar valores de magnitud relativos a una magnitud de vibración provocada en dicho motor de combustión interna (100) en una serie de ciclos de encendido; una parte de extracción (200) para extraer un valor de magnitud que satisface una condición predeterminada entre dicha serie de valores de magnitud basándose en el resultado de comparación de dicha forma de onda detectada con dicha forma de onda almacenada; una parte de determinación (200) para determinar la situación de aparición de detonación basándose en dicho valor de magnitud extraído; caracterizado por una parte de memoria (202) para almacenar previamente dicha forma de onda de vibración de dicho motor de combustión interna (100); y una parte de cálculo de nivel (200) para calcular el nivel de determinación de detonación basándose en dicho valor de magnitud extraído; en el que dicha parte de determinación (200) determina la situación de aparición de detonación basándose en el resultado de la comparación de dicho valor de magnitud extraído con dicho nivel de determinación de detonación
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2006/313171.
Solicitante: TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA.
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: 1, TOYOTA-CHO TOYOTA-SHI, AICHI-KEN, 471-8571 JAPON.
Inventor/es: KANEKO,RIHITO, KASASHIMA,KENJI, YOSHIHARA,MASATOMO, ASO,KOJI, SENDA,KENJI, TAKEMURA,YUICHI, KAMIO,Shigeru.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 26 de Junio de 2006.
Clasificación Internacional de Patentes:
- G01L23/22B6
Clasificación PCT:
- G01L23/22 FISICA. › G01 METROLOGIA; ENSAYOS. › G01L MEDIDA DE FUERZAS, TENSIONES, PARES, TRABAJO, POTENCIA MECANICA, RENDIMIENTO MECANICO O DE LA PRESION DE LOS FLUIDOS (pesado G01G). › G01L 23/00 Dispositivos o aparatos para la medida o la indicación o el registro de cambios rápidos, tales como oscilaciones, de la presión de vapores, de gases o de líquidos; Indicadores para determinar el trabajo o la energía de motores a vapor, de combustión interna o de otras presiones de fluidos a partir de las condiciones del fluido motor. › para detectar o indicar las sacudidas en los motores de combustión interna; Unidades que comprenden órganos sensibles a la presión combinados con dispositivos de encendido para el encendido de los motores de combustión interna.
Países PCT: Alemania, España, Francia, Reino Unido, Italia, Suecia.
PDF original: ES-2356672_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Sector técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo para la determinación de la situación de detonación, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y particularmente se refiere a una técnica para la determinación de la aparición de un estado de detonación basada en la forma de onda de la vibración generada en un motor de combustión interna.
Técnica anterior
De modo convencional, se han propuesto diferentes procedimientos para determinar si ocurre o no el fenómeno de detonación (detonación). Un dispositivo para el control de la detonación de un motor de combustión interna que se describe en la solicitud de patente japonesa publicada nº 2003-021032 comprende un sensor de detonación para detectar la detonación de un motor de combustión interna, una parte de proceso estadístico para procesar estadísticamente una señal de salida detectada por el sensor de detonación, una primera parte de determinación temporal para determinar si ha ocurrido o no la detonación basándose en un resultado del proceso por la parte del proceso estadístico, una segunda parte de determinación temporal para determinar si ha tenido lugar o no la detonación basándose en la forma de onda de la señal de salida detectada por el sensor de detonación y una parte final de determinación de detonación para determinar de modo final si ha tenido lugar la detonación basándose en los resultados de la determinación temporal de detonación por la primera parte de determinación temporal y la determinación temporal de detonación por la segunda parte de determinación temporal. La parte de determinación final de la detonación determina finalmente si la detonación ha tenido lugar o no cuando dichas primera parte de determinación temporal y segunda parte de determinación temporal determinan que ha tenido lugar la detonación.
Con el dispositivo de control de la detonación descrito en esta publicación oficial, se utiliza la determinación temporal de detonación por un programa de proceso estadístico y la determinación temporal de detonación por un programa de forma de onda y se determina finalmente que ha tenido lugar la detonación solamente cuando se determina que la detonación ha tenido lugar en las respectivas determinaciones temporales. Por esta razón, con respecto también a una señal de salida basada en que se ha detectado detonación erróneamente por la determinación de la detonación utilizando solamente uno de los programas de proceso estadístico y el programa de forma de onda, es posible determinar con precisión si la detonación ha ocurrido o no.
