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ES2564166T3 - Sistema de control de válvula de mariposa electrónica y vehículo de motor de dos ruedas - Google Patents

Sistema de control de válvula de mariposa electrónica y vehículo de motor de dos ruedas

Info

Publication number
ES2564166T3
ES2564166T3 ES04818471.7T ES04818471T ES2564166T3 ES 2564166 T3 ES2564166 T3 ES 2564166T3 ES 04818471 T ES04818471 T ES 04818471T ES 2564166 T3 ES2564166 T3 ES 2564166T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
control system
butterfly valve
electric motor
control
valve
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
ES04818471.7T
Other languages
English (en)
Inventor
Keisuke Maruo
Tomoaki Kishi
Takeshi Matsuda
Masato Yokoi
Naoya Yamaguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2564166T3 publication Critical patent/ES2564166T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Sistema de control para controlar un dispositivo de válvula de mariposa (10; 142) para regular la cantidad de aire de admisión a un motor de combustión interna, y/o para controlar un dispositivo de embrague (170), siendo movidos dicha válvula de mariposa (10; 142) y/o dicho embrague por un motor eléctrico respectivo (20; 143a; 127), donde dicho sistema de control incluye una sección de control (21; 200) que tiene un circuito de accionamiento (306; 307) para controlar el motor eléctrico (20; 143a; 127), estando configurada dicha sección de control (21, 200) para cambiar el motor eléctrico (20, 143a) a un modo regenerativo para controlar la rotación de la válvula de mariposa (10, 142) y/o el embrague (170) cuando el sistema de control tiene un fallo, donde un medio de conmutación está conectado al circuito de accionamiento (306; 307) para conmutar el motor eléctrico respectivo (20; 143a, 127) al modo regenerativo.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de control de valvula de mariposa electronica y vehmulo de motor de dos ruedas Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un sistema de control de valvula de mariposa electronica y, mas en concreto, a un sistema de control de valvula de mariposa electronica preparado para un fallo del sistema.
Antecedentes de la invencion
Un sistema de valvula de mariposa electronica para controlar electronicamente la abertura de una valvula de mariposa para regular la cantidad de aire de admision a un motor (motor de combustion interna) puede reducir las emisiones y el consumo de combustible y ha sido usado en algunos vehmulos de motor de cuatro ruedas.
Tal sistema de valvula de mariposa electronica esta equipado con una funcion que para el accionamiento de la valvula de mariposa por un motor electrico y hace volver la valvula de mariposa a la posicion completamente cerrada con la fuerza de empuje de un muelle cuando el sistema de control tiene un fallo. El motor se mantiene por ello en un estado tal que la operacion de fallo pueda ser realizada y el vehmulo pueda ser movido a algun lugar.
Cuando se facilita una lmea de derivacion de modo que una cierta cantidad de aire pueda ser introducida al motor incluso cuando la valvula de mariposa se haga volver a la posicion completamente cerrada por la fuerza de empuje de un muelle, el motor se puede mantener en un estado tal que la operacion de fallo pueda ser realizada.
El Documento de Patente 1 describe un metodo de girar una valvula de mariposa y mantenerla en una posicion de abertura predeterminada por las fuerzas de empuje de un muelle para empujar la valvula de mariposa en la direccion de cierre y otro muelle para empujar la valvula de mariposa en la direccion de apertura sin una lmea de derivacion.
La velocidad a la que se gira una valvula de mariposa en la direccion de cierre por la fuerza de empuje de un muelle cuando el sistema de control tiene un fallo es muy alta. Asf, la salida del motor disminuye rapidamente. En el caso de un vehmulo de pasajeros de cuatro ruedas, el conductor no detecta un cambio en el comportamiento del vehmulo ni siquiera cuando la salida del motor disminuye rapidamente dado que el vehmulo es de peso pesado. Sin embargo, en el caso de un vehmulo de motor de dos ruedas que es ligero de peso, el conductor nota un cambio en el comportamiento del vehmulo.
El Documento de Patente 2 describe un metodo de cerrar suavemente una valvula de mariposa aplicando una resistencia a la rotacion de la valvula de mariposa empujada en la direccion de cierre por un muelle para evitar la rotacion rapida de la valvula de mariposa. Asf se puede evitar una disminucion rapida de la salida del motor y el vehmulo no realiza movimientos a trompicones ni siquiera cuando circula a marcha baja. Como el medio para aplicar resistencia a la rotacion de la valvula de mariposa (mecanismo amortiguador), se usa un amortiguador electronico que usa un fluido electroviscoso.
El Documento de Patente 3 describe un ejemplo en el que un sistema de valvula de mariposa electronica se aplica a un vehmulo de motor de dos ruedas.
Documento de Patente 1: JP-A-2003-201866
Documento de Patente 2: JP-A-Hei 6-248979
Documento de Patente 3: JP-A-2002-106368
Descripcion de la invencion
Problema a resolver con la invencion
Aunque el metodo descrito en el Documento de Patente 2 es excelente la valvula de mariposa, hay que montar medios para aplicar resistencia eje de valvula de la valvula de mariposa. Ademas, cuando se usa un amortiguador, hay que proporcionar medios para aplicar un campo electrico al fluido electroviscoso para aumentar la resistencia viscosa al arrastre del fluido electroviscoso cuando el sistema de control tiene un fallo.
Sin embargo, en el caso de un vehmulo de motor de dos ruedas, es ffsicamente diffcil instalar tales medios amortiguadores dado que, a diferencia de un vehmulo de motor de cuatro ruedas, es limitado el espacio de alojamiento disponible. Ademas, cuando se usa un amortiguador electronico tal como un amortiguador
por ser capaz de evitar la rotacion rapida de a la rotacion de la valvula de mariposa en el amortiguador electroviscoso como el medio
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electroviscoso, el amortiguador electronico tambien debe ser controlado en asociacion con el sistema de control que tiene un fallo. Esto origina problemas de complejidad del sistema de control y un aumento del costo.
El documento US 2002/113440 A describe un aparato de salida de potencia incluyendo un motor de embrague incluyendo un rotor interior conectado a un ciguenal de un motor y un rotor exterior conectado a un eje de accionamiento. En caso de que la velocidad de rotacion del rotor exterior sea inferior a la velocidad de rotacion del rotor interior, el motor de embrague esta adaptado para regenerar potencia electrica segun el deslizamiento de los dos.
La presente invencion se ha realizado en vista de los puntos anteriores y, por lo tanto, un objeto de la presente invencion es proporcionar un sistema de control de valvula de mariposa electronica que no requiere espacio de alojamiento adicional y que puede evitar la rotacion rapida de una valvula de mariposa cuando el sistema de control tiene un fallo.
Medios para resolver el problema
Este objeto se logra con las caractensticas de las reivindicaciones 1 y 13. Otras mejoras se exponen en las reivindicaciones secundarias.
Segun la presente invencion, un sistema de control de valvula de mariposa electronica tiene una valvula de mariposa para controlar la cantidad de aire de admision a un motor de combustion interna; un motor electrico para mover la valvula de mariposa y una seccion de control para controlar el motor electrico; caracterizado porque la valvula de mariposa tiene un mecanismo de empuje para empujar la valvula de mariposa en la direccion de cierre, y la seccion de control cambia el motor electrico a un modo regenerativo para controlar la velocidad a la que la valvula de mariposa se hace girar en la direccion de cierre por la fuerza de empuje del mecanismo de empuje cuando el sistema de control tiene un fallo.
En una realizacion preferida, la valvula de mariposa se gira en la direccion de cierre por la fuerza de empuje del mecanismo de empuje y luego se mantiene en una posicion de abertura predeterminada cuando el sistema de control tiene un fallo.
Segun la presente invencion, otro sistema de control de valvula de mariposa electronica tiene una valvula de mariposa para controlar la cantidad de aire de admision a un motor de combustion interna; un motor electrico para mover la valvula de mariposa; y una seccion de control para controlar el motor electrico; caracterizado porque la valvula de mariposa tiene un primer mecanismo de empuje para empujar la valvula de mariposa en la direccion de cierre y un segundo mecanismo de empuje para empujar la valvula de mariposa en la direccion de apertura, y la seccion de control cambia el motor electrico a un modo regenerativo para controlar la velocidad a la que la valvula de mariposa se hace girar en la direccion de cierre por la fuerza de empuje relativa de los mecanismos de empuje primero y segundo cuando el sistema de control tiene un fallo.
En una realizacion preferida, la valvula de mariposa se hace girar en la direccion de cierre o apertura por la fuerza de empuje relativa de los mecanismos de empuje primero y segundo y luego se mantiene en una posicion de abertura predeterminada cuando el sistema de control tiene un fallo.
Preferiblemente, el motor de combustion interna se mantiene en un estado tal que la operacion de fallo pueda ser realizada cuando la valvula de mariposa se mantenga en la posicion de abertura predeterminada.
Segun la presente invencion, otro sistema de control de valvula de mariposa electronica tiene una valvula de mariposa para controlar la cantidad de aire de admision a un motor de combustion interna; un motor electrico para mover la valvula de mariposa; y una seccion de control para controlar el motor electrico, caracterizado porque la seccion de control cambia el motor electrico a un modo regenerativo para controlar la rotacion de la valvula de mariposa cuando el sistema de control tiene un fallo.
