BR112017010464B1 - Método para a partida de um motor de combustão interna de injeção direta por adaptação da quantidade de combustível injetado e dispositivo para partida - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA A PARTIDA DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA DE INJEÇÃO DIRETA POR ADAPTAÇÃO DA QUANTIDADE DE COMBUSTÍVEL INJETADO 0 objeto da presente invenção é um método para a partida de um motor de combustão interna de injeção direta de um veículo, tornando possível acelerar a fase de partida por adaptação da quantidade de combustível injetada durante a referida fase de partida, antes que o motor alcance sua velocidade de funcionamento constante, compreendendo as seguintes etapas: Rodar a bomba de injeção de alta pressão por meio de um acionador; Medir a pressão do combustível entregue pela bomba, tomada em dois centros mortos superiores de compressão sucessivos da bomba que opera no modo de potência máxima; Estabelecer o gradiente de pressão do combustível, em um sistema de referência angular, com base na pressão medida nos dois centros mortos superiores de compressão sucessivos da bomba, caracterizada pelas suas posições angulares; Comparar o gradiente estabelecido com uma tabela bijetiva predefinida que corresponde, respectivamente, a uma pluralidade de quantidades de combustível a ser injetada e a uma pluralidade de gradientes de pressão; Adaptar a quantidade de combustível injetado durante a fase de partida antes que o motor atinja sua velocidade de funcionamento constante, dependendo (...).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um método para a partida de um motor de combustão interna de injeção direta de um veículo, tornando possível acelerar a fase de partida pela adaptação da quantidade de combustível injetada durante a referida fase de partida, antes que o motor alcance sua velocidade de funcionamento constante, por meios de um sistema de injeção contendo uma bomba de injeção de combustível de alta pressão.

[002] A quantidade de combustível para ser injetado durante a fase de partida de tal motor, é dependente da temperatura do motor, do número de centros mortos superiores passados pelo virabrequim antes de o motor atingir a velocidade de funcionamento constante, da velocidade do motor durante a referida fase de partida, e igualmente sobre a qualidade e o tipo de combustível utilizado, presente no tanque de gasolina, o qual pode ter sido identificado ou notado no decurso da condução do veículo em uma ocasião anterior.

[003] Durante a partida a seguir ao enchimento do tanque de combustível com um combustível, cujas características mudaram em relação ao combustível contido antes do referido enchimento, a falta de precisão na quantidade de combustível a ser injetado durante a partida, pode dar origem a tempos de partida mais longos ou até mesmo falhas para iniciar.

[004] O documento DE102011077404, que propõe um método para identificar o tipo de combustível antes da partida do motor, a fim de adaptar a dosagem das quantidades injetadas de combustível em conformidade antes da injeção, já é familiar. Um método similar oferece a vantagem de otimizar o desempenho do motor e impedir a injeção de um combustível inadequado no motor como resultado de um erro de abastecimento, por exemplo. O método de acordo com este documento, consiste em comparar a curva de acúmulo de pressão no carril como uma função do tempo (dP/dt) com as curvas registradas na ECU ("Engine Control Unit" em inglês) (Unidade de Controle do Motor) e, assim, determinar o tipo ou a qualidade do combustível presente no carril antes da injeção. O método utiliza a determinação do módulo de Young do combustível. A quantidade de combustível injetado pode assim ser ajustada dependendo do tipo ou da qualidade do combustível detectado. Uma vantagem do referido método é que este permite a determinação do tipo de combustível antes da combustão, e assim melhora a eficiência da combustão.

[005] A presente invenção propõe aumentar a velocidade de partida de um motor de combustão interna de injeção direta, independentemente do combustível presente no tanque de combustível.

[006] Mais precisamente, a invenção consiste em um método para a partida de um motor de combustão interna de injeção direta de um veículo, tornando possível acelerar a fase de partida por adaptação da quantidade de combustível injetada durante a referida fase de partida, antes que o motor alcance sua velocidade de funcionamento constante, por meio de um sistema de injeção que contém uma bomba de injeção de alta pressão, meios para medir a pressão proporcionada por este último, e uma unidade de controle do motor ou ECU, caracterizado por o referido método compreender as seguintes etapas: • Rodar a bomba de injeção de alta pressão por meio de um acionador, • Medir a pressão do combustível entregue pela referida bomba de injeção de alta pressão, tomada pelo menos em dois centros mortos superiores de compressão sucessivos da bomba que opera no modo de potência máxima, • Estabelecer o gradiente de pressão, em um sistema de referência angular, do combustível entregue pela referida bomba de injeção de alta pressão, com base na pressão medida nos referidos pelo menos dois centros mortos superiores de compressão sucessivos da bomba de injeção de alta pressão caracterizada pelas suas posições angulares, • Comparar o referido gradiente estabelecido com pelo menos uma tabela bijetiva predefinida que corresponde, respectivamente, a uma pluralidade de quantidades de combustível a ser injetada e a uma pluralidade dos referidos gradientes de pressão, a referida pelo menos uma tabela sendo implementada na unidade de controle do motor, • Adaptar a quantidade de combustível injetado durante a fase de partida antes que o motor atinja sua velocidade de funcionamento constante, dependendo do resultado da comparação, a fim de injetar uma quantidade de combustível que corresponde, na tabela bijetiva predefinida, ao gradiente de pressão estabelecido, mediante autorização da primeira injeção dada pela unidade de controle do motor.