No obstante, en el dispositivo de control de detonación descrito en la solicitud de patente japonesa publicada nº 2003-021032, la determinación de la detonación por proceso estadístico y determinación de detonación por la forma de la onda son llevadas a cabo independientemente entre sí. Por lo tanto, la exactitud de cada método de determinación no mejora y el deterioro de la exactitud por un componente de ruido no queda resuelto en cada uno de dichos métodos de determinación. Por lo tanto, el dispositivo es susceptible de mejora adicional a efectos de determinar con precisión si existe detonación o no.
Un dispositivo para la determinación del estado de detonación, de acuerdo con la técnica anterior, se da a conocer en el documento US-B1-6 230 546. Este dispositivo para la determinación del estado de detonación comprende una parte de detección para detectar la forma de onda de la vibración, una parte de detección para detectar los valores de magnitud relativos a la magnitud de la vibración, una parte de extracción para extraer un valor de la magnitud que satisfaga una condición predeterminada entre dicha serie de valores de magnitud y una parte de determinación para determinar la situación en la que ocurre detonación basándose en la magnitud del valor extraído.
Además, el documento US-A-5 355 853 da a conocer un dispositivo de determinación del estado de detonación en el que la corrección es llevada a cabo por comparación de la distribución de valores máximos con un promedio de distribución anterior.
Es un objetivo de la presente invención dar a conocer un dispositivo para la determinación del estado de detonación capaz de determinar con una elevada exactitud el estado en que tiene lugar la detonación.
Este objetivo es solucionado mediante un dispositivo de determinación del estado de detonación que reúne la combinación de características de la reivindicación 1. Otros desarrollos ventajosos de la presente invención se definen en las reivindicaciones dependientes.
Un dispositivo de determinación del estado de detonación según la presente invención, comprende: una primera parte de detección para detectar la forma de onda de vibración provocada en el motor de combustión interna en un predeterminado intervalo de ángulo de giro del cigüeñal; una parte de memoria para almacenar previamente una forma de onda de vibración del motor de combustión interna; una segunda parte de detección para detectar valores de magnitud relativos a la magnitud de la vibración provocada en el motor de combustión interna en una serie de ciclos de encendido; una parte de extracción para extraer valores de magnitud que satisfacen una condición predeterminada entre una serie de valores de magnitud basados en el resultado de comparar una forma de onda detectada con una forma de onda almacenada y una parte de determinación para determinar si tiene lugar la detonación basándose en los valores de magnitud extraídos.
De acuerdo con la presente invención, se detecta en un intervalo predeterminado de ángulo de giro del cigüeñal, una forma de onda de vibración provocada en el motor de combustión interna y la forma de onda detectada es comparada con una forma de onda previamente almacenada como forma de onda de vibración provocada, por ejemplo, por detonación. Además, los errores de magnitud relativos a la magnitud de vibración provocada en el motor de combustión interna son detectados en una serie de ciclos de encendido, y se extraen valores de magnitud que satisfacen condiciones predeterminadas basándose en el resultado de comparación de la forma de onda detectada con la forma de onda almacenada entre una serie de valores de magnitud detectados. De esta manera, sin extraer valores de magnitud en un ciclo de encendido en el que una forma de onda igual o similar a la forma de onda de vibración provocada por la vibración de componentes de ruido, tales como vibración, debida al asiento de una válvula de admisión/escape o por la inyección de combustible del inyector, se pueden extraer otros valores de magnitud. Es decir, es posible eliminar valores de magnitud de vibración debidos a la vibración producida por componentes de ruido. Basándose en esos valores de magnitud, se determina la situación de detonación. Por lo tanto, es posible determinar la situación en la que se produce detonación al suprimir los efectos de componentes de ruido. Como resultado, es posible conseguir un dispositivo para la determinación, con una elevada exactitud, del estado de detonación capaz de determinar el estado en que ocurre la detonación.
Es preferible que el dispositivo para la determinación del estado de detonación comprenda además: una parte para el cálculo de la magnitud de la detonación para calcular la magnitud de la detonación con respecto a la magnitud de la vibración provocada por la detonación, basándose en el resultado de comparación de la forma de onda almacenada y la forma de onda detectada y la magnitud de vibración provocada en el motor de combustión interna en el intervalo predeterminado para el ángulo de giro del cigüeñal y una parte de determinación de detonación para determinar si ha tenido lugar detonación en el motor de combustión interna para cada ciclo de encendido basándose en el resultado de comparación de la magnitud de detonación y un valor de determinación predeterminado.