En una realizacion preferida, la valvula de mariposa se mantiene en la posicion de abertura donde esta cuando el sistema de control tiene un fallo.
En una realizacion preferida, la seccion de control corta una potencia de un suministro de potencia al motor electrico y luego cambia el motor electrico a un modo regenerativo.
En una realizacion preferida, el mecanismo de empuje esta constituido por un mecanismo que tiene un muelle.
En una realizacion preferida, el sistema de control de valvula de mariposa electronica incluye ademas un mecanismo de operacion de acelerador para uso al mover la valvula de mariposa manualmente de modo que la valvula de mariposa se pueda girar en la direccion de cierre cuando el sistema de control tenga un fallo.
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Un vetuculo de motor de dos ruedas segun la presente invencion se caracteriza por incluir el sistema de control de valvula de mariposa electronica anterior.
Efectos de la invencion
Segun el sistema de control de valvula de mariposa electronica de la presente invencion, cuando el sistema de control tiene un fallo, el motor electrico para accionar la valvula de mariposa se cambia a un modo regenerativo de modo que se pueda aplicar una fuerza resistiva a la valvula de mariposa empujada para girar con la fuerza de empuje y atenuar la velocidad de giro de la valvula de mariposa. Asf, se puede evitar la rotacion rapida de la valvula de mariposa. Dado que el motor electrico se usa como una fuente de accionamiento para abrir y cerrar la valvula de mariposa durante los tiempos normales, no hay necesidad de proporcionar un mecanismo adicional que sea activado solamente cuando el sistema de control tenga un fallo. Ademas, el motor electrico se puede cambiar facilmente al modo regenerativo produciendo un corto circuito entre ambos terminales del motor electrico para que pueda servir como un generador electrico. Asf, no se necesita un espacio de alojamiento adicional y la rotacion rapida de la valvula de mariposa se puede evitar por un control simple cuando el sistema de control de valvula de mariposa electronica tiene un fallo.
Cuando se facilitan un primer mecanismo de empuje para empujar la valvula de mariposa en la direccion de cierre y un segundo mecanismo de empuje para empujar la valvula de mariposa en la direccion de apertura, la valvula de mariposa se puede mantener en una posicion de abertura determinada de forma unica por la fuerza de empuje relativa de los mecanismos de empuje primero y segundo y por lo tanto el motor de combustion interna se puede mantener en un estado tal que la operacion de fallo optima se pueda realizar cuando el sistema de control tenga un fallo.
Aunque no se facilita ningun mecanismo de empuje, la valvula de mariposa se puede mantener en la posicion de abertura donde este, cambiando el motor electrico a un estado regenerativo cuando el sistema de control tenga un fallo. Asf, el conductor no nota un cambio repentino en el comportamiento del vetuculo.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una vista que ilustra una configuracion de un sistema de control de valvula de mariposa electronica segun la presente invencion.
La figura 2 es una vista en seccion transversal que ilustra posiciones de abertura de la valvula de mariposa en la presente invencion.
La figura 3 es un grafico que representa el cambio en la abertura de la valvula de mariposa con respecto al tiempo en la presente invencion.
La figura 4(a) representa el estado de un circuito de control durante la rotacion hacia delante del motor electrico, la figura 4(b) representa el estado del circuito de control durante la rotacion inversa, y la figura 4(c) representa el estado del circuito de control durante un modo regenerativo del motor electronico.
La figura 5 es una vista que ilustra otra configuracion del sistema de control de valvula de mariposa electronica segun la presente invencion.
La figura 6(a) y la figura 6(b) son vistas en seccion transversal que ilustran posiciones de abertura de la valvula de mariposa en la presente invencion.
La figura 7 (a) y la figura 7 (b) son graficos que representan el cambio en la abertura de la valvula de mariposa con respecto al tiempo en la presente invencion.
La figura 8 es una vista que ilustra otra configuracion del sistema de control de valvula de mariposa electronica segun la presente invencion.
La figura 9 es una vista que ilustra una configuracion de una valvula de mariposa y un motor electronico en la presente invencion.
La figura 10 es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lmea X-X de la figura 9.
La figura 11 es una vista en seccion transversal de un mecanismo de operacion de acelerador en la presente invencion.
La figura 12 es una vista lateral izquierda de un vetuculo de motor de dos ruedas en la presente invencion.
La figura 13 es una vista lateral izquierda ampliada de una unidad de motor en la presente invencion.
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La figura 14 es una vista lateral derecha ampliada de la unidad de motor en la presente invencion.
La figura 15 es una vista que ilustra la configuracion de un mecanismo de valvula de mariposa en la presente invencion.
La figura 16 es una vista que ilustra la configuracion de un sistema de control de un vehnculo de motor de dos ruedas en la presente invencion.
La figura 17 es una vista que ilustra la configuracion de una unidad de control en la presente invencion.
La figura 18 es una vista que ilustra otra configuracion de la unidad de control en la presente invencion.
La figura 19 es una vista que ilustra una configuracion de un circuito de control para un motor electrico en la presente invencion.
Descripcion de numeros de referencia
10: valvula de mariposa 11: cuerpo estrangulador 12: eje de valvula 20: motor electrico 21: seccion de control 22: transmision
30: primer mecanismo de empuje
31: segundo mecanismo de empuje
40: engranaje de accionamiento
41: engranaje intermedio grande
42: engranaje intermedio pequeno
43: engranaje de accionamiento de eje de valvula
44: empunadura de acelerador
45: cable de acelerador
46: polea intermedia
47: elemento de transmision
48: brazo libre
49: chapa de articulacion
50: pasador
60: caja
101: vehfculo de motor de dos ruedas 107: unidad de motor 110: manillar de direccion 122: transmision
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127: motor de embrague electrico
128: mecanismo de accionamiento de cambio
140: mecanismo estrangulador
141: cuerpo estrangulador
142: valvula de mariposa
142a: eje de valvula
142b: chapa de valvula
143a: motor electrico
143b: engranaje de accionamiento
143c: engranaje intermedio grande
143d: engranaje intermedio pequeno
143e: engranaje de accionamiento de eje de valvula
143f: caja
144: sensor de abertura de valvula de mariposa
145: brazo libre
146: chapa de articulacion
147: polea intermedia
148: cable de acelerador
149: empunadura de acelerador
150: sensor de abertura de empunadura de acelerador
151: valvula de inyeccion de combustible
152: tubo de suministro de combustible
160: mecanismo de operacion de acelerador
170: embrague
200: unidad de control
201: sensor de posicion de embrague
205: conmutador de cambio
301, 302, 303, 304: circuito de entrada
306, 307: circuito de accionamiento
308, 309: circuito de supervision de salida
310, 311: circuito de interrupcion de potencia de motor
400: circuito de rele
Mejor modo de llevar a la practica la invencion
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Un sistema de valvula de mariposa electronica es ventajoso para reducir las emisiones y el consumo de combustible, pero tiene que ser equipado con una funcion que se active cuando el sistema de control de valvula de mariposa electronica tenga un fallo. Sin embargo, cuando una funcion usada para un vehnculo de motor de cuatro ruedas se aplica a un vehnculo de motor de dos ruedas, el conductor del vehnculo de motor de dos ruedas siente un cambio repentino en el comportamiento del vehnculo, que el conductor del vehnculo de motor de cuatro ruedas no nota, dado que un vehnculo de motor de dos ruedas es mas ligero de peso que un vehnculo de motor de cuatro ruedas.
Tal cambio repentino en el comportamiento del vehnculo es producido por la rotacion rapida de la valvula de mariposa.
Para evitar tal rotacion rapida de la valvula de mariposa, hay que instalar adicionalmente un medio amortiguador como se describe en el documento de Patente 2. Sin embargo, es muy diffcil proporcionar un espacio para instalar dicho medio amortiguador en un vehnculo de motor de dos ruedas.
El (los) autor(es) de la presente invencion observaron que la restriccion del espacio de alojamiento era un obstaculo al aplicar un sistema de valvula de mariposa electronica a un vehnculo de motor de dos ruedas. La presente invencion se ha realizado como resultado de estudios sobre como dotar de un medio amortiguador a un sistema de control de valvula de mariposa electronica sin incrementar el espacio de alojamiento.
A continuacion se describira el sistema de control de valvula de mariposa electronica de la presente invencion con referencia a la figura 1 y la figura 2. La presente invencion no se limita a las realizaciones siguientes.
La figura 1 es una vista que ilustra esquematicamente una configuracion basica de una realizacion del sistema de control de valvula de mariposa electronica. Una valvula de mariposa 10 para controlar la cantidad de aire de admision a un motor de combustion interna (no representado) esta dispuesta en un cuerpo estrangulador 11 y tiene un eje de valvula 12 conectado a un motor electrico 20 para accionar la valvula de mariposa 10. Una seccion de control 21 controla la rotacion hacia delante y hacia atras del motor electrico 20, y por lo tanto la valvula de mariposa 10 se abre y cierra. La valvula de mariposa 10 tiene un mecanismo de empuje 30 para empujar la valvula de mariposa 10 en la direccion de cierre.
