ES2228615T3 - Procedimiento de medicion de la presion del carburante en un tren de inyeccion de un motor de combustion interna. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de cálculo de la presión de carburante reinante en un inyector electromagnético (6i) de dicho carburante en uno de los cilindros de un motor de combustión interna de inyección directa, alimentándose con carburante los inyectores (6i) asociados a dichos cilindros mediante un conducto (7) de alimentación común, y calculándose y controlándose su tiempo (Ti) de apertura mediante un ordenador (9), caracterizado porque: a) se detecta un solapamiento eventual de los tiempos de apertura de, al menos, dos de los inyectores (6i) citados, b) si no se produce un solapamiento de este tipo, se registra la presión del carburante en el conducto (7) fuera del tiempo de apertura del inyector considerado, c) si se produce un solapamiento de este tipo, se registra la presión del carburante a la apertura del inyector considerado, y d) se corrige la medición registrada en función de una variación predeterminada de la presión de carburante provocada por la apertura del inyector o de los inyectores (6i), a fin de obtener el valor de la presión de carburante reinante en el inyector (6i).

Description

Procedimiento de medición de la presión del carburante en un tren de inyección de un motor de combustión interna.

La presente invención se refiere a un procedimiento de medición de la presión de carburante reinante en un inyector electromagnético de este carburante de uno de los cilindros de un motor de combustión interna, de inyección directa, alimentándose con carburante los inyectores asociados a dichos cilindros mediante un conducto de alimentación común, y calculándose y controlándose su tiempo de apertura mediante un ordenador.

Se ha representado en la figura 1 de los dibujos adjuntos un dispositivo de alimentación con carburante para un motor de combustión interna, de inyección directa, de un tipo conocido, que comprende un depósito 1 de carburante, una bomba 2 alimentada por medio del depósito 1 y asociada con un regulador 3 de presión a fin de entregar carburante a una segunda bomba 5, a través de un filtro 4, llevándose el carburante entregado por la bomba 2 a un primer nivel de presión superior a la presión atmosférica, pero relativamente bajo, de donde procede la denominación de "bomba de baja presión" asignada a la bomba 2. La segunda bomba 5 aumenta adicionalmente la presión del carburante hasta un segundo nivel, superior al primero, que sea apropiado para la alimentación de los inyectores 6_{1}, 6_{2}, 6_{3}, 6_{4} de carburante montados en un conducto 7 de alimentación con carburante de los cilindros de un motor de combustión interna de inyección directa (no representado).

La presión del carburante entregado por la bomba 5, denominada "bomba de alta presión", se fija por medio de un regulador electromecánico 8, tal como una electroválvula controlada merced a un ordenador 9. En este último caso, un sensor 10 transmite al ordenador 9 una señal representativa de la presión del carburante contenido en el conducto 7, a fin de permitir que el ordenador asegure la regulación de la presión del carburante en este conducto al nivel predeterminado requerido. De manera habitual, el ordenador 9 está constituido por el ordenador de gestión del funcionamiento del motor, que controla, entre otras cosas, los inyectores 6_{i} (variando i de 1 a 4 en el ejemplo representado) y, en particular, el tiempo de apertura de los mismos.

El carburante no gastado por los inyectores 6_{i} es reenviado al depósito a través de un conducto 11, 12 puesto a presión atmosférica.

La cantidad de carburante que debe ser inyectada por un inyector particular en el cilindro asociado del motor se calcula mediante el ordenador 9 en función de un cierto número de parámetros conocidos. El ordenador determina, también, el tiempo de apertura del inyector apropiado para asegurar la entrada al cilindro de una cantidad predeterminada de carburante. Este tiempo de apertura es función de esta cantidad pero, también, de la presión de carburante reinante en el conducto 7, cuya presión fluctúa en el tiempo a pesar de la presencia del regulador 8.

Como se ha mostrado en lo que antecede, dicho regulador puede estar constituido por una electroválvula controlada por el ordenador 9, a fin de establecer una fuga discontinua de carburante adecuada para asegurar la regulación de la presión de carburante a un nivel predeterminado.

