Procedimiento de control del motor basado en firmas gráficas.

Procedimiento de control de un motor de combustión interna que comprende al menos un sensor,

a partir del cual se adquiere al menos una señal que contiene al menos una información relativa al funcionamiento de dicho motor y constituida por un conjunto de medidas discretas, que se caracteriza porque comprende las siguientes etapas:

- se selecciona una función que permite transformar una señal en una firma gráfica, mediante la proyección de medidas de la señal contenidas en una ventana temporal deslizante, de un espacio multidimensional en un espacio de dimensión inferior; y para cada ciclo del motor;

- se transforma dicha señal en una firma gráfica por medio de dicha función;

- se extrae dicha información a partir de dicha firma; y

- se utiliza dicha información para controlar dicho motor.

Procedimiento de control del motor basado en firmas gráficas.

Antecedentes de la invención La presente invención se refiere al campo del control de un motor de combustión interna. De manera más particular, la invención se refiere a un procedimiento que permite analizar unas señales procedentes de sensores situados en el motor, con el objeto de que extraigan informaciones pertinentes para el control del motor.

Los motores de combustión interna se vuelven cada vez más complejos, y sus controles cada vez más sofisticados. El control avanzado del motor, así como los sistemas de diagnóstico, necesitan un retorno de informaciones detalladas referentes a los diferentes eventos que se producen en el interior del motor (inyecciones, combustión…) .

La vigilancia de esos eventos y el conocimiento de los parámetros del motor que dependen de estos permiten una mejora considerable de los rendimientos del motor y la reducción de las emisiones contaminantes.

Estado de la técnica Para adquirir informaciones pertinentes para el control del motor, se conocen diferentes métodos.

Se conocen, por ejemplo, los siguientes métodos de reconstrucción de la presión en el interior de los cilindros:

-J. Antoni, J. Danière, F. Guillet. « Effective vibration analysis of IC Engines using Cyclostationarity. Part I: A Methodology for Condition Monitoring », Journal of Sound and Vibration, vol. 257, nº. 5, noviembre de 2002, págs. 815-837.

-J. Antoni, J. Danière, F. Guillet, R. B. Randall. « Effective vibration analysis of IC Engines using Cyclostationarity. Part II: News Results on the Reconstruction of the Cylinder Pressure », Journal of Sound and Vibration, vol. 257, nº. 5, noviembre de 2002, págs. 839-856.

También se conocen algunos métodos de estimación de los parámetros de combustión:

-J. Chauvin, Y. Bentolila y O. Grondin (2006) . Méthode d’estimation de paramètres de combustion à partir de signaux vibratoires. Patente 06/02 111. Institut Français du pétrole.

- Rapid-Prototyping Multi-Sensors Processing Platform for Real Time Engine Control and Diagnosis, Olivier Grondin, Laurent Duval, Fabrice Guillemin, Stephan Ker, Gilles Corde, Christian Vigild. Fifth IFAC Symposium on Advances in Automotive Control Seascape Resort, Aptos, California, USA, agosto de 2007.

Una dificultad inherente a todos esos métodos está ligada a la complejidad de la señal que lleva un gran número de informaciones. Algunas de esas informaciones están directamente ligadas al funcionamiento del motor, otras lo están indirectamente y, por último, algunas de esas informaciones constituyen perturbaciones, ruido, o incluso una señal de fondo.

La adquisición de informaciones pertinentes para el control del motor implica, por lo tanto, el análisis de una señal compleja, con el fin de extraer una información útil, es decir una información ligada al funcionamiento del motor, entre otras muchas informaciones « parásitas ». El documento EP 0398481 describe un ejemplo de procedimiento de control capaz de identificar un fallo de funcionamiento.

Teniendo en cuenta el hecho de que el control del motor precisa aplicaciones en tiempo real, parece necesario que esta técnica de análisis sea simple, rápida y precisa.

El objeto de la invención es un procedimiento alternativo para extraer informaciones útiles para el control de un motor de combustión interna. Ese procedimiento está basado en unas firmas gráficas generadas a partir de señales de alta frecuencia, procedentes de diferentes sensores del motor.

El procedimiento de acuerdo con la invención La invención se refiere a un procedimiento de control de un motor de combustión interna que comprende al menos un sensor, a partir del cual se adquiere al menos una señal que contiene al menos una información relativa al funcionamiento de dicho motor. El procedimiento comprende las siguientes etapas:

-se selecciona una función que permite transformar una señal en una firma gráfica, mediante la proyección de las medidas de la señal contenidas en una ventana temporal deslizante, de un espacio multidimensional en un espacio de dimensión inferior; y para cada ciclo del motor;

-se transforma dicha señal en una firma gráfica por medio de dicha función; -se extrae dicha información a partir de dicha firma; y -se utiliza dicha información para controlar dicho motor. La información se puede extraer realizando las siguientes etapas:

- se selecciona al menos un atributo de la firma;

- se determina una relación entre ese atributo y la información; y para cada ciclo del motor;

- se calcula un valor de atributo para la firma;

- se extrae la información por medio del valor y de la relación.

Cuando la señal constituye un conjunto de medidas discretas y la firma gráfica se puede obtener por medio de una función que permite la proyección de medidas de la señal contenidas en una ventana temporal deslizante, de un espacio multidimensional en un espacio de dimensión inferior, por ejemplo de dimensión dos. Para ello, se pueden realizar las siguientes etapas, en cada instante t:

-se construye un vector Ym (t) formado por una medida en el instante t, y (t) , y por N medidas anteriores al instante t;

-se transforma el vector Ym (t) en un par (y1, y2) que representa un punto en un mapa bidimensional.