La seccion de control 21 cambia el motor electrico 20 a un modo regenerativo cuando el sistema de control tiene un fallo para controlar la velocidad a la que la valvula de mariposa 10 se hace girar en la direccion de cierre por la fuerza de empuje del mecanismo de empuje 30. Es decir, el motor electrico en un modo regenerativo sirve como medio amortiguador para evitar la rotacion rapida de la valvula de mariposa.
La figura 2 es una vista en seccion transversal que ilustra posiciones de abertura de la valvula de mariposa 10 en el cuerpo estrangulador 11, vista en una direccion paralela al eje de valvula 12 de la valvula de mariposa 10. En la figura 2, la lmea continua representa una posicion de abertura 10a de la valvula de mariposa 10 durante la operacion normal. Cuando el sistema de control tiene un fallo, la valvula de mariposa 10 se hace girar en la direccion de cierre (la direccion que indican las flechas) por la fuerza de empuje del mecanismo de empuje 30 y luego se mantiene en una posicion de abertura predeterminada 10b representada por la lmea de puntos.
La fuerza de empuje del mecanismo de empuje 30 se ajusta de modo que la abertura de la valvula de mariposa 10 sea suficiente para que el motor de combustion interna se mantenga en un estado tal que la operacion de fallo pueda ser realizada en la posicion de abertura predeterminada 10b representada en la figura 2. Como el mecanismo de empuje 30 se puede usar un muelle o analogos. Que el motor de combustion interna esta en un estado tal que la operacion de fallo puede ser realizada significa que el motor esta en un estado tal que el vehnculo puede ser movido al menos a algun lugar como el arcen incluso cuando se pierde el control electrico del sistema de valvula de mariposa electronica. Incluye el estado de operacion en vacm.
La figura 3 es un grafico que representa el cambio en la abertura de la valvula de mariposa 10 con respecto al tiempo durante el penodo en el que la valvula de mariposa 10 se gira desde una posicion con una abertura 01 al tiempo en que el sistema de control tiene un fallo a una posicion con una abertura predeterminada 00.
La curva de puntos 50b representa un caso convencional donde la valvula de mariposa 10 se gira en la direccion de cierre solamente por la fuerza de empuje del mecanismo de empuje 30.
La abertura de la valvula de mariposa 10 llega a la abertura predeterminada 00 dentro de un penodo de tiempo muy corto (t-i). La curva solida 50a representa un caso donde el motor electrico 20 se cambia a un modo regenerativo para girar la valvula de mariposa 10 en la direccion de cierre a velocidad reducida.
La abertura de la valvula de mariposa 10 tarda mucho tiempo (t2) en llegar a la abertura predeterminada 00.
Segun el sistema de control de valvula de mariposa electronica de la presente invencion, la valvula de mariposa no se gira rapidamente ni siquiera cuando el sistema de control tiene un fallo.
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Como resultado, el conductor del vehmulo de motor de dos ruedas no siente un cambio repentino en el comportamiento del vehmulo.
Aunque la valvula de mariposa se gire en la direccion de cierre y mantenga en una posicion de abertura predeterminada cuando el sistema de control tenga un fallo en esta realizacion, la valvula de mariposa se puede girar a la posicion completamente cerrada cuando el motor de combustion interna pueda ser mantenido por otros medios en un estado tal que la operacion de fallo pueda ser realizada. Por ejemplo, cuando se dispone una lmea de derivacion por separado en el cuerpo estrangulador de modo que se pueda introducir una cierta cantidad de aire al motor de combustion interna a traves de la lmea de derivacion cuando el sistema de control tenga un fallo, el motor de combustion interna se puede mantener en un estado tal que la operacion de fallo se pueda realizar. En el caso de un vehmulo de motor de dos ruedas, no hay necesidad de proporcionar tal lmea de derivacion cuando es tan claro que el conductor puede caminar con el incluso cuando la valvula de mariposa esta completamente cerrada.
El circuito de control para cambiar el motor electrico 20 a un estado regenerativo cuando el sistema de control tiene un fallo, se describira con referencia a las figuras 4(a) a 4(c).
Como se representa en las figuras 4 (a) a 4(c), el circuito de control esta constituido por un circuito puente H que tiene cuatro transistores FET1 a FET4. La figura 4 (a) ilustra el circuito de control al tiempo en que el motor electrico 20 esta girando en la direccion hacia delante.
Cuando los transistores FET1 y FET4 estan encendidos y los transistores FET2 y FET3 estan apagados, fluye una corriente como indica la flecha. La figura 4(b) ilustra el circuito de control al tiempo en que el motor electrico 20 esta girando en la direccion hacia atras.
Cuando los transistores FET2 y FET3 estan encendidos y los transistores FET1 y FET4 estan apagados, fluye una corriente como indica la flecha. Cambiando la direccion en la que fluye la corriente a traves del motor electrico 20, la direccion de giro del motor electrico 20 se cambia y la valvula de mariposa 10 es controlada de modo que se abra o cierre.
La figura 4(c) ilustra el circuito de control al tiempo en que el motor electrico 20 esta en un modo regenerativo.
Cuando los transistores FET1 y FET2 estan encendidos y los transistores FET3 y FET4 estan apagados, fluye una corriente como indica la flecha. Entonces, el motor electrico 20 sirve como un generador electrico.
Entonces se genera una fuerza contraelectromotriz y se produce una corriente en la direccion opuesta. A causa de la corriente se genera un par en una direccion opuesta a la direccion de giro del motor electrico 20 y sirve como un freno para reducir la rotacion del motor electrico 20. El motor electrico 20 se puede cambiar al modo regenerativo apagando los transistores FET1 y FET2 y encendiendo los transistores FET3 y FET4. Cuando el motor electrico 20 se cambia a un modo regenerativo, se interrumpe preferiblemente el suministro de potencia conectado al motor electrico.
La funcion se activa en la presente invencion cambiando el motor electrico 20 a un modo regenerativo, y esta operacion puede ser controlada usando el circuito de control para controlar la operacion normal del motor electrico 20. Es decir, dado que la funcion en la presente invencion puede ser realizada usando el motor electrico 20 para accionar la valvula de mariposa 10 como medio amortiguador para evitar la rotacion rapida de la valvula de mariposa y el circuito de control para controlar la rotacion hacia delante y hacia atras del motor electrico 20 como medio para controlar el medio amortiguador, no hay necesidad de dotar de ningun mecanismo adicional a un sistema convencional de control de valvula de mariposa electronica.
Como se ha descrito anteriormente, segun el sistema de control de valvula de mariposa electronica de la presente invencion, no se necesita un espacio de alojamiento adicional y la rotacion rapida de la valvula de mariposa se puede evitar con un control simple cuando el sistema de control de valvula de mariposa electronica tiene un fallo. Como resultado, el conductor del vehmulo de motor de dos ruedas no siente un cambio repentino en el comportamiento del vehmulo.
Especialmente en el caso de un vehmulo de motor de dos ruedas, se facilitan valvulas de mariposa para cada cilindro y se colocan cerca de las camaras de combustion, la rotacion rapida de las valvulas de mariposa da lugar a una rapida disminucion de la salida del motor de combustion interna y el conductor lo siente como un cambio repentino en el comportamiento del vehmulo.
Por lo tanto, la presente invencion es util para aplicacion a un vehmulo de motor de dos ruedas.
La figura 5 es una vista que ilustra esquematicamente una configuracion basica de otra realizacion del sistema de control de valvula de mariposa electronica de la presente invencion. Esta realizacion es diferente de la realizacion representada en la figura 1 en que tiene dos mecanismos de empuje. Es decir, la valvula de mariposa 10 tiene un
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primer mecanismo de empuje 30 para empujar la valvula de mariposa 10 en la direccion de cierre y un segundo mecanismo de empuje 31 para empujar la valvula de mariposa 10 en la direccion de apertura. Cuando el sistema de control tiene un fallo, la seccion de control 21 cambia el motor electrico 20 a un modo regenerativo para controlar la velocidad a la que la valvula de mariposa 10 se hace girar en la direccion de cierre por la fuerza de empuje relativa de los mecanismos de empuje primero y segundo 30 y 31.
Las figuras 6 (a) y 6 (b) son vistas en seccion transversal que ilustran posiciones de abertura de la valvula de mariposa 10 en el cuerpo estrangulador 11, segun se ve en una direccion paralela al eje de valvula 12 de la valvula de mariposa 10. En la figura 6(a), la lmea continua representa una posicion de abertura 10a de la valvula de mariposa 10 durante la operacion normal. Cuando el sistema de control tiene un fallo, la valvula de mariposa 10 se hace girar en la direccion de cierre (la direccion indicada por las flechas) por la fuerza de empuje relativa de los mecanismos de empuje primero y segundo 30 y 31 y luego se mantiene en una posicion de abertura predeterminada 10b representada por la lmea de puntos.
La posicion de abertura predeterminada 10b representada por la lmea de puntos se determina de forma unica dependiendo de la fuerza de empuje relativa de los mecanismos de empuje 30 y 31.
