PROCEDIMIENTO PARA CONTROLAR LA SOBREALIMENTACION EN UN MOTOR DE COMBUSTION Y UN VEHICULO CON MOTOR DE COMBUSTION SOBREALIMENTADO CON UNIDADES ELECTRONICAS DE CONTROL PARA CONTROLAR LA SOBREALIMENTACION.

Procedimiento, en un motor de combustión sobrealimentado en un vehículo,

durante el desplazamiento hacia adelante, de regulación de cambios geométricos en el sistema de sobrealimentación del motor que favorecen cambios en la presión de sobrealimentación del motor, caracterizado por el hecho de que se calcula la futura resistencia de la carretera del vehículo, por el hecho de que se estima el periodo de tiempo hasta una transición futura en el estado de funcionamiento del motor (1) y por el hecho de que se hacen los cambios geométricos necesarios en el sistema de sobrealimentación (6; 11; 15) del motor durante este periodo de tiempo para así optimizar la respuesta del motor cuando se presenta la transición

Procedimiento para controlar la sobrealimentación en un motor de combustión y un vehículo con un motor de combustión sobrealimentado con unidades electrónicas de control para controlar la sobrealimentación.

La presente invención se refiere a un procedimiento, en un motor de combustión sobrealimentado en un vehículo, durante el desplazamiento hacia delante del vehículo, de regulación de cambios geométricos en el sistema de sobrealimentación del motor que favorecen cambios en la presión de sobrealimentación del motor.

La invención también se refiere a un vehículo dotado con un motor de combustión sobrealimentado con elementos electrónicos de control, que controlan el suministro de combustible y aire a la cámara de combustión del motor.

En los sistemas de sobrealimentación previamente conocidos para motores de combustión, los cambios geométricos en los sistemas, que favorecen cambios en la presión de sobrealimentación del motor y/o contrapresión del gas de escape, se regulan instantánea e internamente dentro del motor, es decir, sólo después de que un cambio en el estado de funcionamiento del motor se haya iniciado. Esto conduce a retrasos en la regulación debido a las constantes de tiempo para vaciar o presurizar el sistema de conductos del motor, que puede ser de gran volumen. Generalmente es conocido, por ejemplo, que con la regulación actual no es posible evitar el denominado "retraso del turbo" en un motor sobrealimentado, es decir un cierto retraso desde que el conductor acelera hasta la subida de par. Cuando se efectúa un cambio de marcha en una caja de cambios automática en un motor dotado con turbocompresor, en el que la presión de sobrealimentación se regula al regular el flujo de gas de escape a la turbina con la ayuda de una válvula de derivación, una denominada válvula "de descarga", esta válvula se abre por un descenso de par sobre la base de un control interno del motor, independiente de la información sobre transiciones (por ejemplo cambio de marcha) en el conjunto de transmisión. Típicamente, se abre cuando la presión de sobrealimentación supera un valor umbral predeterminado y se cierra cuando la presión de sobrealimentación desciende por debajo de otro valor umbral predeterminado. Una abertura adelantada tiene un efecto positivo sobre el consumo de combustible, mientras que un cierre adelantado tiene un efecto positivo sobre la respuesta del motor. Un ajuste temporal de la presión de sobrealimentación en avance de una transición tiene además un efecto positivo sobre el frenado por compresión del motor llevado a cabo cuando se hace un cambio de marcha hacia arriba.

El objeto de la presente invención es elaborar un procedimiento para controlar los cambios geométricos en el sistema de sobrealimentación del motor, por ejemplo para controlar una válvula de descarga, de modo que los cambios en la presión de sobrealimentación del motor pueden coincidir en avance de un futuro transcurso de eventos, en lugar de, como en la situación actual, sólo ser controlados instantánea e internamente dentro del motor.

Esto se consigue de acuerdo con la invención al calcular la futura resistencia de la carretera del vehículo, al estimar el periodo de tiempo hasta una transición futura en el estado de funcionamiento del motor al hacer, durante este período de tiempo, los cambios geométricos necesarios en el sistema de sobrealimentación del motor para así optimizar al menos la respuesta del motor cuando se presenta la transición.

Cuando se efectúa un cambio de marcha, se puede lograr de este modo una mejor respuesta que antes, por ejemplo, al cerrar la válvula de descarga antes de que la presión de sobrealimentación haya tenido tiempo de caer (o el cambio de marcha se complete del todo), para que la presión de sobrealimentación tenga tiempo de incrementarse hasta el nivel necesario para proporcionar una respuesta inmediata, sobre una posterior subida de par, tan pronto como la operación de cambio de marcha se concluya.

