ES2275770T3 - Procedimiento para la determinacion de la viscosidad de un fluido de servicio de un motor de combustion interna. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la determinación de la viscosidad de un fluido de servicio de un motor de combustión interna de un vehículo mediante la obtención del nivel de llenado del fluido de servicio, captándose una primera señal que se corresponde con la evolución temporal del nivel de llenado, caracterizado porque, ¿ se capta una segunda señal que se corresponde con la evolución temporal de un estado del vehículo que tiene influencia sobre el nivel de llenado del fluido de servicio medido, ¿ la primera y la segunda señal son sometidas a un filtrado que permite analizar las señales en cuanto a su dinámica y que como resultado genera una tercera y una cuarta señal, ¿ se compara la cuarta señal con un valor umbral y, en dependencia del resultado de la comparación, se forma una relación de la cuarta señal con la tercera señal y ¿ el valor medio de un gran número de valores se corresponde con la viscosidad del fluido de servicio.
Description
Procedimiento para la determinación de la
viscosidad de un fluido de servicio de un motor de combustión
interna.
La invención se refiere a un procedimiento para
la determinación de la viscosidad de un fluido de servicio de un
motor de combustión interna según la definición principal de la 1ª
reivindicación.
Un procedimiento de este tipo se conoce de DE
195 18 776 A1. Allí se describe un procedimiento para obtener la
viscosidad de un fluido de servicio a partir de la evolución
temporal de las variaciones en el nivel de llenado del fluido de
servicio. En este conocido procedimiento se determina la viscosidad
del aceite del motor tras la desconexión de un motor de combustión
interna mediante la medición de la evolución temporal del nivel de
llenado de aceite del motor. El retorno del aceite del motor en el
depósito de almacenamiento tiene lugar con un retardo temporal, tras
la desconexión del motor en dependencia de la viscosidad. Junto al
desarrollo temporal del nivel de llenado, la temperatura del aceite
del motor es tomada también en consideración en el procedimiento
conocido, dado que la viscosidad del aceite del motor depende en
general de su temperatura.
Junto con estas magnitudes a determinar de un
modo sencillo, la medición de la viscosidad según el procedimiento
conocido también se ve influenciada por otras magnitudes. De modo
que una elevada carga mecánica del motor de combustión interna en
un periodo inmediatamente anterior a la desconexión puede llevar a
la formación de espuma en el aceite del motor. La lenta
modificación resultante en el nivel de llenado tras la desconexión
falsifica la verdadera medición. Sin embargo, no es posible
determinar de manera sencilla una magnitud de medida objetiva para
la carga dinámica del motor de combustión interna.
Una desconexión del motor de combustión interna
en caso de posición inclinada del vehículo afecta también al
reflujo del aceite del motor en el depósito de almacenamiento.
Otra desventaja estriba en que los módulos
electrónicos necesarios para llevar a cabo la medición deben
permanecer en funcionamiento activo el tiempo necesario tras la
desconexión.
La finalidad de la invención es especificar un
procedimiento para la determinación de la viscosidad de un fluido de
servicio de un motor de combustión interna, sirviéndose de la
medición del nivel de llenado, procedimiento que, utilizando pocas
magnitudes de medida, ha de arrojar un resultado exacto y que tiene
lugar mientras el motor de combustión interna está en
funcionamiento.
Esta tarea se resuelve mediante un procedimiento
según la reivindicación 1. El desarrollo de la invención tiene
lugar de acuerdo con las características de las reivindicaciones
subordinadas.
En el procedimiento para la determinación de la
viscosidad de un fluido de servicio de un motor de combustión
interna de un vehículo, en primer lugar se capta una primera señal
que se corresponde con la evolución temporal del nivel de llenado y
una segunda señal que se corresponde con la evolución temporal de un
estado del vehículo con influencia sobre el nivel de llenado del
fluido de servicio medido. A continuación, la primera y la segunda
señal son sometidas a un filtrado que permite analizar las señales
en cuanto a su dinámica. Como resultado se generan una tercera y una
cuarta señal, siendo la tercera señal resultado del filtrado de la
primera y la cuarta señal resultado del filtrado de la segunda. A
continuación, se compara la cuarta señal con un valor umbral y, en
dependencia del resultado de la comparación, se forma una relación
de la cuarta señal con la tercera señal. El valor medio de un gran
número de valores de la relación de la cuarta señal con respecto a
la tercera señal se corresponde con la viscosidad del fluido de
servicio.
La ventaja de la invención consiste en la
combinación entre sí de las señales de sensores ya disponibles
captadas por los dispositivos sensores de serie ya probados en la
práctica, y obtener de ellas la viscosidad como indicador adicional.
La capacidad de cálculo necesaria para ello se toma de aparatos de
mando estándar.