[007] A invenção envolve o registro de um gradiente específico para o aumento da pressão do combustível proporcionado pela bomba de alta pressão, com base nos centros mortos superiores de compressão da bomba que opera no modo de potência máxima, a fim de otimizar o mais rapidamente possível a precisão do referido gradiente específico e o resultado obtido para a quantidade correta de combustível a ser injetado, durante a fase de partida, por injeção. De acordo com a invenção, o gradiente de pressão é estabelecido em relação a uma posição angular de referência (centros mortos superiores de compressão da bomba, caracterizados pelas suas posições angulares), tornando possível vantajosamente desconsiderar a velocidade de rotação do acionador, que pode variar mais particularmente com a temperatura e a tensão da bateria. Diretamente com base no gradiente para o aumento da pressão, a tabela bijetiva predefinida fornece a quantidade correta de combustível a ser injetado, por exemplo para um dado intervalo de temperaturas. A quantidade de combustível a ser injetada pode assim ser ajustada com grande precisão antes ou depois das primeiras combustões durante a fase de partida dependendo do tipo de combustível presente no sistema de injeção. A autorização para a primeira injeção é dada pela unidade de controle do motor, por exemplo assim que a sincronização do motor tiver ocorrido e assim que a pressão de injeção mínima ser atingida. Os meios de medição da pressão são proporcionados, por exemplo, de uma maneira conhecida per se (em si mesmo) por um sensor para a presente pressão em um sistema de injeção, por exemplo em um acumulador do tipo de carril de alta pressão.

[008] De acordo com uma característica vantajosa caracterizada por: • a referida pelo menos uma tabela bijetiva que corresponde, respectivamente, a uma pluralidade de quantidades de combustível a ser injetada e a uma pluralidade de gradientes de pressão, está predefinida para um dado intervalo de temperaturas do motor; • uma pluralidade das referidas tabelas bijetivas predefinidas são implementadas na unidade de controle do motor, cobrindo uma pluralidade de intervalos de temperaturas do motor, respectivamente, incluindo pelo menos uma faixa de temperaturas de partida a frio; • o referido método, além disso, consiste em medir a temperatura do motor antes de comparar o referido gradiente estabelecido com a referida pelo menos uma tabela bijetiva predefinida.

[009] A expressão "tabela bijetiva predefinida para um dado intervalo de temperaturas do motor" pretende aqui designar uma dada faixa de temperaturas para a qual a tabela bijetiva é aplicável. A referida faixa de temperaturas pode ser reduzida a uma única temperatura para a qual a tabela bijetiva foi definida, se for pretendido restringir os valores da referida tabela bijetiva à referida temperatura única. Tal escolha dependerá do grau de precisão que se pretende alcançar para as quantidades de combustível a ser injetado dependendo das temperaturas. Desta forma, se a tabela bijetiva é válida para um dado intervalo de temperaturas que se prolonga em torno do referido valor de temperatura único para o qual foi definido, tendo em conta a precisão a ser atingida, a aplicação da referida tabela pode ser estendida para incluir a referida faixa de temperaturas do motor.

[010] De acordo com uma característica de caracterização vantajosa, a posição dos referidos, pelo menos dois, centros mortos superiores de compressão sucessivos da bomba de injeção de combustível, é definida por meio de um sensor para a posição do virabrequim do motor, por uma regra que liga as posições angulares entre o virabrequim e a bomba de injeção de combustível de alta pressão e pela unidade de controle do motor.

[011] De acordo com uma característica de caracterização vantajosa, o gradiente de pressão é estabelecido em relação a uma variação na posição angular da bomba de injeção de alta pressão, sob a formadp/da, onde: • dp é a variação de pressão entre os referidos, pelo menos dois, centros mortos superiores de compressão sucessivos da bomba; • da é a variação angular do virabrequim entre os referidos, pelo menos dois, centros mortos superiores de compressão sucessivos da bomba.

[012] A referida característica de caracterização ilustra mais particularmente o fato de ser capaz de vantajosamente desconsiderar a velocidade de rotação do acionador no cálculo do gradiente de pressão.