De acuerdo con la presente invención, la magnitud de detonación relativa a la magnitud de vibración provocada por la detonación se calcula en base al resultado de comparar la forma de onda almacenada y la forma de onda detectada y la magnitud de vibración provocada en el motor de combustión interna en un intervalo predeterminado de ángulo del cigüeñal. Por lo tanto, la magnitud de la detonación como valor utilizado para determinar la detonación se puede obtener considerando la forma de onda y la magnitud de la vibración. Basándose en el resultado de comparar la magnitud de detonación y el valor de determinación... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación en un motor de combustión interna (100), que comprende:
una primera parte de detección (200) para detectar una forma de onda de vibración provocada en dicho motor de combustión interna (100) a un intervalo predeterminado de ángulo de giro del cigüeñal;
una segunda parte de detección (200) para detectar valores de magnitud relativos a una magnitud de vibración provocada en dicho motor de combustión interna (100) en una serie de ciclos de encendido;
una parte de extracción (200) para extraer un valor de magnitud que satisface una condición predeterminada entre dicha serie de valores de magnitud basándose en el resultado de comparación de dicha forma de onda detectada con dicha forma de onda almacenada;
una parte de determinación (200) para determinar la situación de aparición de detonación basándose en dicho valor de magnitud extraído;
caracterizado por
una parte de memoria (202) para almacenar previamente dicha forma de onda de vibración de dicho motor de combustión interna (100); y
una parte de cálculo de nivel (200) para calcular el nivel de determinación de detonación basándose en dicho valor de magnitud extraído; en el que
dicha parte de determinación (200) determina la situación de aparición de detonación basándose en el resultado de la comparación de dicho valor de magnitud extraído con dicho nivel de determinación de detonación.
2. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 1, que comprende además:
una parte (200) para el cálculo de la magnitud de la detonación, para calcular la magnitud de detonación relativa a una magnitud de vibración provocada por la detonación, basándose en el resultado de la comparación de dicha forma de onda almacenada y de la forma de onda detectada y la magnitud de vibración provocada en dicho motor de combustión interna (100) en dicho intervalo predeterminado para el ángulo de giro del cigüeñal; y
una parte de determinación de detonación en un ciclo de encendido (200) para determinar si ha tenido lugar detonación en dicho motor de combustión interna (100) para cada ciclo de encendido basándose en el resultado de la comparación de dicha magnitud de detonación y de un valor de determinación predeterminado.
3. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 2, en el que dicho valor de determinación predeterminado es ajustado basándose, como mínimo, en una de una serie de rotaciones de dicho motor de combustión interna (100) y una magnitud de aire admitido en dicho motor de combustión interna (100).
4. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 2, que comprende además:
una parte de corrección (200) para corregir dicho valor de determinación predeterminado basándose en un resultado determinado por dicha parte de determinación (200).
5. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 2, que comprende además:
una parte de corrección (200) para corregir dicho valor de determinación basado en la frecuencia en que se ha determinado que ha tenido lugar la detonación en dicho motor de combustión interna (100) utilizando dicha magnitud de detonación.
6. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 2, que comprende además:
una primera parte de corrección (200) para corregir dicho valor de determinación predeterminado basándose en el resultado de determinación por dicha parte de determinación (200); y
una segunda parte de corrección (200) para corregir dicho valor de determinación en una magnitud de corrección diferente con respecto a la de dicha primera parte de corrección (200), basándose en la frecuencia en la que se ha determinado que ha tenido lugar dicha detonación en dicho motor de combustión interna (100) mediante la utilización de dicha magnitud de detonación.
7. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 6, en el que dicha segunda parte de corrección (200) corrige dicho valor de determinación en una magnitud de corrección mayor que la de dicha parte de corrección (200).
8. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 2, que comprende además:
una parte (200) de cálculo de desviación para calcular un valor relativo a la desviación entre dicha forma de onda detectada y dicha forma de onda almacenada, en el que
dicha parte (200) de cálculo de la magnitud de la detonación calcula dicha magnitud de detonación basándose en el valor relativo a dicha desviación y una magnitud de vibración provocada en dicho motor de combustión interna (100) en dicho intervalo predeterminado para el ángulo de giro del cigüeñal.
9. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 8, que comprende además:
una parte de integración (200) para calcular un valor integrado en el que la magnitud de vibración provocada en dicho motor de combustión interna (100) en dicho intervalo predeterminado para el ángulo de giro del cigüeñal es integrada para dicho ángulo predeterminado de giro del cigüeñal, en el que
dicha parte (200) de cálculo de la magnitud de la detonación calcula dicha magnitud de detonación basándose en el producto del valor relativo a dicha desviación y dicho valor integrado.
10. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 8, en el que dicha parte (200) de cálculo de desviación calcula el valor relativo a dicha desviación más pequeño cuando dicha forma de onda detectada comprende una forma de onda de vibración provocada por el funcionamiento de una pieza específica (104, 108, 116, 118) de dicho motor de combustión interna (100), comparando con un caso de no incluirla y dicha condición predeterminada es un condición que es un valor de magnitud en un ciclo de encendido en el que se calcula un valor relativo a una desviación superior a un valor predeterminado.
11. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 10, en el que dicho valor predeterminado es un valor máximo de un valor relativo a una desviación calculada en un estado en el que dicho motor de combustión interna (100) funciona de manera tal que se provoca vibración debida al funcionamiento de la pieza específica (104, 108, 116, 118) en el intervalo predeterminado.
12. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 10, en el que la pieza específica (104, 108, 116, 118) es, como mínimo, una entre un pistón (108), un inyector (104), una válvula de admisión
(116) y una válvula de escape (118).
13. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 1, que comprende además:
una parte (200) de cálculo de desviación para calcular un valor relativo a una desviación entre dicha forma de onda detectada y dicha forma de onda almacenada basándose en el resultado de comparación de dicha forma de onda detecta con dicha forma de onda almacenada, en el que
dicha parte (200) de cálculo de la desviación calcula el valor relativo a dicha desviación más pequeño cuando dicha forma de onda detectada incluye una forma de onda de vibración provocada por el funcionamiento de una pieza específica (104, 108, 116, 118) de dicho motor de combustión interna (100) en comparación con el caso de que no la incluya; y
dicha condición predeterminada es una condición que es un valor de magnitud en un ciclo de encendido en el que se calcula un valor relativo a una desviación más grande que un valor predeterminado.
14. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 13, en el que dicho valor predeterminado es un valor máximo de un valor relativo a una desviación calculada en un estado en el que dicho motor de combustión interna (100) funciona de manera tal que la vibración producida por el funcionamiento de dicha pieza específica (104, 108, 116, 118) es provocada en dicho intervalo predeterminado.
15. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 13, en el que dicha pieza específica (104, 108, 116, 118) es, como mínimo, una entre un pistón (108), un inyector (104), una válvula de admisión (116) y una válvula de escape (118).
16. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 1, en el que dicha parte (200) de cálculo de nivel calcula dicho nivel de determinación de detonación cuando se extrae una serie de valores de magnitudes no inferiores que el número predeterminado.
17. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 16, en el que dicha parte de determinación (200) determina la frecuencia de aparición de detonación basándose en el resultado de comparar dicho valor de la magnitud que se ha extraído y dicho nivel de determinación de detonación.
18. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 17, en el que dicha parte de determinación (200) determina la frecuencia en la que se extraen los valores de magnitud superiores a dicho nivel e determinación de detonación entre dichos valores de magnitud extraídos, como frecuencia en que tiene lugar la detonación.
19. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 1, en el que dicha parte (200) de cálculo de nivel calcula dicho nivel de determinación de detonación por adición de un producto de una desviación estándar en dichos valores de magnitud extraídos y un coeficiente predeterminado a un valor medio de dichos valores de magnitud extraídos.
20. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 19, en el que dicho coeficiente predeterminado es 3.
21. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 1, en el que dicha parte (200) de cálculo de nivel calcula dicho nivel de determinación de detonación añadiendo un producto de una desviación estándar en valores de magnitud no superior al valor de magnitud más pequeño entre valores de magnitud entre los que la frecuencia extraída muestra un valor pico o máximo y un coeficiente predeterminado, al valor de magnitud más pequeño entre los valores de magnitud en los que la frecuencia extraída muestra el pico o valor máximo.
22. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 21, en el que dicho coeficiente predeterminado es 3.
23. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 1, en el que dicha parte (200) de cálculo de nivel calcula dicho nivel de determinación de detonación añadiendo un producto de una desviación estándar en valores de magnitud no superiores al valor de magnitud más pequeño entre valores de magnitud que son valores de magnitud en los que la frecuencia extraída es superior a la frecuencia predeterminada y la frecuencia extraída muestra un valor pico y un coeficiente predeterminado, al valor de magnitud más pequeño entre los valores de magnitud en los que la frecuencia extraída es superior que la frecuencia predeterminada y la frecuencia extraída muestra el pico o máximo.
24. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 23, en el que dicho coeficiente predeterminado es 3.
25. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según la reivindicación 1, en el que dicha forma de onda de vibración es una forma de onda en la que se sintetizan formas de onda de vibración de una serie de bandas de frecuencia provocadas en dicho motor de combustión interna (100).
26. Dispositivo para la determinación de la situación de detonación, según una de las reivindicaciones 1-25, que comprende además una ECU (200) que incluye dicha primera parte de detección, dicha parte de memoria, dicha segunda parte de detección, dicha parte de extracción, dicha parte de determinación y dicha parte de cálculo de nivel.
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