La abertura de la valvula de mariposa 10 se regula de manera que sea suficientemente grande para que el motor de combustion interna se mantenga en un estado tal que la operacion de fallo se pueda realizar en la posicion de abertura predeterminada 10b. Cuando la valvula de mariposa 10 tiene solamente un mecanismo de empuje, la posicion de abertura predeterminada 10b es el punto donde la fuerza de empuje que empuja la valvula de mariposa 10 en la direccion de apertura y la fuerza de rozamiento ejercida en el eje de valvula 12 de la valvula de mariposa 10 estan equilibradas. Asf, es diffcil controlar la fuerza de rozamiento independientemente y por lo tanto es diffcil controlar exactamente la posicion de abertura predeterminada 10b.
Cuando la valvula de mariposa 10 tiene dos mecanismos de empuje, dado que la posicion de abertura predeterminada 10b se determina de forma unica en el punto donde la fuerza de empuje que empuja la valvula de mariposa 10 en la direccion de cierre y la fuerza de empuje que empuja la valvula de mariposa 10 en la direccion de apertura estan equilibradas, la posicion de abertura predeterminada 10b puede ser controlada exactamente.
Asf, en un caso donde la valvula de mariposa 10 tiene dos mecanismos de empuje, si la valvula de mariposa 10 esta en una posicion de abertura 10a cerca de la posicion completamente cerrada como se representa en la figura 6(b) cuando el sistema de control tiene un fallo, la valvula de mariposa 10 se gira en la direccion de apertura (la direccion indicada por las flechas) y luego se mantiene en una posicion de abertura predeterminada 10b representada por la lmea de puntos. La abertura de la valvula de mariposa 10 puede ser fiablemente suficientemente grande para que el motor de combustion interna se mantenga en un estado tal que la operacion de fallo pueda ser realizada.
Las figuras 7 (a) y 7 (b) son graficos que representan el cambio en la abertura de la valvula de mariposa 10 con respecto al tiempo durante el penodo en que la valvula de mariposa 10 se gira desde una posicion con una abertura 01 al tiempo en que el sistema de control tiene un fallo a una posicion con una abertura predeterminada 00. La figura 7 (a) representa el caso en el que la abertura 01 al tiempo que el sistema de control tiene un fallo es mas grande que la abertura predeterminada 00.
La valvula de mariposa 10 se gira lentamente en la direccion de cierre a la posicion con la abertura predeterminada 00. La figura 7 (b) representa un caso en el que la abertura 02 al tiempo en que el sistema de control tiene un fallo es menor que la abertura predeterminada 00.
La valvula de mariposa 10 se gira lentamente a la direccion de apertura a la posicion con la abertura predeterminada 00.
La caractenstica del sistema de control de valvula de mariposa electronica segun la presente invencion es que el motor electrico se cambia a un modo regenerativo cuando el sistema de control tiene un fallo. Cambiar el motor electrico a un modo regenerativo tiene el significado tecnico de evitar la rotacion rapida de la valvula de mariposa. Es decir, la valvula de mariposa se mantiene en la posicion de abertura al tiempo en que el sistema de control tiene un fallo sin el mecanismo de empuje para empujar la valvula de mariposa en la direccion de cierre.
La figura 8 es una vista que ilustra esquematicamente la configuracion de una realizacion del sistema de control de valvula electronica hecha desde el punto de vista anterior. Es decir, los mecanismos de empuje 30 y 31 se omiten en la realizacion representada en las figuras 1 a 5. En este caso, cuando el sistema de control tiene un fallo, la valvula de mariposa 10 se mantiene en la posicion de abertura en ese tiempo. Asf, el conductor del vehmulo de motor de dos ruedas puede evitar un cambio repentino en el comportamiento del vehmulo y no siente incomodidad y un cambio en la operabilidad ni siquiera cuando el sistema de control de valvula de mariposa electronica tiene un fallo.
Cuando el sistema de control de valvula de mariposa electronica tiene un fallo, la valvula de mariposa se puede girar desde la posicion de abertura al tiempo en que el sistema de control tiene un fallo en la direccion de cierre a una
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posicion en la que la operacion de fallo puede ser realizada con un mecanismo de operacion de acelerador con el que la valvula de mariposa 10 puede ser accionada manualmente.
Con referencia a la figura 9 y la figura 10 se describira un ejemplo de la configuracion en la que la valvula de mariposa esta provista de un mecanismo de empuje.
La figura 9 es una vista que ilustra una configuracion de la valvula de mariposa 10 y el motor electrico 20 para accionar la valvula de mariposa 10. Cada cuerpo estrangulador 11 tiene una forma cilmdrica, y cada valvula de mariposa 10 esta fijada a un eje de valvula comun 12, que se extiende a traves de todos los cuerpos estranguladores 11. El motor electrico 20 esta colocado con su eje de rotacion paralelo al eje de valvula 12.
La rotacion de un engranaje de accionamiento 40 montado en el eje de giro del motor electrico 20 es transmitida a un engranaje de accionamiento de eje de valvula 43 que esta fijado al eje de valvula 12 mediante un engranaje intermedio grande 41 y un engranaje intermedio pequeno 42, y el eje de valvula 12 es movido en rotacion por el engranaje de accionamiento de eje de valvula 43.
La figura 10 es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lmea X-X en la figura 9. Un muelle 30a esta montado de manera que rodee el eje de valvula 12.
Un extremo del muelle 30a esta enganchado con un pasador 50 dispuesto en el engranaje de accionamiento de eje de valvula 43, y su otro extremo es soportado por una caja 60 o uno de los cuerpos estranguladores 11 (no representados). El muelle 30a empuja el eje de valvula 12 en la direccion de cierre mediante el engranaje de accionamiento de eje de valvula 43.
Dado que el muelle 30a constituido como se ha descrito anteriormente puede estar incorporado en un engranaje reductor para transmitir la rotacion del motor electrico 20 al eje de valvula de la valvula de mariposa, no se necesita un espacio de alojamiento adicional para instalar el muelle 30a. El muelle 30a como el mecanismo de empuje puede servir como un muelle de retorno del engranaje reductor para evitar su holgura. Asf, solamente un muelle puede servir como medio para ejercer una fuerza de empuje y como medio para evitar la holgura.
El mecanismo de operacion de acelerador con el que la valvula de mariposa 10 puede ser accionada manualmente cuando el sistema de control tiene un fallo, puede estar provisto de un mecanismo de empuje.
El mecanismo de operacion de acelerador se representa en el lado izquierdo de la figura 9. Una empunadura de acelerador 44 montada en un manillar de direccion (no representado) esta conectada mediante un cable de acelerador 45 a una polea intermedia 46, que esta conectada a un brazo libre 48 mediante una chapa de articulacion 49.
La figura 11 es una vista en seccion transversal del mecanismo de operacion de acelerador. La operacion rotacional de la empunadura de acelerador 44 es transmitida a la polea intermedia 46 mediante el cable de acelerador 45, y la rotacion de la polea intermedia 46 es transmitida al brazo libre 48 mediante la chapa de articulacion 49. El brazo libre 48 tiene una ranura, y, cuando el brazo libre 48 se gira en la direccion indicada por la flecha, un borde lateral de la ranura presiona un elemento de transmision 47 para girar el eje de valvula 12. La valvula de mariposa 10 se puede girar por ello manualmente.
Como se representa en la figura 11, un muelle 30b esta montado de manera que rodee el eje de giro de la polea intermedia 46.
Un extremo del muelle 30b esta enganchado con un pasador dispuesto en la polea intermedia 46, y el otro extremo es soportado por uno de los cuerpos estranguladores 11. El muelle 30b empuja el eje de valvula 12 en la direccion de cierre mediante el elemento de transmision 47.
Se ha descrito el sistema de control de valvula de mariposa electronica segun la presente invencion. El sistema de control de la presente invencion caracterizado por usar un estado regenerativo de un motor electrico es aplicable a otro mecanismo que tenga un motor electrico como una fuente de potencia.
Un sistema de control para una valvula de mariposa o un embrague movido por un motor electrico se describira en detalle con referencia a las figuras 12 a 19.
La figura 12 representa una configuracion de una motocicleta de dos ruedas. Una motocicleta de dos ruedas 101 tiene un bastidor de carrocena 102 que tiene un tubo delantero 103, un par de carriles de deposito derecho e izquierdo 104 conectados al tubo delantero 103, y un bastidor trasero 105 que se extiende oblicuamente hacia atras de los extremos traseros de los carriles de deposito 104. Un deposito de combustible 106 esta dispuesto en los carriles de deposito 104 y una unidad de motor 107 esta situada debajo de los carriles de deposito 104. Un asiento principal 108 esta dispuesto en una porcion delantera del bastidor trasero 105.
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Una horquilla delantera 109 es soportada pivotantemente por el tubo delantero 103. Un manillar de direccion 110 esta montado en el extremo superior de la horquilla delantera 109, y una rueda delantera 111 se soporta en el extremo inferior de la horquilla delantera 109. Unos brazos traseros 113 son soportados por mensulas de brazo trasero 112 en los extremos inferiores traseros de los carriles de deposito 104 mediante un eje pivotante 114 para movimiento vertical basculante, y una rueda trasera 115 esta dispuesta en los extremos traseros de los brazos traseros 113.