Cada vez que uno de los inyectores 6_{i} se abra para introducir carburante en el cilindro asociado, esta apertura genera, en el conducto 7, una segunda fuga de carburante cuyas consecuencias se muestran en la figura 2. En esta figura, se ha representado en 6_{i} el cronograma de apertura del inyector 6_{i} considerado, durante un tiempo T_{i}, y en P, el gráfico de la presión P de carburante en el conducto, observada durante la apertura de este inyector y en torno a dicha apertura. Tal como se muestra, después del instante t_{0} de apertura del inyector, la presión P del conducto cae debido a la fuga de carburante generada de ese modo, y ello, eventualmente, hasta el instante t_{f}= t_{0} + T_{i} de cierre del inyector, restableciéndose la presión a su nivel estable anterior únicamente después de un intervalo de tiempo suplementario.

Con objeto de tener en cuenta esta caída de presión, en la patente francesa nº 2 715 440, a nombre de la solicitante, se propone medir, de modo continuo, la presión reinante en un inyector de carburante durante el tiempo de apertura del mismo, de manera que el ordenador pueda deducir a partir de ello, mediante integración, la cantidad de carburante realmente inyectada en los cilindros durante dicha apertura del inyector, y controlar el cierre de éste cuando se alcance la cantidad de carburante a introducir.

Pero este procedimiento exige que, de manera continua, se lleve a la práctica una medición de la presión de carburante en el conducto o, al menos, que esta medición se realice con una frecuencia de muestreo muy elevada, compatible con el tiempo de apertura muy corto de los inyectores (algunos ms).

Además, la apertura de un inyector electromagnético requiere una corriente eléctrica de gran intensidad, generadora de grandes perturbaciones electromagnéticas que pueden falsear la señal de medición emitida por el sensor 10 de presión durante esta apertura.

La presente invención tiene por objeto proporcionar un procedimiento que permita medir con una buena precisión la presión de carburante reinante en un inyector de este carburante de un motor de combustión interna de inyección directa, no presentando este procedimiento los inconvenientes de los procedimientos conocidos de la técnica anterior mencionados en lo que antecede.

En particular, la presente invención tiene por objeto proporcionar un procedimiento de este tipo que permita el empleo de una medición de presión con frecuencia de muestreo habitual, y que sea resistente a las perturbaciones electromagnéticas que se produzcan en el entorno del sensor de presión utilizado.

Se logra este objeto de la invención, así como otros que se manifestarán a partir de la lectura de la descripción que sigue, mediante un procedimiento de medición de la presión de carburante reinante en un inyector electromagnético de este carburante de uno de los cilindros de un motor de combustión interna de inyección directa, alimentándose con carburante los inyectores asociados a dichos cilindros por medio de un conducto de alimentación común y calculándose y controlándose su tiempo de apertura mediante un ordenador, caracterizándose este procedimiento porque a) se detecta un solapamiento eventual de los tiempos de apertura de, al menos, dos de dichos inyectores, b) si no se produce un solapamiento de este tipo, se registra la presión del carburante en el conducto fuera del tiempo de apertura del inyector considerado, c) si se produce un solapamiento de este tipo, se registra la presión del carburante a la apertura del inyector considerado, y d) se corrige la medición registrada en función de una variación predeterminada de la presión de carburante provocada por la apertura del inyector o de los inyectores.

Como se verá con detalle más adelante, este procedimiento permite, a partir de una medición de presión fiable, puesto que no está perturbada, conocer con precisión la presión media reinante en un inyector de carburante cuando éste entregue carburante. En ese caso, se puede regular con precisión el tiempo apropiado de apertura del inyector con objeto de hacerle entregar una cantidad de carburante determinada por el ordenador.

Según otra característica del procedimiento según la invención, en la etapa d) anteriormente mencionada, se aplica, a la medición registrada, un decremento que es función de la presión medida y/o de una estimación del tiempo de apertura del inyector.

Según otra característica de este procedimiento, cuando se pone en práctica para calcular el tiempo de apertura de los inyectores del motor, se aplica, al tiempo de apertura calculado sobre la base de la presión registrada, un incremento que es función del tiempo de apertura calculado y de la presión de carburante registrada.

Otras características y ventajas de la presente invención se manifestarán a partir de la lectura de la descripción que sigue y del examen de los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es un esquema de un dispositivo de alimentación con carburante para un motor de combustión interna, de inyección directa, descrito en el preámbulo de la presente descripción y apropiado para la puesta en práctica del procedimiento según la invención, y

- las figuras 2 y 3 son gráficos que muestran este procedimiento.

