PROCEDIMIENTO DE UN DISPOSITIVO PARA CONTROL DE MÁQUINAS DE COMBUSTIÓN INTERNA.

Procedimiento de un dispositivo para control de máquinas de combustión interna. La invención tiene como base la tarea de posibilitar una puesta en marcha segura y de bajas emisiones der una máquina de combustión interna con el mínimo consumo de combustible, especialmente para arranque en frío y bajo régimen de carga del acumulador así como dentro de un sistema de propulsión híbrido. Además no debe presentarse ninguna prolongación significativa del procedimiento de arranque así como ser descendido el consumo de potencia del grupo auxiliar para accionamiento de la máquina de combustión interna durante el arranque. Adicionalmente es una ventaja que el comportamiento de respuesta de la máquina de combustión interna, la cual pertenece a un sistema de híbrido de propulsión, se acorte especialmente ante un cambio rápido de estado de servicio sin combustión al de con combustión, con relación a las soluciones actuales, con lo que consecuentemente también puedan ser aprovechadas fases cortas de servicio de empuje de la máquina de combustión interna para la generación y acumulación de energía y el resultado del consumo de combustible pueda ser descendido. Además la máquina de combustión interna que también gira dentro de un sistema híbrido de propulsión, se caracteriza por un consumo mínimo de energía cinética del tramo de propulsión durante el estado de servicio sin combustión. Del estado de la técnica se conocen una serie de soluciones, las cuales durante el estado de servicio de "puesta en marcha" describen la máquina de combustión interna y ponen a disposición dispositivos. El área del problema para el estado de servicio especial "Arranque ante no disposición de temperatura de servicio de la máquina de combustión interna" (de aquí en adelante denominada como "arranque en frío") se encuentra adicionalmente en el hecho que no se produce un proceso de combustión óptimo. De este modo se genera durante el arranque en frío una mayor emisión de contaminantes en combinación con un consumo comparativamente mayor de combustible, debido a que se debe adicionar a la máquina de combustión interna, una cantidad adicional de combustible por ciclo de trabajo. Las causas para ello se encuentran en una mala preparación de la mezcla de combustión como consecuencia de una formación restringida de aerosoles. Para la reducción de este efecto, de acuerdo al estado de la técnica se conocen una serie de medidas. De la DE 199 41 539 C1 se conoce un procedimiento para el arranque de máquinas de combustión interna de inyección directa con ignición externa con varios portacilindros, en los que el procedimiento de arranque se realiza sólo en un portacilindros, esto quiere decir que los otros portacilindros permanecen sin combustión. En el folleto de la solicitud de patente DE 102 22 769 A1 se representa la desconexión de portacilindros alternada, dependiente de los ciclos de trabajo y de determinados parámetros de servicio dela máquina de combustión interna. Con ayuda del modo de funcionamiento representado en el folleto de la solicitud de patente 199 57 185 A1 se realiza a través de la definición de fases de carga durante la fase de calentamiento del catalizador (durante el arranque en frío) de hecho una limitación de la carga del motor para el acortamiento de esta así como la reducción de consumo. En el folleto de la solicitud de patente DE 199 39 560 A1 está previsto el empleo de un dispositivo de calefacción el cual mediante acción combinada con un retorno de gases de escape eleva el nivel de temperatura de los gases de escape que retornan a la máquina de combustión interna. El folleto de la solicitud de patente DE 103 05 451 A1 2004.0729 describe un procedimiento y un dispositivo con el cual especialmente el procedimiento de arranque de máquinas de combustión interna se mejora a través de un modelo de temperatura del catalizador en combinación con una función de distribución dinámica preestablecida de la temperatura local en el volumen del catalizador. Otras posibilidades, especialmente para la mejora del arranque en frío de máquinas de combustión interna, la representa los procedimientos para el aumento de la presión en el sistema de gases de escape mediante cierre de válvulas de freno de escape o también la combinación de válvulas de freno de escape con una válvula EGR (válvula de retorno de gases de escape) de acuerdo a DE 698 20 436 T2 2004.10.14. La propulsión de vehículos a través de un sistema híbrido de