Unas mensulas de estribo 116 se extienden hacia atras de las mensulas de brazo trasero 112, y estribos 117 para soportar los pies del conductor se extienden hacia fuera en la direccion de la anchura del vehnculo desde las mensulas de estribo 116.
La unidad de motor 107, que es un motor de cuatro cilindros en paralelo, de cuatro tiempos, refrigerado por agua, que sirve como una fuente de potencia y que tiene un bloque de cilindro 118 colocado con su eje de cilindro ligeramente inclinado hacia delante y un carter 119 situado debajo del bloque de cilindro 118 y que se extiende en la direccion de la anchura del vehnculo para alojar un ciguenal, esta suspendido del bastidor de carrocena 102 y es soportado por el. Una culata de cilindro 120 y una cubierta de culata 121 estan montadas en una superficie superior del bloque de cilindro 118.
Una caja de transmision (que se denominara a continuacion “transmision”) 122 para alojar un mecanismo de cambio multivelocidad constituido por una caja de engranajes multivelocidad que tiene un eje principal y un eje de accionamiento que se extiende paralelo al ciguenal, esta formada integralmente detras del bloque de cilindro 118. La transmision 122 (seccion de transmision) tiene un embrague (seccion controlada) para conectar y desconectar la transmision de rotacion cuando se cambia la caja de engranajes. El carter 119 esta montado en lados inferiores del bloque de cilindro 118 y la transmision 122.
Un pinon accionado 124 esta montado en un eje 123 por el que la rueda trasera se soporta rotativamente en los extremos traseros de los brazos traseros 113. Una cadena 125 es arrastrada alrededor del pinon accionado 124 y un pinon de accionamiento (no representado) fijado al eje de accionamiento de la unidad de motor 107 y la potencia del motor es transmitida por lo tanto a la rueda trasera 115 mediante la cadena 125.
Un mecanismo de AMT (transmision automatizada) 126 esta situado detras del bloque de cilindro 118 y en la transmision 122. El mecanismo de AMT 126 opera automaticamente el embrague y cambia la caja de engranajes de la transmision 122, e incluye un motor de embrague electrico 127 para operar el embrague y otras partes componentes necesarias para la AMT.
La figura 13 representa un mecanismo de accionamiento de cambio 128. El mecanismo de accionamiento de cambio 128 esta situado en el lado izquierdo del vehnculo de motor de dos ruedas 101 y en la transmision 122, y tiene un mecanismo de articulacion constituido por una varilla 129 y una palanca 130 para operar el mecanismo de cambio multivelocidad en la transmision 122.
La figura 14 representa un motor de embrague electrico 127. El motor de embrague electrico 127 esta situado en el lado derecho del vetnculo de motor de dos ruedas 101 y en la transmision 122.
Un mecanismo de embrague esta constituido por el motor de embrague electrico 127, una varilla 131, y palancas 132a y 132b. Cuando el motor de embrague electrico 127 es movido, la palanca 132a oscila en la direccion vertical en el dibujo, y, por el comportamiento oscilante de la palanca 132a, la varilla 131 es movida en la direccion lateral en el dibujo. Entonces, por el movimiento de la varilla 131, la palanca 132b se hace oscilar en la direccion longitudinal en el dibujo para enganchar o desenganchar el embrague en la transmision 122. El motor de embrague electrico 127, la varilla 131 y las palancas 132a y 132b funcionan como fuentes de accionamiento.
Un conmutador de cambio (no representado), por ejemplo, esta dispuesto en el lado de agarre en una barra de manillar izquierda 133 representada en la figura 12 de modo que el conductor pueda cambiar manualmente hacia arriba o hacia abajo la caja de engranajes de punto muerto a una marcha superior y viceversa. Un conmutador de AMT (no representado) tambien esta dispuesto en el lado de agarre en la barra de manillar izquierda 133 de modo que el conductor pueda conmutar el modo de la operacion de cambio de marcha entre los modos semiautomatico y totalmente automatico.
El cambio del mecanismo de cambio multivelocidad y el embrague se realiza usando el mecanismo de AMT 126 a traves de un cable o un mecanismo hidraulico (no representado).
La figura 15 ilustra un mecanismo estrangulador 140 que esta conectado a orificios de admision de cilindros en la unidad de motor 107.
Cada cuerpo estrangulador 141 tiene una forma cilmdrica, y cada valvula de mariposa 142 tiene una chapa de valvula en forma de disco 142b dispuesta en el cuerpo estrangulador correspondiente 141 y fijada a un eje de valvula comun 142a que se extiende a traves de todos los cuerpos estranguladores 141. Los dos cuerpos
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estranguladores derechos 141 y los dos cuerpos estranguladores izquierdos 141 en la figura 15 estan conectados uno a otro por un saliente de conexion 141d, y un mecanismo de accionamiento electrico 143 esta dispuesto entre los dos cuerpos estranguladores centrales 141.
El mecanismo de accionamiento electrico 143 tiene un motor electrico 143a colocado con su eje de rotacion paralelo al eje de valvula 142a. La rotacion de un engranaje de accionamiento 143b montado en el eje de giro del motor electrico 143a es transmitida a un engranaje de accionamiento de eje de valvula en forma de sector 143e fijado al eje de valvula 142a mediante un engranaje intermedio grande 143c y un engranaje intermedio pequeno 143d. El eje de valvula 142a es movido en rotacion por el engranaje de accionamiento de eje de valvula 143e. El mecanismo de accionamiento electrico 143 se aloja en una caja 143f formada por separado de los cuerpos estranguladores 141.
Un sensor de abertura de valvula de mariposa 144 para detectar la abertura de las valvulas de mariposa 142 esta montado en el extremo derecho del eje de valvula 142a que se extiende hacia fuera. Un saliente en forma de disco 145a de un brazo libre 145 esta montado en el extremo izquierdo del eje de valvula 42a para rotacion relativa.
El brazo libre 145 tiene una porcion de brazo 145b (no representada) conectada a una polea intermedia 147 mediante una chapa de articulacion 146. La polea intermedia 147 esta conectada a una empunadura de acelerador 149 en un manillar de direccion 110 mediante un cable de acelerador 148.
La chapa de articulacion 146, la polea intermedia 147, el cable de acelerador 148 y la empunadura de acelerador 149 constituyen un mecanismo de operacion de acelerador 160 que abre y cierra las valvulas de mariposa 142 manualmente segun el grado en que la empunadura de acelerador 149 es accionada por el conductor. El mecanismo de accionamiento electrico 143 y el mecanismo de operacion de acelerador 160 funcionan como fuentes de accionamiento.
La polea intermedia 147 es soportada fijamente por el extremo izquierdo de un eje intermedio 147a para rotacion conjuntamente con el, y el eje intermedio 147a es soportado rotativamente por un saliente 141c formado en el cuerpo estrangulador izquierdo 141. Un sensor de apertura de empunadura de acelerador 150 para detectar el angulo en que la empunadura de acelerador 149 es accionada, esta montado en el extremo derecho del eje intermedio 147a.
Valvulas de inyeccion de combustible 151 para cada cilindro estan dispuestas debajo de los cuerpos estranguladores 141, y un tubo comun de suministro de combustible 152 esta conectado a secciones de introduccion de combustible de las valvulas de inyeccion de combustible 151.
La figura 16 es un diagrama de bloques que ilustra la configuracion de un sistema de control del vehuculo de motor de dos ruedas 101.
En una unidad de motor 107, el mecanismo estrangulador 140 controla la cantidad de aire de admision a los cilindros y las valvulas de inyeccion de combustible 151 regulan la cantidad de combustible a inyectar a los cilindros para controlar la potencia de salida. En el mecanismo estrangulador 140, el eje de valvula 142a se hace girar por la fuerza de accionamiento del motor electrico 143a en el mecanismo de accionamiento electrico 143 y las valvulas de mariposa 142 se abren y cierran. El sensor de abertura de valvula de mariposa 144 detecta la abertura de las valvulas de mariposa 142 y envfa una senal de deteccion de abertura de estrangulador a una unidad de control 200.
El motor electrico 143a en el mecanismo de accionamiento electrico 143 genera una fuerza de accionamiento para girar el eje de valvula 142a en el mecanismo estrangulador 140 mediante el engranaje de accionamiento 143b, el engranaje intermedio grande 143c y el engranaje intermedio pequeno 143d segun una senal de accionamiento de acelerador introducida desde la unidad de control 200. El mecanismo de operacion de estrangulador160 abre o cierra manualmente las valvulas de mariposa 142 segun el grado en que la empunadura de acelerador 149 es accionada por el conductor cuando se interrumpe la fuerza de accionamiento del mecanismo de accionamiento electrico 143.
El embrague 170 es conmutado por la fuerza de accionamiento del motor de embrague electrico 127 para conectar o desconectar la transferencia de potencia desde la unidad de motor 107 a la transmision 122. El embrague 170 tiene un muelle de embrague, una chapa de embrague y una chapa de rozamiento (que no se representan).