A título de ejemplo solamente ilustrativo, y no limitativo, la invención se describirá en relación con su aplicación para el control de un motor de combustión interna de inyección directa, que cuente con cuatro cilindros alimentados, respectivamente, mediante los inyectores 6_{1}, 6_{2}, 6_{3} y 6_{4}.

Según la presente invención, se distinguen dos situaciones según que, durante la apertura de uno de estos inyectores, sólo esté abierto ese inyector o que, por el contrario, esté abierto, también, al menos otro de los inyectores.

La primera situación se muestra en la figura 2, ya descrita parcialmente en el preámbulo de la presente memoria, y se encuentra, por ejemplo, cuando el régimen del motor sea bajo o medio y la carga del motor baja o moderada. En ese caso, el tiempo T_{i} de inyección es corto, y la presión del carburante, que varía a la baja a la apertura del inyector, no puede restablecerse antes de su cierre por la acción del regulador 8.

Como se ha visto en lo que antecede, el sensor 10 transmite al ordenador (9) una señal eléctrica que contiene una medición de la presión de carburante en el conducto 7. Pero, durante la apertura del inyector 6_{i} considerado, controlada, habitualmente, merced a la aplicación de una corriente de intensidad elevada en una bobina, el intenso campo electromagnético que se produce puede perturbar la señal eléctrica relativamente débil emitida por el sensor y, por lo tanto, falsear la medición de la presión considerada por el ordenador (9) para regular el tiempo T_{i} de apertura del inyector en función de una cantidad predeterminada de gasolina a inyectar en el cilindro asociado del motor, siendo función esta cantidad, evidentemente, de la presión del carburante y del tiempo de apertura.

Según la presente invención, se palia este inconveniente no teniendo en cuenta, al evaluar la presión del carburante, las mediciones así falseadas, y procediendo a esta evaluación por corrección de una medición fiable.

De modo más preciso, el sensor de presión transmite una medición de la presión de muestreo con un periodo adecuado, de 4 ms por ejemplo, compatible con la precisión a obtener en la regulación del tiempo de apertura de los inyectores, y el ordenador (9) elimina de sus cálculos las muestras de medición de presión registradas durante el tiempo T_{i} de apertura del inyector. Con preferencia, se eliminan, también, las muestras registradas inmediatamente después del cierre del inyector, durante un intervalo \Deltat de tiempo suplementario apropiado para permitir al sensor 10 entregar, de nuevo, muestras de presión sin perturbar y estabilizadas.

En consecuencia, la presión a considerar se calcula mediante el ordenador 9 a partir de una muestra de presión captada, por ejemplo, antes del instante t_{0} de apertura del inyector, y corregida aplicando un decremento apropiado al valor así captado, a fin de tener en cuenta el hecho de que, durante el tiempo T_{i} de apertura del inyector, la presión media del carburante se reduce con respecto a la presión medida antes de la apertura del inyector. La magnitud del decremento a aplicar a la medición puede evaluarse mediante mediciones en banco de ensayos. Dicho decremento es función, en particular, del nivel de la presión P medida antes de la apertura, y/o de una estimación del tiempo de apertura del inyector, cuya estimación se obtiene, por ejemplo, calculando un tiempo de apertura básico a la presión de referencia aplicada al regulador 8.

Cuando el motor gira a un régimen elevado y/o con carga elevada, puede existir solapamiento de varios tiempos de apertura de los inyectores 6_{i} del motor, como se muestra en la figura 3, que representa los cronogramas de apertura de estos inyectores y la evolución de las presiones P de carburante consecutivas en el conducto 7.

En este caso, las aperturas sucesivas de los diversos inyectores hacen caer, cada una, esta presión, que tiende a subir a continuación, por la acción del regulador 8, para caer de nuevo a la apertura siguiente de un inyector. Pero, en la práctica, se observa que, en todo momento, hay abiertos, como máximo, dos inyectores simultáneamente, lo que limita el efecto acumulativo de las perturbaciones de presión generadas por sus aperturas sucesivas.