propulsión está constituido del acoplamiento de un motor(es) de combustión y eléctrico(s), conduce a una serie de mejoras. En la propulsión de un vehículo por el motor eléctrico no se genera ninguna emisión directa de productos contaminantes. Por lo demás, en un vehículo de propulsión híbrida una parte de la energía cinética durante la desaceleración del vehículo se convierte en energía eléctrica y acumula en las baterías, desciende adicionalmente el consumo de combustible debido a que esta energía acumulada nuevamente puede ser utilizada para la propulsión del vehículo. Ejemplos de ejecución para propulsiones híbridas se describen por ejemplo en la memoria de patente EP 0762957B1 con el objetivo de la reducción del tamaño del motor de combustión, en la memoria de patente europea EP 0648635B1 con el objetivo de la conexión conjunta de los grupos de propulsión mediante unión del tipo paralelo y serie o en la memoria de patente europea EP 0848671B1 con el objetivo de una distribución de carga entre la máquina de combustión interna y la batería para mejora del rendimiento y prolongación de la vida útil. El aprovechamiento de la energía de frenado para la carga de las baterías es parte integrante especialmente en el folleto de la solicitud de patente DE 19958403A1, en donde con la máquina de combustión interna sin combustión existe el objetivo de reducir o impedir movimientos de retroceso del cigüeñal desde su posición de ángulo de rotación de reposo. Resumiendo se puede comprobar que las medidas conocidas para la reducción de consumo de combustible y de contaminantes se caracterizan por los estados de servicio considerados y especialmente durante el arranque en frío 2   de una máquina de combustión interna a través de soluciones técnicas costosas y mayormente concentración a una magnitud de objetivo (descenso de consumo de combustible, reducción de contaminantes, tiempo de arranque, modelos de varios cilindros). Asimismo en procedimientos especiales también puede comprobarse una notable prolongación del arranque o del procedimiento de arrastre, con lo que se presenta una carga adicional de los componentes de arranque (por ejemplo del arrancador y de los acumuladores). Otras soluciones actuales se adaptan por ejemplo solamente para máquinas de combustión interna con varios cilindros. En general se puede comprobar del estado de la técnica, que se requiere una corriente elevada breve para superación de las resistencias por fricción e interiores del motor. Especialmente durante el arranque en frío y bajo nivel de carga de los acumuladores así como en fases de servicio de empuje por corto tiempo, estos conducen a elevadas resistencias en parte incluso hasta la completa anulación de las medidas tomadas para la reducción del consumo de combustible y la emisión de contaminantes. La tarea de la invención se soluciona a través de un procedimiento y un dispositivo de acuerdo a las características mencionadas en las reivindicaciones. Los estados de servicio considerados en el marco de la invención se pueden dividir en "puesta en marcha", la cual emplea con el arrancador der la máquina de combustión interna y dura hasta el momento de alcanzar la temperatura de servicio de la máquina de combustión interna y/o del catalizador, así como en un régimen de arranque por arrastre y en el régimen de finalización por arrastre, donde se controla la transición de la máquina de combustión interna dentro de un sistema de propulsión híbrido del servicio de carga al de empuje, con el cambio del estado de servicio de, con combustión a sin combustión (y viceversa). Conforme a la invención está previsto por ello que a través de una unidad de control integrada se registren datos de sensor, los cuales procesa un microprocesador y pone a disposición en el resultado los valores nominales para elementos de regulación. Conforme a la invención se ponen a disposición en la unidad de control integrada las siguientes variantes: (1) Régimen de arranque (puesta en marcha de la máquina de combustión interna con el catalizador a temperatura de servicio) (2) Régimen de arranque en frío (puesta en marcha de la máquina de combustión interna con temperatura ambiente) (3) Régimen de calentamiento (puesta en marcha de la máquina de combustión interna con el catalizador no a temperatura de servicio) (4)... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el control de máquinas de combustión interna con una inyección de combustible controlable individualmente selectiva por cilindro y ciclo de trabajo y/o control de cambio de carga así como una unidad de control integrada la cual registra los datos de sensor característicos del estado de servicio de la máquina de combustión interna y de ello determina el estado de servicio de la misma, donde se emiten valores nominales para dispositivos de regulación para apertura y/o cierre de las instalaciones de descompresión de cada cilindro, para apertura y cierre de cambios de carga de los órganos de control de cada cilindro, para apertura y/o cierre de las válvulas de inyección de cada cilindro, para apertura y cierre de la válvula de estrangulación, para apertura y cierre de la alimentación de energía para instalaciones de arranque y de este modo se ajusta el estado de servicio nominal de la máquina de combustión interna, en donde las funciones de una instalación de descompresión pueden ser asumidas alternativamente por los órganos de control de la máquina de combustión interna y las funciones erróneas en el proceso de señales registradas se archivan de manera legible mediante un módulo funcional de diagnóstico se archivan en el aseguramiento de datos dentro de la unidad de control integrada, a través de la unidad de control del motor, caracterizados por el hecho, que durante la puesta en marcha se consulten los parámetros de temperatura y/o carga del motor y/o valores de revoluciones a través de la unidad de control integrada, para llamar valores nominales para los dispositivos de regulación según los datos de entrada determinados bajo utilización de las variantes de estado de servicio memorizadas dentro de la unidad de control integrada. 2. Procedimiento según reivindicación 1 caracterizado por el hecho, que para el control de una máquina de combustión interna incorporada en un sistema de propulsión híbrido durante el cambio de estado de servicio de servicio de carga a empuje o viceversa de la máquina de combustión interna se produce una activación de una instalación de descompresión para cada cilindro a través de una unidad de control integrada, en donde mediante datos registrados de sensores se ponen a disposición valores nominales adecuados en forma de un régimen de arranque por arrastre y/o un régimen de finalización de arrastre. 3. Procedimiento según reivindicación 1 caracterizado por el hecho, que se genera a través de la unidad de control integrada una señal de activación para la instalación de arranque de la máquina de combustión interna tras atravesar los siguientes pasos de procedimiento: la transmisión de un deseo de arranque a la unidad de control del motor, el procesamiento de señales de temperatura en una unidad de control integrada, la generación de señales de activación desacopladas entre sí para el control de válvulas, el control de la instalación de descompresión, el dispositivo de regulación de combustible, el dispositivo de control de ignición externa y la alimentación de energía para el dispositivo de arranque, la puesta a disposición de valores nominales para las revoluciones finales y/o de arranque en frío dependiendo de las señales de temperatura registradas. 4. Procedimiento de acuerdo a reivindicación 1 y 3, caracterizado por el hecho, que con el encaminamiento de la puesta en marcha de la máquina de combustión interna primero se determinan las temperaturas del agente refrigerante y/o del aire de aspiración y/o el aceite del motor y/o catalizador y sobre esa base de estos datos de sensores se determina el valor de revoluciones finales y/o de arranque en frío a través de la unidad de control integrada. 5. Procedimiento según reivindicación 1 así como 3 y 4, caracterizada por el hecho, que con el encaminamiento de la puesta en marcha de la máquina de combustión interna y al haber alcanzado el valor de revoluciones finales y/o valor de revoluciones de arranque en frío se cierra la instalación de descompresión dependiendo del valor del cigüeñal y/o con el encaminamiento de la puesta en marcha de la máquina de combustión interna y al haber alcanzado el valor de revoluciones finales y/o valor de revoluciones de arranque en frío la corriente o alimentación de medios al dispositivo arrancador se interrumpe y se produce la combustión de la máquina de combustión interna sin un dispositivo de arranque que se encuentra en ataque y/o con el encaminamiento de la puesta en marcha de la máquina de combustión interna y al haber alcanzado el valor de revoluciones finales dependiendo de la posición del cigüeñal, se inicia la combustión de acuerdo a la secuencia de ignición correspondiente con el cilindro que como primero haya atravesado un ciclo de aspiración completo. 