Para conectar el embrague 170, la fuerza de accionamiento del motor de embrague electrico 127 es controlada de modo que la chapa de embrague y la chapa de rozamiento sean empujadas gradualmente en la direccion de acoplamiento al eje de accionamiento (no representado) por la fuerza de presion del muelle de embrague de modo que se pueda transmitir gradualmente potencia desde la unidad de motor 107 a la transmision 122. Para desconectar el embrague 170, la fuerza de presion del muelle de embrague es liberada por la fuerza de accionamiento del motor de embrague electrico 127 para mover la chapa de embrague y la chapa de rozamiento en la direccion de alejamiento del eje de accionamiento de modo que la transmision de potencia desde la unidad de motor 107 a la transmision 122 se pueda interrumpir.
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La fuerza de accionamiento del motor de embrague electrico 127 es controlada por una senal de conmutacion de embrague introducida desde una unidad de control 200, y la conexion y desconexion del embrague 170 son controladas por la fuerza de accionamiento. Un sensor de embrague 201 detecta la condicion operativa del embrague 170 y envfa una senal de deteccion de posicion de embrague a la unidad de control 200. El muelle de embrague y el motor de embrague electrico 127 funcionan como fuentes de accionamiento.
Un sensor de velocidad del vetnculo 203 detecta la velocidad rotacional de una rueda trasera 115 y envfa una senal de velocidad del vetnculo correspondiente a la velocidad rotacional a la unidad de control 200. El sensor de apertura de empunadura de acelerador 150 detecta el angulo a traves del que la empunadura de acelerador 149 es accionada y envfa una senal de deteccion de angulo de operacion del acelerador a la unidad de control 200. Un conmutador de cambio 205 envfa una senal de cambio de posicion a la unidad de control 200 en respuesta a la operacion manual del conductor.
La figura 17 es un diagrama de bloques de la unidad de control 200. La unidad de control 200 esta constituida por una pluralidad de circuitos de entrada 301 a 304, una CPU 305, una pluralidad de circuitos de accionamiento 306 y 307, una pluralidad de circuitos de supervision de salida 308 y 309, y una pluralidad de circuitos de interrupcion de potencia de motor 310 y 311.
El circuito de entrada 301 envfa a la CPU 305 una senal de deteccion de abertura de estrangulador introducida desde el sensor de abertura de valvula de mariposa 144. El circuito de entrada 302 envfa a la CPU 305 una senal de deteccion de angulo de operacion del acelerador introducida desde el sensor de apertura de empunadura de acelerador 150. El circuito de entrada 303 envfa a la CPU 305 una senal de cambio de posicion introducida desde el conmutador de cambio 205. El circuito de entrada 304 envfa a la CPU 305 una senal de deteccion de posicion de embrague introducida desde el sensor de posicion de embrague 201.
La CPU 305 envfa senales de control para controlar la operacion del motor electrico 143a en el mecanismo de accionamiento electrico 143 y el motor de embrague electrico 127 a los circuitos de accionamiento 306 y 307, respectivamente, en base a las senales introducidas desde los circuitos de entrada 301 a 304.
La CPU 305 tiene la funcion de supervisar su propio estado operativo y de detectar su operacion anormal.
Al detectar operacion anormal, la CPU 305 envfa senales de interrupcion a los circuitos de interrupcion de potencia de motor 310 y 311 y envfa a los circuitos de accionamiento 306 y 307 senales de conmutacion de modo para cambiar los motores electricos 127 y 143a a un modo de freno.
La CPU 305 tambien tiene la funcion de detectar una anomalfa de los sensores 144, 150 y 201 y el conmutador 205 en base a las senales introducidas desde los circuitos de entrada 301 a 304.
Al detectar una anomalfa de cualquiera de ellos, la CPU 305 envfa senales de anomalfa a los circuitos de interrupcion de potencia de motor 310 y 311 y envfa a los circuitos de accionamiento 306 y 307 senales de conmutacion de modo para cambiar los motores electricos 127 y 143a a un modo de freno.
La CPU 305 tambien tiene la funcion de detectar una anomalfa de los circuitos de accionamiento 306 y 307 y los motores electricos 143a y 127 en base a las senales introducidas desde los circuitos de supervision de salida 308 y 309.
Al detectar una anomalfa de cualquiera de ellos, la CPU 305 envfa senales de conmutacion de modo a los circuitos de accionamiento 306 y 307.
Cada uno de los circuitos de accionamiento 306 y 307 es un circuito puente H que tiene cuatro transistores FET1 a FET4 (vease la figura 4). Cuando los circuitos de accionamiento 306 y 307 y los motores electricos estan en el modo de rotacion hacia delante, los transistores FET1 y FET4 estan encendidos y los transistores FET2 y FET3 estan apagados, y fluye una corriente como se representa en la figura 4 (a). Cuando los circuitos de accionamiento 306 y 307 y los motores electricos estan en el modo de rotacion inversa, los transistores FET2 y FET3 estan encendidos y los transistores FET1 y FET4 estan apagados, y fluye una corriente como se representa en la figura 4(b).
Cuando los circuitos de accionamiento 306 y 307 y los motores electricos estan en el modo de freno, los transistores FET1 y FET2 estan encendidos y los transistores FET3 y FET4 estan apagados, y fluye una corriente como se representa en la figura 4 (c). Entonces, los motores electricos 127 y 143a sirven como generadores electricos.
Entonces se genera una fuerza contraelectromotriz y se produce una corriente en la direccion opuesta. La corriente genera un par en una direccion opuesta a la direccion de giro de los motores electricos 127 y 143a y sirve como freno.
Los circuitos de accionamiento 306 y 307 controlan el encendido y el apagado de los transistores FET1 a FET4 en base a una senal de control introducida desde la CPU 305 para controlar la rotacion hacia delante y hacia atras de
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los motores electricos 127 y 143a, respectivamente. Los circuitos de accionamiento 306 y 307 controlan el encendido y el apagado de los transistores FET1 a FET4 en base a una senal de conmutacion de modo introducida desde la CPU 305 para controlar la operacion de frenado de los motores electricos 127 y 143a, respectivamente.
Los circuitos de supervision de salida 308 y 309 detectan la corriente de accionamiento que fluye entre los circuitos de accionamiento 306 y 307 y los motores electricos 127 y 143a, respectivamente, y envfan una senal de corriente de accionamiento a la CPU 305.
Los circuitos de interrupcion de potencia de motor 310 y 311 suministran potencia desde fuentes de potencia de motor a los circuitos de accionamiento 306 y 307, respectivamente.
Al recibir una senal de anomalfa de la CPU 305, los circuitos de interrupcion de potencia de motor 310 y 311 cortan el suministro de potencia desde las fuentes de potencia de motor a los circuitos de accionamiento 306 y 307. El sensor de abertura de valvula de mariposa 144, el sensor de apertura de empunadura de acelerador 150, el sensor de embrague 201 y el sensor de velocidad del vetnculo 203 sirven como secciones de deteccion para detectar las condiciones operativas del vetnculo.
Se describira la operacion de control en el vetnculo de motor de dos ruedas 101 en tiempos normales.
En el vetnculo de motor de dos ruedas 101, cuando el conductor acciona la empunadura de acelerador 149, el angulo a traves del que opera la empunadura de acelerador 149 es detectado por el sensor de apertura de empunadura de acelerador 150 y se introduce una senal de deteccion de angulo de operacion del acelerador a la CPU 305 en la unidad de control 200. La abertura de las valvulas de mariposa 142 es detectada por el sensor de abertura de valvula de mariposa 144, y una senal de deteccion de abertura de estrangulador es introducida a la CPU 305 en la unidad de control 200.
La CPU 305 envfa una senal de control para controlar la operacion del motor electrico 143a en el mecanismo de accionamiento electrico 143 al circuito de accionamiento 308 en base a la senal de deteccion de angulo de operacion del acelerador introducida desde el sensor de apertura de empunadura de acelerador 150 y la senal de deteccion de abertura de estrangulador introducida desde el sensor de abertura de valvula de mariposa 144.
El circuito de accionamiento 306 controla el encendido y el apagado de los transistores FET1 a FET4 en base a la senal de control introducida desde la CPU 305 para girar el motor electrico 143a en la direccion hacia delante o hacia atras de modo que las valvulas electricas 142 se puedan abrir o cerrar a una posicion de abertura deseada.
En el vetnculo de motor de dos ruedas 101, cuando el conductor opera el conmutador de cambio 205, una senal de cambio de posicion es introducida a la CPU 305 en la unidad de control 200. La condicion operativa del embrague 170 es detectada por el sensor de embrague 201 y una senal de deteccion de posicion de embrague es introducida a la CPU 305 en la unidad de control 200.
La CPU 305 envfa una senal de control para controlar la operacion del embrague 170 al circuito de accionamiento 307 en base a la senal de cambio de posicion introducida desde el conmutador de cambio 205 y la senal de deteccion de posicion de embrague introducida desde el sensor de embrague 201.