[013] De acordo com uma característica de caracterização vantajosa, o gradiente de pressão do combustível proporcionado pela referida bomba de injeção de alta pressão é estabelecido com três centros mortos superiores de compressão da bomba de injeção de alta pressão, ou mais.

[014] A invenção refere-se, para além de um dispositivo para a partida de um motor de combustão interna de injeção direta, tornando possível acelerar a fase de partida por adaptação da quantidade de combustível injetada durante a referida fase de partida antes de o motor atingir a sua velocidade de funcionamento constante, por um sistema de injeção que contém uma bomba de injeção de alta pressão, meios para medir a pressão proporcionada por este último, uma unidade de controle do motor, um acionador, meios de autorização da primeira injeção dada pela unidade de controle do motor, caracterizado por compreender meios para a implementação de um método de acordo com a invenção.

[015] Outros aspectos característicos emergirão de uma análise da seguinte descrição de exemplos de modalidades de um método de acordo com a invenção, acompanhado pelos desenhos anexos, cujos exemplos são dados para fins ilustrativos e não restritivos, nos quais: • a Figura 1 representa um gráfico da pressão do combustível durante a fase de partida de acordo com um primeiro exemplo de um método de acordo com a invenção para a partida de um motor de combustão interna que opera com um combustível do tipo gasolina a uma temperatura de -30 °C; • a Figura 2 representa um gráfico da pressão do combustível durante a fase de partida de acordo com um segundo exemplo de um método de acordo com a invenção para partida de um motor de combustão interna que opera com um combustível do tipo gasolina, a uma temperatura de 20 °C; • a Figura 3 representa um gráfico da pressão do combustível durante a fase de partida de acordo com um segundo exemplo de um método de acordo com a invenção para a partida de um motor de combustão interna que opera com um combustível do tipo etanol, a uma temperatura de 20 °C; • a Figura 4 representa, a título de exemplo, um gráfico que mostra o gradiente de pressão definido em relação a uma posição de referência angular do virabrequim, dependendo da temperatura de partida para uma dada configuração, para três exemplos de diferentes combustíveis; • a Figura 5 representa um gráfico que mostra, para os três combustíveis da figura 4, a quantidade de combustível a ser injetada durante a primeira injeção em cada um dos cilindros durante a fase de partida, dependendo da temperatura de partida do motor; • a Figura 6 representa um gráfico que mostra o gradiente de pressão dependendo da quantidade de combustível que deve ser injetada por injeção durante a primeira injeção em cada um dos cilindros durante a fase de partida, correspondendo a uma pluralidade de temperaturas dadas; e • a Figura 7 representa, sob a forma de uma tabela de coeficientes de correção obtida a partir da figura 6, um coeficiente para a correção da quantidade de combustível a ser aplicada para dar partida a uma temperatura medida de acordo com um ponto de medição do gradiente de pressão obtido a partir do gráfico das figuras 4 a 6.

[016] A Figura 1 representa de uma forma esquemática um método para a partida de um motor de combustão interna de injeção direta de um veículo, tornando possível acelerar a fase de partida por adaptação da quantidade de combustível injetado durante a referida fase de partida, antes que o motor atinja sua velocidade de funcionamento constante, por meio de um sistema de injeção (não representado) contendo uma bomba de injeção de alta pressão, meios de medição da pressão proporcionada por este último, por exemplo, um sensor de pressão de combustível posicionado em um carril de alta pressão para fornecer os injetores com combustível, uma unidade de controle do motor que garante a gestão da injeção.

[017] Na figura 1, o eixo y representa a posição angular do virabrequim Ang_CRK do motor em graus, e o eixo x representa a pressão P em MPa do combustível na saída da bomba de injeção de combustível de alta pressão medida pelo sensor de pressão de combustível. A partida representada é uma partida a frio. O combustível utilizado é a gasolina sem uma mistura básica, por exemplo combustível E0 (0% de etanol), e a temperatura do motor para a fase de partida é -30 °C, que é também a temperatura do combustível.

[018] A bomba de injeção de alta pressão utilizada (não representada) é uma bomba convencional, na qual a admissão de combustível é controlada por uma válvula operada pela unidade de controle do motor, e que desloca o combustível sob pressão para um carril de acumulador (não representado). O modo de potência máxima corresponde à compressão da totalidade do volume de combustível admitido nas uma ou mais câmaras da bomba, o referido volume máximo de combustível admitido e comprimido sendo constante para os centros mortos superiores de compressão sucessivos para a medição da pressão. A unidade de controle do motor decide o modo de funcionamento à potência máxima da bomba, controlando-se a válvula de entrada da bomba, o que permite o desencadeamento do processo de medição da pressão. A unidade de controle do motor, ou ECU, ou computador do motor, controla a bomba no modo de potência máxima, fechando-se a válvula de entrada de combustível na bomba assim que a compressão do combustível começar evitando assim qualquer deslocamento de uma parte do volume do combustível comprimido para o tanque. De acordo com o método, é feita verificação com o computador do motor, no momento da amostragem dos pontos de pressão, que o modo de funcionamento da bomba é, de fato, um modo de funcionamento à potência máxima. O método de acordo com a invenção é influenciado pelas decisões do computador do motor, quer operem ou não no modo de potência máxima. De fato, a ECU controla o controle (PID) da pressão no carril do acumulador. Quando a pressão no carril do acumulador está muito abaixo do seu ponto de ajuste, o regulador PID decide operar na potência máxima a fim de retornar ao ponto de ajuste o mais rápido possível. Durante a fase de partida, em particular da fria, a pressão no carril do acumulador está muito abaixo do seu ponto de ajuste, necessitando um modo de operação da bomba na potência máxima.