En una forma de aplicación del procedimiento más
ventajosa, se capta como segunda señal la aceleración transversal
del vehículo. Combinándose la señal de medida continua del sensor
del nivel de aceite con la señal continua del sensor de la
aceleración transversal. El resultado son informaciones sobre la
viscosidad del aceite. La aceleración transversal es captada de
manera regular para servir a otros sistemas, como, p.ej., ESP.
La recogida de los valores de medición de la
primera y segunda señal tiene lugar preferentemente con una
frecuencia de aprox. 1 a 1,5/s. Esta frecuencia de medición es lo
suficientemente grande como para obtener informaciones fiables sobre
la viscosidad y lo suficientemente pequeña como para no generar
volúmenes de datos demasiado grandes.
Para el filtrado de la primera o bien de la
segunda señal se calcula preferentemente una desviación típica
móvil de un primer conjunto de valores. La tercera o bien la cuarta
señal constituyen el punto de partida del filtrado. La desviación
típica móvil suministra con métodos estadísticos relativamente
simples una buena información sobre la dinámica de las señales.
El número de valores necesarios para la
obtención de la desviación estándar móvil está situado entre 5 y
100. Habiéndose mostrado como especialmente ventajoso en una serie
de mediciones realizadas un valor de 15.
La obtención del valor medio de la relación de
la cuarta señal con respecto a la tercera señal tiene lugar de
manera ventajosa utilizando aprox. de 50 a 300 valores.
La invención se explica más detalladamente a
continuación recurriendo a ejemplos de aplicación y figuras.
Descripción breve de las figuras:
Figura 1 Muestra un diagrama con la evolución
temporal de la temperatura del aceite, la aceleración transversal y
el nivel llenado de un recorrido de prueba.
Figura 2 Muestra un diagrama con la evolución
temporal de la temperatura del aceite, SNV(Q), SNV(H)
y de la viscosidad X del recorrido de prueba.
Figura 3 Muestra un diagrama de flujo del
procedimiento.
Una ejecución especialmente ventajosa del
procedimiento es la referida a la determinación de la viscosidad del
motor de un vehículo de motor.
El sensor de aceite QLT de la firma Temic, ya
disponible en la actualidad en serie, suministra una señal de nivel
de llenado continua.
La información sobre la aceleración transversal
existente la suministra un sensor de la aceleración transversal del
sistema ESP o un sistema de control de la suspensión.
Debido a la dinámica del aceite en el cárter de
aceite, cambia la señal de nivel de llenado en dependencia del
estado del vehículo, en especial en caso de aceleraciones
transversales, la fuerza centrífuga determina un nivel de llenado
momentáneo distinto en ambos lados del cárter de aceite. Estas
diferencias dinámicas en el nivel de llenado son más acusadas en
caso de viscosidad decreciente (baja espesura), esto es, el aceite
espeso muestra diferencias de llenado menos acusadas en caso de
curvas que el aceite de baja espesura. Si se unen las informaciones
de ambos sensores en, p.ej., un aparato de control del motor, se
puede hacer una valoración definida de las modificaciones en el
nivel de llenado en dependencia de la aceleración transversal, lo
que hace posible obtener información sobre la espesura del aceite =
viscosidad. Mediante la utilización de las señales de los sensores
de aceleración transversal y del sensor de aceite QLT disponibles
en el vehículo se puede obtener un indicador adicional (=
viscosidad) que no se obtenía hasta ahora.
La figura 1 muestra un diagrama con la evolución
temporal de la temperatura del aceite, la aceleración transversal y
el nivel de llenado de un recorrido de prueba. Al principio de la
medición se detecta que en caso de bajas temperaturas la viscosidad
del aceite del motor todavía es demasiado alta, que tampoco grandes
aceleraciones transversales tienen algo más que una influencia casi
imperceptible sobre el nivel de llenado medido. Esta influencia es
cada vez mayor a medida que va aumentando la temperatura del aceite
del motor y al final, con una temperatura de funcionamiento normal,
es claramente pronunciada.
Para ahora poner ambas señales en relación una
con otra, se someten ambas en primer lugar a un filtrado que
suministra como resultado una medida de la dinámica de ambas señales
Como filtrado debe entenderse de manera general en este contexto
todo tratamiento de la señal que permite una valoración en cuanto a
la dinámica.
Como ventajosa se ha mostrado la distribución
normal SNV de un número fijo de valores de medida. En la figura 2
se muestra la evolución de las señales filtradas correspondientes a
la aceleración transversal SNV(Q) y a la medición del nivel
de llenado SNV(H) de modo análogo al utilizado en la figura
1.
A continuación se relacionan entre sí las
señales filtradas, de modo que el valor para la señal cuya magnitud
es la causa de las modificaciones del nivel de llenado - en este
caso la aceleración transversal - quede por encima de un valor
umbral K prefijado. El valor medio de un gran número de estos
valores cociente se corresponde esencialmente con la viscosidad del
aceite del motor.