La invención se basa en el hecho de que los elementos electrónicos de control que controlan dichos cambios geométricos, por ejemplo reestableciendo una válvula de descarga, tienen información sobre cuando una futura transición, por ejemplo cambio de marcha, tendrá lugar. Esta información se basa en la información sobre futuros cambios en la resistencia de la carretera del vehículo. La invención se basa aquí sobre la técnica descrita en la solicitud de patente SE 0103629-2. Con parámetros introducidos y por lo tanto conocimiento de al menos la pendiente de la carretera y de la posición del acelerador, pero también cubriendo posiblemente características del motor, turbo y transmisión, los elementos de control se diseñan aquí para elegir cuando se efectuará un futuro cambio de marcha de acuerdo con una estrategia de cambio de marcha escogida. La información sobre la futura resistencia de la carretera puede obtenerse aquí por el uso del equipo GPS y mapas electrónicos que contienen datos almacenados sobre la topografía del entorno. Para una descripción más detallada de la técnica para identificar el entorno del vehículo, se hace referencia por lo tanto a la solicitud de patente anteriormente citada.

Un vehículo a motor del tipo enunciado en la introducción se caracteriza de acuerdo con la invención por el hecho de que los elementos de control están diseñados, durante el desplazamiento hacia delante del vehículo, sobre la base de la información de entrada sobre al menos la pendiente de la carretera y la posición de los controles del acelerador, para estimar la futura resistencia de la carretera y el periodo de tiempo hasta una futura transición en el estado de funcionamiento del motor y para controlar los cambios geométricos en el sistema de sobrealimentación del motor durante dicho periodo de tiempo para así optimizar la respuesta del motor cuando se presenta la transición.

A continuación se describe la invención en mayor detalle con referencia a realizaciones ilustrativas mostradas en los dibujos adjuntos, en los cuales la fig. 1a muestra una representación esquemática de un motor de combustión y una transmisión con una primera realización de un turbo compresor, la fig. 1b una segunda y la fig. 1c una tercera realización de un turbo compresor para el motor de la fig. 1a, y la fig. 2 una gráfica que representa una simulación del desplazamiento hacia delante del vehículo.

En la fig. 1a, el número 1 designa un motor de combustión en un vehículo a motor A, al que se acopla un transmisión 2. El motor 1 y la transmisión 2 están controlados por una unidad electrónica de control 3 que comprende un componente de control del motor 4 y un componente de control de la transmisión 5, que se comunican entre sí. Se puede realizar el control de acuerdo con el modelo descrito en el documento mencionado anteriormente SE 0103629-2 y simbolizado respectivamente por las flechas "a" y "b" para el control del motor y por "c" y "d" para el control de transmisión.

En la fig. 1a, se designa un turbocompresor en términos generales por el número 6, dicho turbocompresor comprende un compresor 8 que se comunica con el conducto de inducción 7 del motor y una turbina 10 que se comunica con el conducto de gas de escape 9 del motor, dicha turbina puede ser una turbina con una geometría variable de álabes, una denominada VGN (Turbina de Geometría Variable), por medio de la cual se regula la presión de sobrealimentación suministrada por el compresor 8. La unidad de control 3 controla la geometría de los raíles de guía en la turbina, simbolizada por la flecha "e". Como una alternativa al turbocompresor 6, se puede utilizar un turbocompresor 11, mostrado en la fig. 1b. El turbocompresor 11 consiste en un compresor 12 y una turbina 13, que se comunican respectivamente con el conducto de inducción 7 y el conducto de gas de escape 9 del motor. La presión de sobrealimentación se regula aquí con la ayuda de una válvula de derivación 14, una denominada válvula de descarga, que dirige los gases de escape más allá de la turbina cuando la presión de sobrealimentación ha alcanzado un nivel predeterminado. La válvula de derivación 14 está controlada por la unidad de control 3. Como una alternativa adicional al turbocompresor 6 o 11, se puede utilizar un turbocompresor 15, mostrado en la fig. 1c. Consiste en un compresor 16 y una denominada VNT (Turbina de Tobera Variable), que es una turbina 17 con una válvula de admisión variable 18 en el lado de entrada de la turbina. La válvula 18 está controlada por la unidad de control 3 para regular la presión de sobrealimentación del compresor 16.

En la...