6. Procedimiento según reivindicación 1 así como 3 a 5, caracterizado por el hecho, que al alcanzar las revoluciones de arranque en frío las instalaciones de descompresión de todos los cilindros se cierran en la secuencia del encendido, siendo que se comienza con le cilindro que haya atravesado como primero un ciclo de aspiración completo y/o que al alcanzar el arranque en frío se cierran las válvulas de expulsión en el primer movimiento del pistón del PMI al PMS. 7. Procedimiento según reivindicación 1 así como 3 a 6, caracterizado por el hecho, queda hasta alcanzar el valor de revoluciones finales y/o valor de revoluciones de arranque en frío los posibles dispositivos de estrangulación en el sistema de aspiración están completamente abiertos y/o hasta alcanzar el valor de revoluciones finales y/o valor de revoluciones de arranque en frío los posibles dispositivos de estrangulación en el sistema de escape están 12   completamente abiertos y también el Wast-Gate de un turbosobrealimentador opcionalmente existente está completamente abierto. 8. Procedimiento según la reivindicación 1 así como 3 y 7, caracterizado por el hecho, que tras alcanzar el valor de revoluciones finales y/o valor de revoluciones de arranque en frío los posibles dispositivos de estrangulación en el sistema de aspiración se activan de tal manera, que el volumen de aire necesario para una marcha en ralentí estable de la máquina de combustión interna está ajustado a través de la posición de la válvula de estrangulación. 9. Procedimiento según reivindicación 1 así como 3 a 8, caracterizado por el hecho, que con el descenso de las revoluciones de arranque en frío al valor de revoluciones finales se inicia el encaminamiento de la puesta en marcha de la máquina de combustión interna y al alcanzar el valor de revoluciones finales dependiendo de la posición del cigüeñal se inicia la combustión de acuerdo a la secuencia de ignición con el cilindro que primero haya atravesado el ciclo de aspiración completo y/o que el valor de las revoluciones finales pueda ser corregido dependiendo de la presión de Rail durante el periodo de tiempo de arranque a través de la unidad de control integrada. 10. Procedimiento de acuerdo a la reivindicación 1 así como 3 a 9, caracterizado por el hecho, que la activación del régimen de arranque en frío se orienta al hecho que se disponga de una diferencia de temperatura memorizada en la unidad de control integrada en el catalizador entre la real registrada y la temperatura nominal especificada y/o que al estar por debajo de un valor límite de temperatura del catalizador y/o agente refrigerante memorizado en la unidad de control integrada se activa el régimen de calentamiento, el cual controla la duración de apertura de las válvulas de de expulsión en el ciclo de expulsión de acuerdo a la temperatura de objetivo a ser ajustada y/o la carga del motor y/o que a continuación de un ciclo de trabajo la(s) válvula(s) de expulsión durante el ciclo de expulsión permanecen cerradas por un recorrido de pistón del punto muerto inferior al superior calculado en la unidad de control integrada y/o que la unidad de control integrada controla la duración de apertura de las válvulas de admisión y/o expulsión dependiendo de los valores de sensor registrados de tal manera, que al inicio del ciclo de aspiración durante el movimiento del pistón del punto muerto superior al inferior las válvulas de expulsión permanecen abiertas por el recorrido de pistón determinado y las válvulas de admisión cerradas hasta que se haya alcanzado un valor nominal de temperatura de catalizador memorizado en la unidad de control integrada. 11. Procedimiento según reivindicación 2, caracterizado por el hecho, que a través de de una unidad de control integrada se generan las señales de activación para el dispositivo de regulación de combustible, dispositivo de control de válvulas y dispositivo de encendido tras atravesar los siguientes pasos del proceso: la emisión de una señal de carga cero para la posición del pedal de conducción a la instalación de control integrada, la calibración de la tensión real de la batería con la nominal a través de la unidad de control integrada y las conexión de un cambio inminente en la multiplicación de la caja de cambios por una señal de sensor del embrague, con lo que el dispositivo de regulación de combustible impide la inyección de combustible en el cilindro, se activan los dispositivos de control de válvulas de tal modo que las válvulas de admisión en cada movimiento del pistón del punto muerto superior al inferior y las válvulas de expulsión en cada movimiento del pistón del punto muerto inferior al superior están abiertas y el dispositivo de regulación garantiza una presión de Rail en el sistema de inyección especificada por el dispositivo de control integrado. 