El ordenador 9 detecta fácilmente una situación de apertura con solapamiento de, al menos, dos inyectores, comparando el intervalo entre dos puntos muertos superiores (PMS) sucesivos, conocido por el régimen del motor, con el tiempo de apertura del inyector correspondiente. Cuando este tiempo de apertura sea superior al intervalo entre dos PMS, el ordenador 9 diagnostica un solapamiento de los tiempos de apertura de, al menos, dos de los inyectores.

En ese caso ya no resulta posible excluir las muestras de presión de carburante emitidas durante los tiempos de apertura de los inyectores.

Según la presente invención, en esta situación, el ordenador 9 fuerza, para la medición de la presión de carburante de un inyector, un muestreo de esta medición sincronizado con la apertura de dicho inyector, tanto si esta apertura se produce en solitario como si se produce durante el tiempo de apertura de otro inyector, y corrige la medición seleccionada, aplicándola un decremento, a fin de tener en cuenta la caída de presión media del carburante que se produce a la apertura del inyector considerado.

Se ha comprobado, en efecto, que la muestra de la presión transmitida está menos perturbada a la apertura del inyector y, por lo tanto, es la más apropiada para obtener una aproximación, después de aplicar un decremento adecuado, de la presión media en el inyector considerado durante la apertura de éste.

De ese modo, al conocer esta presión media en todas las circunstancias, el ordenador 9 puede ajustar apropiadamente la duración T_{i} de apertura de cada inyector controlando el instante de su cierre.

En lugar de aplicar un decremento a la presión obtenida a partir de una muestra de medición de presión seleccionada, como se ha indicado en lo que antecede, para calcular esta presión media y, después, el tiempo de apertura del inyector, el ordenador 7 puede calcular directamente este tiempo de apertura aplicando, a un tiempo Ti de apertura calculado sobre la base de la presión registrada, un incremento \DeltaT_{i} que dependa del tiempo de apertura calculado y de la presión registrada, compensando este incremento la bajada de presión observada en el inyector como consecuencia de la apertura de éste.

Puede verse ahora que la invención permite, ventajosamente, lograr el objeto anunciado, a saber, asegurar un control preciso del tiempo de apertura de los inyectores, a partir de la toma de una muestra, sin perturbar, de la presión del carburante y de una corrección apropiada de dicha muestra.

Claims (6)

1. Procedimiento de cálculo de la presión de carburante reinante en un inyector electromagnético (6_{i}) de dicho carburante en uno de los cilindros de un motor de combustión interna de inyección directa, alimentándose con carburante los inyectores (6_{i}) asociados a dichos cilindros mediante un conducto (7) de alimentación común, y calculándose y controlándose su tiempo (T_{i}) de apertura mediante un ordenador (9),

caracterizado porque:

a) se detecta un solapamiento eventual de los tiempos de apertura de, al menos, dos de los inyectores (6_{i}) citados,

b) si no se produce un solapamiento de este tipo, se registra la presión del carburante en el conducto (7) fuera del tiempo de apertura del inyector considerado,

c) si se produce un solapamiento de este tipo, se registra la presión del carburante a la apertura del inyector considerado, y

d) se corrige la medición registrada en función de una variación predeterminada de la presión de carburante provocada por la apertura del inyector o de los inyectores (6_{i}), a fin de obtener el valor de la presión de carburante reinante en el inyector (6_{i}).

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque, en la etapa d) se aplica, a la medición registrada, un decremento que es función de la presión medida y/o de una estimación del tiempo (T_{i}) de apertura.

3. Procedimiento conforme a la reivindicación 1, aplicado al cálculo del tiempo (T_{i}) de apertura de los inyectores del motor, caracterizado porque se aplica, al tiempo de apertura calculado sobre la base de la presión registrada, un incremento (\DeltaT_{i}) que es función del tiempo de apertura calculado y de la presión de carburante registrada.

4. Procedimiento conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque, en la etapa b), se registra la presión de carburante por selección de una muestra de medición de esta presión escogida entre un conjunto de tales muestras, eliminado las muestras tomadas durante el tiempo de apertura de los inyectores.

5. Procedimiento conforme a la reivindicación 4, caracterizado porque el periodo de muestreo es de, aproximadamente, 4 a 10 ms.

6. Procedimiento conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque, en la etapa c), se fuerza un muestreo sincronizado con la orden de apertura del inyector.