La relación entre el atributo y la información, se puede obtener a partir del siguiente procedimiento, realizado en un banco de pruebas de motor:

-se construye una firma gráfica para diferentes valores de la información;

-se calcula dicho atributo para cada una de las firmas;

-se deduce una relación al comparar los pares atributo / información para cada una de las firmas.

De acuerdo con un modo de realización, la señal es una medida de presión en un conducto común instalado en el motor. La información que se pretende extraer pudiendo ser la detección de una inyección. En ese caso, se puede utilizar como atributo la superficie de la firma. Se detecta por tanto si tiene lugar una inyección, al comparar la superficie de la firma con un umbral determinado.

De acuerdo con otro modo de realización, la señal es una medida de régimen instantáneo. La información que se pretende extraer pudiendo ser una estimación del par motor. En ese caso, se puede utilizar un atributo basado en un diámetro horizontal y un diámetro vertical de la firma gráfica.

Se mostrarán otras características y ventajas del procedimiento de acuerdo con la invención con la lectura de la descripción que se da a continuación de ejemplos no excluyentes de realización, haciendo referencia a las figuras que se adjuntan y se describen a continuación.

Breve descripción de las figuras

-La figura 1 ilustra las etapas del método de extracción de las informaciones del motor a partir de las medidas de altas frecuencias utilizando unas firmas gráficas. -La figura 2 ilustra el procedimiento de construcción de una firma gráfica de acuerdo con la invención. -La figura 3 muestra un ejemplo de definición de puntos intermedios durante la construcción de una firma gráfica. -La figura 4 es un ejemplo de firmas obtenidas a partir de las medidas reales de la presión en el conducto, en el caso de dos inyecciones. -La figura 5 es un ejemplo de firmas obtenidas a partir de las medidas reales del régimen instantáneo para diferentes valores de la PMI (N = 1.500 rpm) . -La figura 6 ilustra un ejemplo de correlación entre la PMI y un atributo de la firma gráfica. -La figura 7 muestra una estimación en línea de la PMI utilizando unos atributos extraídos de la firma de la figura

5.

Descripción detallada del procedimiento La figura 1 describe el procedimiento de las informaciones del motor a partir de medidas procedentes de sensores. El procedimiento comprende cuatro etapas: 5 1 -Adquisición de señales procedentes de sensores (ACQ)

-Construcción de una firma gráfica (SIGN)

-Determinación de atributos correlativos, mediante el análisis de la firma gráfica (ANA)

-Extracción de información (INF)

1. Adquisición de señales procedentes de sensores (ACQ)

Se instalan en un motor (MOT) de combustión interna diferentes sensores. Puede tratarse, por ejemplo, de sensores de presión colocados en el interior de los cilindros, de sensores de régimen instantáneo situados en el eje del motor, de sensores de presión de conducto para un motor equipado con un conducto común (« common rail ») , ...

De manera preferente, se miden unas señales de alta frecuencia (cada 6 grados de cigüeñal, 1 grado de cigüeñal…) .

Esas señales contienen una... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de control de un motor de combustión interna que comprende al menos un sensor, a partir del cual se adquiere al menos una señal que contiene al menos una información relativa al funcionamiento de dicho motor y constituida por un conjunto de medidas discretas, que se caracteriza porque comprende las siguientes etapas:

- se selecciona una función que permite transformar una señal en una firma gráfica, mediante la proyección de medidas de la señal contenidas en una ventana temporal deslizante, de un espacio multidimensional en un espacio de dimensión inferior; y para cada ciclo del motor; -se transforma dicha señal en una firma gráfica por medio de dicha función; -se extrae dicha información a partir de dicha firma; y -se utiliza dicha información para controlar dicho motor.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual se extrae dicha información realizando las siguientes etapas:

- se selecciona al menos un atributo de dicha firma; -se determina una relación entre dicho atributo y dicha información; y para cada ciclo del motor; -se calcula un valor de dicho atributo para dicha firma; y -se extrae dicha información por medio de dicho valor y de dicha relación.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el espacio de dimensión inferior es de dimensión 2.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el cual la firma gráfica se obtiene realizando las siguientes etapas, en cada instante t:

- se construye un vector Ym (t) constituido por una medida en el instante t, y (t) , y por N medidas anteriores al instante t; -se transforma el vector Ym (t) en un par (y1, y2) que representa un punto en un mapa bidimensional.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4, en el cual se determina dicha relación entre dicho atributo y dicha información, realizando las siguientes etapas en un banco de pruebas de motor:

- se construye una firma gráfica para diferentes valores de la información; -se calcula dicho atributo para cada una de las firmas; -se deduce una relación al comparar los pares atributo / información para cada una de las firmas.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicha señal es una medida de presión en un conducto común instalado en dicho motor.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual la información corresponde a la detección de una inyección.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual dicho atributo es una superficie de la firma.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual se detecta dicha inyección, al comparar la superficie de la firma con un umbral determinado.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual dicha señal es un medida de régimen instantáneo.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el cual la información es un par motor.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 y 11, en el cual dicho atributo depende de un diámetro horizontal y de un diámetro vertical de dicha firma gráfica.