1. Procedimiento, en un motor de combustión sobrealimentado en un vehículo, durante el desplazamiento hacia adelante, de regulación de cambios geométricos en el sistema de sobrealimentación del motor que favorecen cambios en la presión de sobrealimentación del motor, caracterizado por el hecho de que se calcula la futura resistencia de la carretera del vehículo, por el hecho de que se estima el periodo de tiempo hasta una transición futura en el estado de funcionamiento del motor (1) y por el hecho de que se hacen los cambios geométricos necesarios en el sistema de sobrealimentación (6; 11; 15) del motor durante este periodo de tiempo para así optimizar la respuesta del motor cuando se presenta la transición.

2. El procedimiento reivindicado en la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que en el caso de una transición futura que implique un descenso de par, se realizan cambios geométricos que tienen como resultado un descenso de la presión de sobrealimentación durante dicho periodo de tiempo, y por el hecho de que, inversamente, en el caso de una transición futura que implique una subida de par, se realizan cambios geométricos que tienen como resultado un aumento de la presión de sobrealimentación durante dicho periodo de tiempo.

3. El procedimiento reivindicado en la reivindicación 2, para regular la presión de sobrealimentación en relación con un cambio de marcha en una transmisión automática (2) acoplada al motor (1), caracterizado por el hecho de que, en relación con un cambio de marcha en una situación de ahorro, se realizan cambios geométricos que tienen como resultado un descenso de la presión de sobrealimentación antes del inicio de la operación de cambio de marcha.

4. El procedimiento reivindicado en la reivindicación 2, para regular la presión de sobrealimentación en relación con un cambio de marcha en una transmisión automática (2) acoplada al motor (1), caracterizado por el hecho de que, en relación con un cambio de marcha en una situación de rendimiento, se realizan cambios geométricos que tienen como resultado un aumento de la presión de sobrealimentación antes de la finalización de la operación de cambio de marcha.

5. El procedimiento reivindicado en la reivindicación 4, para regular la presión de sobrealimentación en relación con el freno motor en un vehículo dotado con un motor con freno por compresión, caracterizado por el hecho de que, cuando el motor se frena en relación con un cambio de marcha hacia arriba en una situación de rendimiento, se realizan cambios geométricos durante dicho periodo de tiempo, antes del inicio de la operación de cambio de marcha, para así optimizar el par del freno motor durante cambio de marcha hacia arriba.

6. El procedimiento reivindicado en la reivindicación 3, para regular la presión de sobrealimentación en relación con el freno motor en un vehículo dotado con un motor con freno por compresión, caracterizado por el hecho de que, cuando el motor se frena en relación con un cambio de marcha hacia arriba en una situación de ahorro, se realizan cambios geométricos durante dicho periodo de tiempo, antes del inicio de la operación de cambio de marcha, para así optimizar el par del freno motor durante cambio de marcha hacia arriba.

7. Vehículo dotado con un motor de combustión sobrealimentado (1) con elementos electrónicos de control (3), controlando el suministro de combustible y aire a la cámara de combustión del motor, caracterizado por el hecho de que los elementos de control (3) están diseñados, durante el desplazamiento hacia delante del vehículo, sobre la base de la información de entrada sobre al menos la pendiente de la carretera y la posición del acelerador, para estimar la futura resistencia de la carretera y el periodo de tiempo hasta una futura transición en el estado de funcionamiento del motor y para controlar los cambios geométricos en el sistema de sobrealimentación (6; 11; 15) del motor durante dicho periodo de tiempo para así optimizar la respuesta del motor cuando se presenta la transición.

8. El vehículo reivindicado en la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que el sistema de sobrealimentación comprende un turbocompresor (11) dotado con una válvula de derivación (14) para regular la cantidad de gas de escape suministrado a la turbina (13) del compresor y por el hecho de que los elementos de control (3) están diseñados para controlar dicha válvula de derivación.

9. El vehículo reivindicado en la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que el sistema de sobrealimentación comprende un turbocompresor (6) dotado con una turbina con geometría variable y por el hecho de que los elementos de control (3) están diseñados para controlar la geometría de la turbina.

10. El vehículo reivindicado en la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que el sistema de sobrealimentación comprende un turbocompresor (15) dotado con una turbina (17) con una válvula de admisión variable (18) en el lado de entrada de la turbina y por el hecho de que los elementos de control (3) están diseñados para controlar la válvula de admisión.

11. El vehículo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 7-10, dotado con una transmisión automática (2) acoplada al motor (1), caracterizado por el hecho de que, los elementos de control (3) tiene una función de control del motor y transmisión y están diseñados para estimar el periodo de tiempo hasta un futuro cambio de marcha y controlar dichos cambios geométricos en el sistema de sobrealimentación (6; 11; 15) para que la presión de sobrealimentación sea modificada activamente antes del inicio del cambio de marcha.