[019] O acionador (não representado) é capaz de fazer o motor rodar a uma velocidade de cerca de 200 rotações por minuto durante a fase de partida. A curva 1 mostra a alteração na pressão durante a fase de partida. A referida alteração mostra um aumento na pressão assim que a bomba é provocada para rodar.

[020] Na figura 1, a bomba está operando no modo de potência máxima. As seções da curva de pressão 1 com um forte gradiente de pressão representam a compressão de um volume de combustível admitido na bomba, que está no seu máximo em valor alcançado na variação de pressão dependente da rotação do virabrequim. O ponto de partida das seções planas corresponde aos centros mortos superiores da bomba, isso significa dizer, ao final das compressões, que por sua vez determinam o ponto de partida das fases correspondentes de admissão do combustível na bomba. As seções planas da curva 1 representam a admissão do combustível na bomba.

[021] A curva 2 na figura 1 liga três centros mortos superiores da bomba considerados no seu modo de funcionamento à potência máxima. Os referidos centros mortos superiores situam-se substancialmente no topo das encostas com um gradiente de alta pressão na figura 1, que representam a compressão sucessivos de três volumes idênticos de combustível correspondendo cada um ao volume máximo de combustível admitido e comprimido em uma câmara da bomba.

[022] O método representado na figura 1 compreende as seguintes etapas: • A bomba de injeção de alta pressão é girada por meio de um acionador, a posição 0° no eixo y representando a posição do virabrequim no momento em que o acionador é engatado; • A pressão do combustível fornecido pela bomba de injeção de alta pressão é medida, ao mesmo tempo, verificando-se a partir da informação proveniente da ECU que a mesma está operando no modo de potência máxima, como mencionado acima, pelo menos em dois centros mortos superiores de compressão sucessivos (ou TDC para "Top Dead Center" em inglês) da bomba; a referida operação pode ser efetuada o mais rapidamente possível depois que o virabrequim é provocado a rodar pelo acionador e, de preferência antes da sincronização do motor; • O gradiente de pressão do combustível fornecido pela bomba de injeção de alta pressão no seu modo de potência máxima, com base na pressão medida pelo menos nos dois centros mortos superiores de compressão sucessivos (TDC), por exemplo três TDCs como representado na figura 1, da bomba de injeção de alta pressão, é estabelecido, de preferência antes da sincronização do motor; • O gradiente estabelecido é comparado com pelo menos uma tabela bijetiva predefinida que corresponde, respectivamente, a uma pluralidade de quantidades de combustível a ser injetada e a uma pluralidade dos referidos gradientes de pressão, a referida pelo menos uma tabela sendo implementada na unidade de controle do motor, de preferência antes da sincronização do motor; • A quantidade de combustível injetado durante a fase de partida antes de o motor atingir sua velocidade de funcionamento constante, é adaptado e, se necessário, modificado, para cada injeção realizada, dependendo do resultado da comparação, a fim de injetar uma quantidade de combustível que corresponde, na tabela bijetiva predefinida, ao gradiente de pressão estabelecido, mediante autorização da primeira injeção dada pela unidade de controle do motor, que ocorre geralmente após a sincronização do motor ter sido realizada ou a partir do primeiro ciclo do motor após a sincronização.

[023] A sincronização é realizada por qualquer meio familiar a um especialista na técnica, por meio da unidade de controle do motor e do sinal que lhe é enviado por um sensor de posição do virabrequim, e isso, consequentemente, não será descrito no presente documento com mais detalhe.

[024] De acordo com o exemplo representado na figura 1, a pressão do combustível é medida no primeiro centro morto superior de compressão 3 da bomba a 270° da posição na qual o virabrequim é provocado a rodar, de modo a assegurar que a bomba está, em fato, operando na sua velocidade de potência máxima, e depois no segundo centro morto superior de compressão 4 da bomba a 450° da posição na qual o virabrequim é provocado a rodar e então, de preferência, além disso, no terceiro centro morto superior de compressão 5 da bomba a 630° da posição na qual o virabrequim é provocado a rodar, como representado na figura 1.