La figura 3 muestra un diagrama de flujo del
procedimiento. Al principio tiene lugar la medición del nivel de
aceite H y de la aceleración transversal Q. Habiéndose demostrado
como suficiente que la lectura de las señales o la recogida de los
datos de medida tenga lugar con tasa de aprox. 1 a 1,5/s. A
continuación se calcula la distribución normal SNV móvil de ambas
señales SNV(Q), SNV(H) de un número predeterminado de
valores n. Habiéndose mostrado como ventajoso un número n = 15. En
la práctica puede tomarse un valor de n, según la aplicación, de un
amplio intervalo de aprox. 5 hasta 100. Entonces se compara una
distribución normal móvil de la aceleración transversal
SNV(Q) con un valor umbral K. Si el valor umbral K no es
sobrepasado, tiene lugar un salto atrás al inicio del procedimiento;
si se sobrepasa el valor umbral K, se calcula el cociente X =
SNV(Q)/SNV(H). Si ya se habían calculado con
anterioridad valores para X, a continuación se calcula el valor
medio \overline{\mathit{X}}. En cuanto se dispone de un valor
medio \overline{\mathit{X}} obtenido de un número suficientemente
grande de valores individuales, puede utilizarse como indicador de
la viscosidad. En el diagrama de flujo de figura 3 se ha
representado esto sirviéndose, como ejemplo, de un contador que
debe alcanzar el valor 100 antes de que se almacene el valor medio
\overline{\mathit{X}} como indicador de la viscosidad del aceite
del
motor.
motor.
El cálculo de la viscosidad también puede
llevarse a cabo mediante el correspondiente dispositivo
directamente en el sensor de aceite, cuando allí también se pueda
acceder a los datos del sensor de la aceleración. En caso normal,
los datos se recogen y analizan en un aparato de control central.
La viscosidad calculada se envía a través de una interfaz a un
dispositivo de diagnóstico o es analizada por un dispositivo de
diagnóstico de abordo en el vehículo.
Junto a la aceleración transversal, pueden
considerarse también otras magnitudes alternativas para la
determinación de la viscosidad, siempre que tengan únicamente
influencia sobre el nivel de llenado medido del fluido de
funcionamiento. Así, por ejemplo, pueden utilizarse la aceleración
longitudinal o el número de revoluciones del motor como magnitudes
base en lugar de la aceleración transversal. Ambas magnitudes
tienen el mismo efecto de variación del nivel de llenado del aceite
del motor, si bien su influencia sobre la modificación depende de
la viscosidad. Cuando se utiliza la señal de la aceleración
longitudinal, y de manera análoga a con la aceleración transversal,
el nivel de llenado medido se ve influenciado por los movimientos
del aceite en el cárter de aceite. Cuando se utiliza la señal del
número de revoluciones como magnitud base, puede hacerse uso de la
circunstancia de que la cantidad de aceite que se encuentra en el
circuito de aceite varía en dependencia del número de revoluciones.
Debiendo adaptarse a ello únicamente la captación de señales y los
parámetros de medida y filtrado, para así poder determinar de un
modo análogo la viscosidad del aceite a partir de estas
magnitudes.
Claims (6)
1. Procedimiento para la determinación de la
viscosidad de un fluido de servicio de un motor de combustión
interna de un vehículo mediante la obtención del nivel de llenado
del fluido de servicio, captándose una primera señal que se
corresponde con la evolución temporal del nivel de llenado,
caracterizado porque,
- \bullet
- se capta una segunda señal que se corresponde con la evolución temporal de un estado del vehículo que tiene influencia sobre el nivel de llenado del fluido de servicio medido,
- \bullet
- la primera y la segunda señal son sometidas a un filtrado que permite analizar las señales en cuanto a su dinámica y que como resultado genera una tercera y una cuarta señal,
- \bullet
- se compara la cuarta señal con un valor umbral y, en dependencia del resultado de la comparación, se forma una relación de la cuarta señal con la tercera señal y
- \bullet
- el valor medio de un gran número de valores se corresponde con la viscosidad del fluido de servicio.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque como segunda señal se capta la
aceleración transversal del vehículo.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o
2, caracterizado porque la recogida de los valores de
medición de la primera y segunda señal tiene lugar con una
frecuencia de aprox. 1 a 1,5/s.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado porque para el
filtrado se calcula una desviación típica móvil de un primer
conjunto de valores de la tercera o bien de la cuarta señal,
constituyendo el punto de partida del filtrado como tercera o
cuarta señal.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque el número de valores para la obtención
de la desviación típica móvil está entre 5 y 100.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado porque el valor
medio de la relación de la cuarta señal con respecto a la tercera
señal se forma con aprox. 50 hasta 300 valores.
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