El circuito de accionamiento 307 controla el encendido y el apagado de los transistores FET1 a FET4 en base a la senal de control introducida desde la CPU 305 para girar el motor de embrague electrico 127 en la direccion hacia delante o hacia atras con el fin de controlar la conexion y la desconexion del embrague 170. Para conectar el embrague 170, el circuito de accionamiento 307 controla la fuerza de accionamiento del motor de embrague electrico 127 de modo que la chapa de embrague y la chapa de rozamiento puedan ser empujadas gradualmente en la direccion de acoplamiento al eje de accionamiento (no representado) por la fuerza de presion del muelle de embrague y la potencia puede ser transmitida gradualmente desde la unidad de motor 107 a la transmision 122.
Para desconectar el embrague 170, el circuito de accionamiento 307 libera la fuerza de presion del muelle de embrague con la fuerza de accionamiento del motor de embrague electrico 127 para mover la chapa de embrague y la chapa de rozamiento en la direccion de alejamiento del eje de accionamiento de modo que la transmision de potencia de la unidad de motor 107 a la transmision 122 se pueda interrumpir.
Se describira la operacion de control en el vetnculo de motor de dos ruedas 101 al tiempo en que la CPU 305 tiene un fallo.
Al detectar una anomalfa en la operacion, la CPU 305 envfa senales de interrupcion a los circuitos de interrupcion de potencia de motor 310 y 311 y envfa senales de conmutacion de modo a los circuitos de accionamiento 306 y 307. Al recibir las senales de interrupcion de la CPU 305, los circuitos de interrupcion de potencia de motor 310 y 311 cortan el suministro de potencia de las fuentes de potencia de motor 1 y 2 a los circuitos de accionamiento 306 y 307.
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Cuando los circuitos de interrupcion de potencia de motor 310 y 311 cortan el suministro de potencia de las fuentes de potencia de motor y los circuitos de accionamiento 306 y 307 reciben las senales de conmutacion de modo de la CPU 305, los transistores FET1 y FET2 se encienden y los transistores FET3 y FET4 se apagan como se representa en la figura 4(c) para cambiar los circuitos de accionamiento 306 y 307 al modo de freno con el fin de evitar la rotacion rapida de los motores electricos 127 y 143a.
Asf, cuando la CPU 305 detecta una anomalfa, los circuitos de interrupcion de potencia de motor 310 y 311 cortan el suministro de potencia de las fuentes de potencia de motor y los circuitos de accionamiento 306 y 307 se cambian al modo de freno. Asf, el motor de embrague electrico 127 y el motor electrico 143a en el mecanismo de accionamiento electrico 134 sirven como generador electrico.
En cada motor electrico, dado que se genera una fuerza contraelectromotriz y se produce una corriente en la direccion opuesta, se genera un par en la direccion opuesta a la direccion de giro del motor electrico y sirve como freno.
Entonces, el motor de embrague electrico 127 se cambia al modo de freno y se evita una accion brusca del embrague 170. Ademas, el motor electrico 143a se cambia al modo de freno y se evita una accion brusca de las valvulas de mariposa 142. Despues de ello, el conductor puede abrir o cerrar manualmente la valvula de mariposa 142 accionando la empunadura de acelerador 149.
Como se ha descrito anteriormente, cuando la CPU 305 detecta una anomalfa, se puede evitar una rotacion rapida de los motores electricos 127 y 143a para evitar las acciones rapidas del embrague 170 y las valvulas de mariposa 142.
Asf, es posible evitar un cambio repentino en el comportamiento del vetnculo de motor de dos ruedas 101 y un cambio en la operabilidad con respecto al conductor.
Se describira la operacion de control en el vetnculo de motor de dos ruedas 101 al tiempo en que alguno de los sensores 144, 150 y 201 y el conmutador 205 tiene un fallo.
Al detectar una anomalfa en una senal de deteccion de abertura de estrangulador o senal de deteccion de angulo de operacion del acelerador introducida desde el circuito de entrada 301 o 302, la CPU 305 determina que el sensor de abertura de valvula de mariposa 144 o el sensor de apertura de empunadura de acelerador 150 tiene un fallo y envfa una senal de interrupcion al circuito de interrupcion de potencia de motor 310 y una senal de conmutacion de modo al circuito de accionamiento 306. Al recibir la senal de interrupcion de la CPU 305, el circuito de interrupcion de potencia de motor 310 corta el suministro de potencia de la fuente de potencia de motor al circuito de accionamiento 306.
Cuando el circuito de interrupcion de potencia de motor 310 corta el suministro de potencia de la fuente de potencia de motor y el circuito de accionamiento 306 recibe la senal de conmutacion de modo de la CPU 305, los transistores FET1 y FET2 se encienden y los transistores FET3 y FET4 se apagan como se representa en la figura 4(c) para cambiar el circuito de accionamiento 306 al modo de freno con el fin de evitar la rotacion rapida del motor electrico 143a.
Asf, cuando el sensor de abertura de valvula de mariposa 144 o el sensor de apertura de empunadura de acelerador 150 tiene un fallo, el circuito de interrupcion de potencia de motor 310 corta el suministro de potencia de la fuente de potencia de motor y el circuito de accionamiento 306 se cambia al modo de freno. Entonces, el motor electrico 143a en el mecanismo de accionamiento electronico 143 sirve como un generador electrico, y se genera una fuerza contraelectromotriz y se produce una corriente en la direccion opuesta.
Por la corriente se genera un par en una direccion opuesta a la direccion de giro del motor electrico 143a y sirve como un freno.
Como resultado, cuando el sensor de abertura de valvula de mariposa 144 o el sensor de apertura de empunadura de acelerador 150 tiene un fallo, se puede evitar la rotacion rapida del motor electrico 143a para evitar una accion brusca de la valvula de mariposa 142, y se puede evitar un cambio repentino en el comportamiento del vetnculo de motor de dos ruedas 101.
Como resultado, el conductor no siente incomodidad ni un cambio en la operabilidad.
Al detectar una anomalfa en una senal de deteccion de posicion de embrague introducida desde el circuito de entrada 304, la CPU 305 determina que el sensor de embrague 201 tiene un fallo y envfa una senal de interrupcion al circuito de interrupcion de potencia de motor 311 y envfa una senal de conmutacion de modo al circuito de accionamiento 307. Al recibir la senal de interrupcion de la CPU 305, el circuito de interrupcion de potencia de motor 311 corta el suministro de potencia de la fuente de potencia de motor al circuito de accionamiento 307.
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Cuando el circuito de interrupcion de potencia de motor 311 corta el suministro de potencia de la fuente de potencia de motor y el circuito de accionamiento 307 recibe la senal de conmutacion de modo de la CPU 305, los transistores FET1 y FET2 se encienden y los transistores FET3 y FET4 se apagan como se representa en la figura 4(c) para cambiar el circuito de accionamiento 307 al modo de freno con el fin de evitar la rotacion rapida del motor de embrague electrico 127.
Asf, cuando el sensor de embrague 201 tiene un fallo, el circuito de interrupcion de potencia de motor 311 corta el suministro de potencia de la fuente de potencia de motor y el circuito de accionamiento 307 se cambia al modo de freno. Entonces, el motor de embrague electrico 127 sirve como un generador electrico, y se genera una fuerza contraelectromotriz y se produce una corriente en la direccion opuesta.
Por la corriente se genera un par en una direccion opuesta a la direccion de giro del motor de embrague electrico 127 y sirve como un freno.
Como resultado, cuando el sensor de embrague 201 tiene un fallo, se puede evitar la rotacion rapida del motor de embrague electrico 127 para evitar una accion brusca del embrague 170, y se puede evitar un cambio repentino en el comportamiento del vehnculo de motor de dos ruedas 101. Como resultado, el conductor no siente incomodidad ni cambio en la operabilidad.
Al detectar una anomalfa en una senal de cambio de posicion de deteccion introducida desde el circuito de entrada 303, la CPU 305 determina que el conmutador de cambio 205 tiene un fallo y envfa una senal de interrupcion al circuito de interrupcion de potencia de motor 311 y envfa una senal de conmutacion de modo al circuito de accionamiento 307. Al recibir la senal de interrupcion de la CPU 305, el circuito de interrupcion de potencia de motor 311 corta el suministro de potencia de la fuente de potencia de motor al circuito de accionamiento 307.
Como se ha descrito previamente, en el vetnculo de motor de dos ruedas 101, cuando alguno de los sensores 144, 150 y 201 y el conmutador 205 tiene un fallo, se interrumpe el suministro de potencia de las fuentes de potencia de motor a los circuitos de accionamiento 306 y 307 para mover los motores electricos 143a y 127 y entonces los motores electricos 143a y 127 son desplazados al modo de freno por los circuitos de accionamiento 306 y 307.
Asf, cuando el sistema de control tiene un fallo, se puede evitar una accion brusca de la valvula de mariposa o el embrague producido por rotacion rapida de los motores electricos y se puede evitar un cambio repentino en el comportamiento del vetnculo de dos ruedas.
Como resultado, el conductor no siente incomodidad ni un cambio en la operabilidad. Ademas, no hay que proporcionar un mecanismo adicional en el sistema de accionamiento o un circuito adicional en el sistema de control, la funcion anterior se puede lograr a bajo costo.