[025] As referidas posições são definidas vantajosamente por meio do sensor de posição do virabrequim e por uma regra que liga as posições angulares entre o virabrequim e a bomba de injeção de alta pressão, e pela unidade de controle do motor (ECU) que aplica a referida regra. A regra é dada pela relação de transmissão entre a rotação do virabrequim e a rotação ligada de forma mecânica da bomba de injeção, que estabelece a posição dos centros mortos superiores de compressão da bomba, dependendo das posições angulares do virabrequim.

[026] O gradiente de pressão é assim estabelecido de preferência em relação a uma variação na posição angular da bomba de injeção de alta pressão, sob a forma dp/da, em que: • dp é a variação de pressão entre os três centros mortos superiores de compressão sucessivos ou TDC da bomba; • da é a variação angular do virabrequim entre os três centros mortos superiores de compressão sucessivos ou TDC da bomba.

[027] A utilização dos centros mortos superiores de compressão torna possível utilizar uma posição angular de referência com a qual se pode vantajosamente desconsiderar a velocidade de rotação do acionador, que pode variar com a temperatura e a tensão da bateria, e deste modo oferecer uma fiabilidade do gradiente de pressão no sentido em que é sempre registrado na mesma configuração da bomba; consequentemente, a tabela de correlação é capaz de correlacionar quantidades de combustível a ser injetado com maior precisão.

[028] No exemplo da figura 1, os seguintes valores foram assim registados, conforme indicado na tabela I abaixo:

[029] Isto quer dizer, um gradiente de pressão de 4,482 MPa para um deslocamento angular do virabrequim de 360°.

[030] No exemplo representado na figura 1, a pressão de injeção é atingida no ponto 6 em uma posição angular do virabrequim de cerca de 595°, para um valor de 10 MPa. Sob estas condições, a escolha do número de pontos de referência para a pressão deve ser vantajosamente dois pontos 3 e 4 para o cálculo do gradiente de pressão. Com esta escolha, pode ser efetuado um ajuste na quantidade de combustível antes de ter atingido a pressão de injeção, ainda que antes das primeiras combustões.

[031] Na figura 4, a temperatura T_inicial de partida do motor em graus é representada como o eixo y, e o gradiente de pressão dp/da como descrito acima em barras por 360° de rotação do virabrequim, é representado como o eixo x. As curvas 7, 8 e 9 representam para três combustíveis, por exemplo um combustível E0, um combustível E26 e um combustível E100, respectivamente, a alteração no referido gradiente de pressão dependendo da temperatura de partida, no carril de alta pressão para fornecer os injetores com combustível quando a bomba de alta pressão está funcionando no modo de potência máxima. Deve-se notar que o combustível E0 é gasolina sem etanol, E26 é gasolina com um nível de etanol de 26% e E100 é etanol sem gasolina. A totalidade dos combustíveis possíveis de combustível E0 para combustível E100, como detalhado abaixo, será assim coberta. Deve notar- se que o combustível presente no tanque de combustível pode ser uma mistura de uma pluralidade de combustíveis diferentes, dos quais o nível de etanol pode ser desconhecido no momento da partida e pode assim estar compreendido entre 0% e 100%. De uma maneira familiar em si mesmo, a ECU conhece o combustível presente no veículo antes de parar o motor, mais particularmente por meio de estratégias implementadas na referida ECU.

[032] Com base em um gráfico pré-estabelecido, tal como o da figura 4, que pode incluir um maior número de curvas que representam um maior número de combustíveis diferentes, é realizada pelo menos uma tabela bijetiva predefinida que corresponde respectivamente a uma pluralidade de quantidades de combustível a ser injetada e a uma pluralidade de gradientes de pressão.

[033] Preferencialmente: • A tabela bijetiva que corresponde, respectivamente, a uma pluralidade de quantidades de combustível a ser injetada e a uma pluralidade de gradientes de pressão é predefinida para um dado intervalo de temperaturas do motor, • Uma pluralidade de tabelas bijetivas predefinidas é implementada na unidade de controle do motor, cobrindo uma pluralidade de intervalos de temperaturas do motor, respectivamente, incluindo pelo menos uma faixa de temperaturas de partida a frio, • O método que envolve, além disso, a medição da temperatura do motor antes de comparar o gradiente estabelecido com uma ou mais tabelas bijetivas predefinidas.