12. Procedimiento según reivindicación 11, caracterizado por el hecho, que con la activación del régimen de finalización de arrastre se inicia la inyección de combustible con el cilindro de la máquina de combustión interna dependiendo de la posición del cigüeñal, el cual haya atravesado como primero un ciclo de aspiración completo de acuerdo al punto de servicio preestablecido en el dispositivo de control integrado con ajuste de un caudal volumétrico necesario de aire de aspiración y/o mezcla de aire de aspiración-gases de escape y a continuación continua por cilindro con la combustión continuada de la máquina de combustión interna de acuerdo a la secuencia de ignición. 13. Procedimiento según reivindicación 12, caracterizado por el hecho, que un requerimiento de potencia durante el régimen de arranque por arrastre ajustado sólo conduce a la activación del régimen de finalización de arrastre a través de la unidad de control integrada, cuando la posición del pedal de conducción determinada sobrepasa el valor máximo memorizado de la capacidad del o de los motor(es) eléctricos. 14. Dispositivo para controlar una instalación de descompresión para cada cilindro de una máquina de combustión interna, en donde la máquina de combustión interna se controla a través de un dispositivo de control integrado, caracterizado por el hecho, que la unidad de control integrada presenta un microprocesador, el cual está programado de tal modo que se registren los datos de entrada de sensores de la máquina de combustión interna y que de ese modo se determina el estado de servicio de la máquina de combustión interna así como se emiten los valores nominales para dispositivos de regulación y que al arrancar la máquina de combustión interna se encuentren disponibles los valores nominales en la unidad de control integrada y los emita a un dispositivo de control y que la unidad de control integrada asume las revoluciones de la máquina de combustión interna provenientes de un sensor de revoluciones y determine un valor de revoluciones finales a través del microprocesador, el cual sirve como 13   especificación de valor nominal y controla la alimentación de energía a la instalación de arranque así como el dispositivo de regulación de combustible y activa la instalación de descompresión para cada cilindro y que a través de la unidad de control integrada con cada vuelta del cigüeñal se registran señales de sensor y se evalúan a través de un microprocesador. 15. Dispositivo según reivindicación 14 para el control de un sistema de propulsión híbrido incorporado en una máquina de combustión interna constituido de un portacilindros, cilindros individuales, tubo de aspiración y/o dispositivo de regulación para válvulas de admisión y/o sistema de conductores de combustible y/o dispositivo de regulación para válvulas de inyección y/o cigüeñal y/o unidad de emisor para revoluciones y posición del cigüeñal y/o generador de arranque y/o conductores de conexión eléctrica entre el generador de arranque y la batería y/o válvulas de inyección para combustible y/o válvulas de expulsión y/o válvulas de admisión y/o pedal de conducción y/o acumulador de energía eléctrica y/o unidad de control del motor y/o dispositivo de regulación de combustible y/o dispositivo de regulación de válvulas y unidad de control integrada y/o sensor para posición de válvulas de estrangulación y/o sensor para revoluciones de cigüeñal y/o sensor para posición de cigüeñal y/o sensor de posición del pedal de conducción y/o sensor para registro de estado de carga del acumulador de energía eléctrica y/o válvula de estrangulación, caracterizado por el hecho, que la unidad de control integrada determina el estado del acumulador de energía con un sensor, registra a través de un sensor los requerimientos para un cambio de marchas con lo que el microprocesador evalúa los datos de los sensores y emite un valor nominal para dispositivos de regulación. 14   Representación para válvula de expulsión 43 Representación para válvula de admisión 44 Representación para válvula de inyección 42   Representación para válvula de inyección 42 Representación para válvula de expulsión 43 Representación para válvula de admisión 44 16