Aunque se facilita una pluralidad de circuitos de accionamiento para los motores electricos en la unidad de control 200 como se representa en la figura 17, la presente invencion no se limita a dicha configuracion. Por ejemplo, el circuito de accionamiento 306 para el motor electrico 143a esta dispuesto en la unidad de control 200 como se representa en la figura 18, y se puede facilitar otra unidad de control que tenga la misma configuracion para el motor electrico 127.
En el ejemplo anterior, dado que cada circuito de accionamiento esta constituido por un circuito puente H que tiene transistores FET1 a FET4, un fallo de alguno de los transistores FET1 a FET4 puede dificultar el cambio al modo de freno. Asf, un circuito de rele 400 para operacion de frenado puede estar conectado al circuito puente H como se representa en la figura 19.
En este caso, en caso de fallo, el motor electrico se puede cambiar fiablemente al modo de freno cortando el suministro de potencia de la fuente de potencia de motor al circuito de accionamiento y activando el circuito de rele 400. Como resultado, la fiabilidad de la operacion de frenado se puede mejorar. Un dispositivo para uso en el circuito de rele 400 no se limita a un conmutador de rele. Se puede usar un dispositivo semiconductor capaz de operacion de conmutacion.
Aunque la presente invencion se aplica a un vetnculo que tiene una unidad de motor como una fuente de potencia en el ejemplo anterior, esta invencion no se limita a el. La presente invencion se puede aplicar a un vetnculo que tenga un motor electrico, por ejemplo, como una fuente de potencia. Ademas, aunque el mecanismo estrangulador tiene el mecanismo de accionamiento electrico 143 y el mecanismo de operacion de acelerador 160 como fuentes de accionamiento, el muelle para empujar las valvulas de mariposa puede ser usado como una fuente de accionamiento.
Aunque en el ejemplo anterior se ha descrito el caso en el que alguno de los sensores 144 y 150, etc, del sistema de control de valvula de mariposa electronica tiene un fallo, la presente invencion no se limita a el.
El sistema de control de la presente invencion puede reaccionar a cualquier fallo en el sistema de control de valvula de mariposa electronica.
Aunque la presente invencion se ha descrito en sus realizaciones preferidas, la descripcion no tiene la finalidad de 5 ser una limitacion, y se ha de entender que se puede hacer varias modificaciones. El vehnculo de motor de dos ruedas en las realizaciones significa una motocicleta, incluyendo cada bicicleta con motor y moto scooter, y, mas en concreto, es un vehfculo que se puede girar basculando la carrocena de vehnculo. Asf, un vehfculo, equipado con dos o mas ruedas delanteras y/o dos o mas ruedas traseras, es decir, que tiene tres o cuatro (o mas) ruedas en total, tambien queda incluido en “vehnculo de motor de dos ruedas”.
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Aplicabilidad industrial
Segun la presente invencion se puede facilitar un sistema de control de valvula de mariposa electronica que no necesita espacio de alojamiento adicional y puede evitar la rotacion rapida de una valvula de mariposa cuando el 15 sistema de control tiene un fallo.

Claims (16)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema de control para controlar un dispositivo de valvula de mariposa (10; 142) para regular la cantidad de aire de admision a un motor de combustion interna, y/o para controlar un dispositivo de embrague (170), siendo movidos dicha valvula de mariposa (10; 142) y/o dicho embrague por un motor electrico respectivo (20; 143a; 127), donde dicho sistema de control incluye una seccion de control (21; 200) que tiene un circuito de accionamiento (306; 307) para controlar el motor electrico (20; 143a; 127), estando configurada dicha seccion de control (21, 200) para cambiar el motor electrico (20, 143a) a un modo regenerativo para controlar la rotacion de la valvula de mariposa (10, 142) y/o el embrague (170) cuando el sistema de control tiene un fallo, donde un medio de conmutacion esta conectado al circuito de accionamiento (306; 307) para conmutar el motor electrico respectivo (20; 143a, 127) al modo regenerativo.
  2. 2. Sistema de control segun la reivindicacion 1, donde el circuito de accionamiento (306; 307) es un circuito puente H.
  3. 3. Sistema de control segun la reivindicacion 1 o 2, donde el motor electrico (20; 143a; 127) para accionar la valvula de mariposa (10; 142) o el embrague se usa como un medio amortiguador sirviendo como un generador electrico.
  4. 4. Sistema de control segun una de las reivindicaciones 1 a 3, donde la valvula de mariposa (10; 142) se mantiene en la posicion de abertura donde esta cuando el sistema de control tiene un fallo.
  5. 5. Sistema de control segun una de las reivindicaciones 1 a 4, donde la valvula de mariposa (10) controla la cantidad de aire de admision al motor de combustion interna, el motor electrico (20) mueve la valvula de mariposa (10), y la seccion de control (21) controla el motor electrico (20), donde la valvula de mariposa (10; 142) tiene un mecanismo de empuje (30) para empujar la valvula de mariposa (10) en la direccion de cierre, y donde la seccion de control (21) cambia el motor electrico (20) al modo regenerativo para controlar la velocidad a la que la valvula de mariposa (10) se hace girar en la direccion de cierre por la fuerza de empuje del mecanismo de empuje (30) cuando el sistema de control tiene un fallo.
  6. 6. Sistema de control segun la reivindicacion 5, donde la valvula de mariposa (10) se hace girar en la direccion de cierre por la fuerza de empuje de los mecanismos de empuje (30) y luego se mantiene en una posicion de abertura predeterminada cuando el sistema de control tiene un fallo.
  7. 7. Sistema de control segun una de las reivindicaciones 1 a 4, donde la valvula de mariposa (10) controla la cantidad de aire de admision al motor de combustion interna, el motor electrico (20) mueve la valvula de mariposa (10), y la seccion de control (21) controla el motor electrico (20), donde la valvula de mariposa (10) tiene un primer mecanismo de empuje (30) para empujar la valvula de mariposa (10) en la direccion de cierre, y un segundo mecanismo de empuje (31) para empujar la valvula de mariposa (10) en la direccion de apertura, y donde la seccion de control (21) cambia el motor electrico (20) al modo regenerativo para controlar la velocidad a la que la valvula de mariposa (10) se gira en la direccion de cierre por la fuerza de empuje relativa de los mecanismos de empuje primero y segundo (30; 31) cuando el sistema de control tiene un fallo.
  8. 8. Sistema de control segun la reivindicacion 7, donde la valvula de mariposa (10) se gira en la direccion de cierre o apertura por la fuerza de empuje relativa de los mecanismos de empuje primero y segundo (30; 31) y luego se mantiene en una posicion de abertura predeterminada cuando el sistema de control tiene un fallo.
  9. 9. Sistema de control segun una de las reivindicaciones 6 a 8, donde el motor de combustion interna se mantiene en un estado tal que la operacion de fallo pueda ser realizada cuando la valvula de mariposa (10) se mantenga en la posicion de abertura predeterminada.
  10. 10. Sistema de control segun una de las reivindicaciones 1 a 9, donde la seccion de control (21; 200) corta la potencia de un suministro de potencia al motor electrico (20; 143a; 127) y luego cambia el motor electrico (20; 143a; 127) al modo regenerativo.
  11. 11. Sistema de control segun una de las reivindicaciones 1 a 10, donde el mecanismo de empuje (30; 31) esta constituido por un mecanismo que tiene un muelle.
  12. 12. Sistema de control segun una de las reivindicaciones 1 a 11, para controlar una valvula de mariposa electrica (10; 142) incluyendo ademas un mecanismo de operacion de acelerador para uso al mover manualmente la valvula de mariposa (10; 142) de modo que la valvula de mariposa (10, 142) se pueda girar en la direccion de cierre cuando el sistema de control tenga un fallo.
  13. 13. Sistema de control segun una de las reivindicaciones 1 a 12, donde el motor electrico (20, 143a, 127) se cambia al modo regenerativo cuando un suministro electrico de potencia no tiene fallo y cuando el sistema de control tiene un fallo.
  14. 14. Sistema de control segun una de las reivindicaciones 1 a 13, donde cuando el motor electrico (20) se cambia al modo regenerativo, el suministro de potencia conectado al motor electrico (20) se corta.
  15. 15. Metodo para controlar una valvula de mariposa (10; 142) para regular la cantidad de aire de admision a un motor 5 de combustion interna, y/o para controlar un dispositivo de embrague (170), siendo movidos dicha valvula de
    mariposa (10; 142) y/o dicho embrague por un motor electrico respectivo (20; 143a, 127), donde, cuando tiene lugar un fallo del sistema de valvula de mariposa (10; 142) y/o el sistema de embrague, el motor electrico (20; 143a; 127) se cambia a un modo regenerativo para controlar la rotacion de la valvula de mariposa (10; 142) o el movimiento del embrague operando un circuito de accionamiento (306, 307) o un medio de conmutacion conectado a el.
    10
  16. 16. Vehfculo de motor de dos ruedas provisto del sistema de control segun una de las reivindicaciones 1 a 14.
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