[034] Representado a título de exemplo na figura 4, está um ponto 10 de medição do gradiente de pressão obtido por um método como descrito acima, para uma temperatura de partida igual a 0°C. Na figura 4, este ponto de medição do gradiente de pressão dp/da é igual a 39 bars (3,9 MPa) por 360° de rotação do virabrequim (360° crk na figura 4). Suponha-se, por exemplo, que o combustível anterior conhecido pela ECU é o combustível E26. A unidade de controle do motor espera assim um gradiente de pressão teórico dp/da igual a 38,35 bars (3,84 MPa) a 0 °C para o combustível E26, como representado na figura 4, os referidos dados tendo sido anteriormente implementados na ECU. A tabela bijetiva permitirá que a ECU determine a quantidade de combustível MC a ser injetada para um gradiente de pressão medido dp/da igual a 39 bars (3,9 MPa) por 360° de rotação do virabrequim.

[035] O desenvolvimento de um exemplo de uma tabela bijetiva predefinida é detalhado abaixo com o auxílio das figuras 5 e 6. Uma tabela bijetiva pré-definida semelhante é conhecida pela ECU.

[036] Na figura 5, a temperatura T_inicial de partida do motor em graus é representada como o eixo y, e a quantidade de combustível MC em mg que deve ser injetada por injeção da primeira injeção em cada um dos cilindros durante a fase de partida, que significa dizer, até que o motor atinja sua velocidade de funcionamento constante, é representado como o eixo x. As curvas 20, 21 e 22 representam, para os três combustíveis diferentes na figura 4, um combustível E0, um combustível E26 e um combustível E100 respectivamente, a referida quantidade de combustível MC a ser injetada dependendo da temperatura do motor. A quantidade de combustível MC a ser injetada para qualquer combustível entre o combustível E0 e o combustível E100, dependendo da temperatura T_inicial de partida, é assim determinada com a figura 5.

[037] De acordo com a figura 5, a ECU é assim preparada para injetar, de uma maneira convencional, uma quantidade de combustível igual a 70 mg de combustível durante a primeira injeção de cada um dos cilindros, dependendo do valor de 70 mg lido no eixo x para o combustível E26 conhecido pela ECU antes de parar o motor. A referida quantidade de combustível não corresponde à do gradiente medido para o ponto 10, como representado, o qual deve ser mais elevado. Deve notar-se que o ponto 10 foi representado na figura 5 apenas para informação, não sendo conhecido antes da aplicação na figura 6.

[038] Na figura 6, a quantidade de combustível MC em mg que deve ser injetada por injeção durante a primeira injeção em cada um dos cilindros durante a fase de partida, isto é dizer, até que o motor atinja sua velocidade de funcionamento constante, é representada como o eixo y, e o gradiente de pressão dp/da em barras por 360° de rotação do virabrequim é representado como o eixo x, aplicável ao gradiente de pressão teórico ou medido. A Figura 6 ilustra uma curva 23 contendo uma pluralidade de segmentos 23a, 23b, 23c, 23d provocando que uma pluralidade de quantidades de combustível MC e uma pluralidade de gradientes de pressão dp/da correspondam a diferentes temperaturas do motor, conforme indicado na Figura 6, isto é dizer, um segmento da curva 23 corresponde a uma dada temperatura ou a uma dada faixa de temperaturas. Uma tabela bijetiva predefinida que corresponde, respectivamente, a uma pluralidade de quantidades de combustível a ser injetada e a uma pluralidade dos referidos gradientes de pressão dp/da é produzida a partir da curva 23. Uma tabela bijetiva similar é diretamente implementada na ECU, uma vez que esta é incapaz de utilizar a figura 6 diretamente.

[039] Na figura 6, a curva 23 é, portanto, composta por uma pluralidade de seções distintas montadas 23a, 23b, 23c, 23d, no exemplo cada uma sendo linear e correspondendo a uma dada temperatura, isto é dizer, a curva 23a correspondente a uma temperatura do motor de 20 °C, a curva 23b correspondendo a uma temperatura do motor de 10 °C, correspondendo a curva 23c a uma temperatura do motor de 0 °C e a curva 23d correspondente a uma temperatura do motor de -10 °C. Para a realização de um exemplo de uma tabela bijetiva, uma pluralidade de valores são determinados preferencialmente distribuídos uniformemente no eixo y, e a pluralidade correspondente de valores é selecionada no eixo x, definindo deste modo uma tabela bijetiva predefinida que corresponde, respectivamente, a uma pluralidade de quantidades de combustível a ser injetado e a uma pluralidade dos referidos gradientes de pressão, para uma determinada gama de temperaturas do motor, estando no exemplo -10 °C, 0 °C, 20°C.

[040] A curva 23 cobre a totalidade dos combustíveis E0 a E100, uma vez que é obtida a partir das figuras 4 e 5 da seguinte forma: a fim de se obter o segmento 23a correspondente a uma temperatura de 20 °C, é traçada uma linha vertical na figura 4 a 20 °C no eixo y, e os valores para dp/da são registrados no eixo x para cada um dos combustíveis representados E0, E26 e E100. Na figura 5, uma linha vertical é igualmente traçada a 20 °C no eixo y, e os valores para a quantidade de combustível MC são registrados no eixo x para cada um dos mesmos combustíveis representados E0, E26 e E100. Os três pontos obtidos para a temperatura de 20 °C ilustrada pelo segmento 23a são então traçados na figura 6. A operação é semelhante para as temperaturas selecionadas de 10 °C, 0 °C e -10 °C permitindo que os segmentos 23b, 23c e 23d, respectivamente, sejam obtidos.

[041] É possível realizar uma tabela bijetiva por dada temperatura, ou por uma dada faixa de temperaturas, como explicado acima, isto é dizer, por exemplo, quatro tabelas bijetivas por dada temperatura correspondendo respectivamente aos segmentos 23a, 23b, 23c, 23d. De um modo alternativo, é possível realizar uma única tabela bijetiva com base na figura 6 incluindo os quatro segmentos 23a, 23b, 23c, 23d. Por definição, pode-se afirmar que um dado segmento na figura 6, por exemplo, segmento 23a, 23b, 23c ou 23d, é válido para uma dada faixa de temperaturas que se estende em torno do valor de referência único, respectivamente em torno de 20 °C, 10 °C , 0 °C, ou -10 °C. Deve notar-se que, para determinados valores para o gradiente dp/da, por exemplo 35 bars (3,5 MPa)/360 crk, são possíveis dois valores para quantidades de combustível, embora os mesmos correspondam a duas temperaturas diferentes. Seria assim possível, por interpolação, explotar uma pluralidade de valores da quantidade de combustível MC para um determinado gradiente, correspondendo a uma pluralidade de temperaturas entre duas temperaturas representadas por segmentos na figura 6. Na tabela bijetiva, uma quantidade única de combustível deve corresponder a um determinado gradiente para uma temperatura ou para um determinado intervalo de temperaturas. A escolha de intervalos para cada um dos segmentos 23a, 23b, 23c, 23d que formam a curva 23 na figura 6, foi definida de modo a ilustrar uma situação real dos valores efetivamente encontrados no campo para cada uma das temperaturas representadas.

[042] O ponto 10 medido para o gradiente de pressão dp/da, foi traçado na figura 6. Como já é ciente da figura 4, o referido ponto 10 não está situado em qualquer curva para um combustível conhecido pela ECU. A curva 23 permite que a ECU determine a quantidade correta de combustível MC a ser injetado para o valor medido do gradiente dp/dá. De acordo com o referido ponto de medição 10, para um gradiente de pressão de 39 bars (3,9 MPa) por rotação do virabrequim de 360°, a uma temperatura de 0 °C, a quantidade de combustível a ser injetada durante a primeira injeção de cada um dos cilindros deve ser de 77,2 mg. Considerando que, para o combustível E26 que é conhecido antes da parada do motor, o gradiente de pressão teórico dp/daé igual a 38,35 bars (3,84 MPa) a 0 °C (ver figura 4) e corresponde a uma quantidade de combustível MC igual a 70 mg. A quantidade correta de combustível MC que deve ser injetada apresenta assim um aumento teórico de 11,03% em relação à quantidade de 70 mg inicialmente proposta pela ECU para o combustível E26.

[043] Uma vez que a ECU não é capaz de explotar diretamente as curvas da figura 6, será preferencialmente necessário efetuar uma extrapolação numérica a fim de determinar a quantidade correta de combustível a ser injetado, com base na tabela bijetiva, por exemplo como explicado abaixo com o auxílio da figura 7.

[044] A Figura 7 representa um exemplo de uma tabela de fatores de correção para a quantidade de combustível a ser injetada, dependendo do gradiente dp/da medido e em relação ao gradiente teórico dp/dacomo definido acima. A tabela na figura 7 corresponde a uma utilização numérica da figura 6 pela ECU, para uma faixa de gradientes dp/da entre 35 e 40 bars (3,5 MPa e 4 Mpa)/360 ° crk dados a título de exemplo, que são relevantes para as medições antecipadas dos gradientes de pressão dp/da e são definidos pelo método de acordo com a invenção. Os valores limites de dp/da da tabela na figura 7 são dependentes dos limites que são estabelecidos para a temperatura e as dimensões da bomba de injeção de alta pressão e do carril de alta pressão (volume do carril e deslocamento da bomba). O gradiente dp/da medido pelo método de acordo com a invenção é lido no eixo vertical da tabela, e o gradiente de referência dp/da teórico é lido no eixo horizontal da tabela, o que dá o ponto 10 no exemplo descrito, o qual foi posicionado sobre a tabela na figura 7. O ponto 10 corresponde a um valor entre duas colunas da tabela, mas corresponde a um valor diretamente em uma linha da tabela: uma interpolação simples pode assim ser realizada pela ECU para obter o coeficiente de correção a ser aplicado no exemplo.

[045] De acordo com o exemplo medido para o ponto 10, a correção a ser aplicada pela ECU à quantidade de combustível proposta para a injeção como explicado acima, isto é dizer, 70 mg, é assim da ordem de 11% (teoricamente 11,03%), a fim de se obter uma quantidade de 77,2 mg correspondente ao gradiente medido de 39 bars (3,9 MPa)/360° crk. De acordo com a tabela da figura 7, uma interpolação linear com base nos dados fornece um fator de correção a ser aplicado à quantidade de combustível igual a 1,110 em relação à quantidade de combustível estabelecida com base no gradiente de pressão teórico de 38,35 bars (3,84 MPa) por 360° de rotação do virabrequim para o combustível E26. A referida correção é calculada em uma ocasião antes da primeira injeção e é então aplicada para a duração da fase de partida até atingir a velocidade mínima.

[046] Para o exemplo da figura 2, foram adoptadas as mesmas referências numéricas que àquelas utilizadas na figura 1 para os mesmos elementos. O exemplo da figura 2 foi realizado sob condições idênticas às do exemplo da figura 1, com exceção da temperatura do motor, que é agora de 20 oC. A referida temperatura representa a partida a frio a uma temperatura ambiente muito superior à do exemplo da figura 1.

[047] No exemplo da figura 2, os seguintes valores foram assim registados, como indicado na tabela II abaixo:

[048] Isto é dizer, um gradiente de pressão de 3,105 MPa para um deslocamento angular do virabrequim de 360°. Isto é dizer, um gradiente cerca de 30% inferior ao do exemplo da figura 1.

[049] No exemplo representado na figura 2, a pressão de injeção é atingida no ponto 6 em uma posição angular do virabrequim de cerca de 1093°, para um valor de 10 MPa. Conforme mostrado na figura, é possível utilizar três pontos 3, 4 e 5 para o cálculo do gradiente de pressão, e obter um ajuste da quantidade de combustível a ser injetado antes de se chegar à pressão de injeção, mas antes das primeiras combustões.

[050] Para o exemplo da figura 3, as mesmas referências numéricas que àquelas usadas na figura 1, foram adotadas para os mesmos elementos. No exemplo da figura 3, os seguintes valores foram registados, como indicado na tabela III abaixo:

[051] Isto é dizer, um gradiente de pressão de 3,511 MPa para um deslocamento angular do virabrequim de 360°. Isto é dizer, um gradiente cerca de 13% superior ao do exemplo da figura 2.

[052] No exemplo representado na figura 3, a pressão de injeção é atingida no ponto 6 em uma posição angular do virabrequim de cerca de 924°, para um valor de 10 MPa. Conforme mostrado na figura, é possível utilizar três pontos 3, 4 e 5 para o cálculo do gradiente de pressão, e obter um ajuste na quantidade de combustível a ser injetado antes de se chegar à pressão de injeção, mas antes das primeiras combustões.

[053] Deve ser notado a partir dos três exemplos acima, que as diferenças entre os gradientes de pressão são suficientemente grandes para distinguir claramente os ajustes a serem aplicados à massa de combustível a ser injetado.

[054] Um exemplo de um dispositivo para a partida de um motor de combustão interna de injeção direta, que torna possível acelerar a fase de partida por adaptação da quantidade de combustível injetada durante a referida fase de partida, antes de o motor atingir sua velocidade de funcionamento constante, por um sistema de injeção contendo, de uma maneira conhecida em si mesmo, uma bomba de injeção de alta pressão, meios para medir a pressão fornecida por este último, por exemplo por meio de um sensor de pressão de combustível FUP posicionado em um carril de acumulador de combustível sob pressão, uma unidade de controle do motor ou ECU, um acionador, meio de autorização da primeira injeção dada pela unidade de controle do motor, compreende adicionalmente de acordo com a invenção sob a forma de programa de computador implementado na unidade de controle do motor, meios para a implementação de um método como descrito em um ou uma pluralidade de exemplos acima, que podem vantajosamente ser apropriados dependendo da utilização e da localização geográfica em que o veículo é utilizado, por exemplo dependendo das temperaturas da localização e dos combustíveis que são utilizados e/ou de uma mistura dos mesmos.

Claims (6)

1. Método para a partida de um motor de combustão interna de injeção direta de um veículo, de forma quea fase de partida é acelerada por adaptação de uma quantidade de combustível injetada durante a referida fase de partida, antes de o motor atingir sua velocidade de funcionamento constante, por meio de um sistema de injeção contendo uma bomba de injeção de alta pressão, meios para medir uma pressão proporcionada pela bomba de injeção de combustível de alta pressão e uma unidade de controle do motor, caracterizado pelo fato de que o referido método compreende as seguintes etapas: rotacionar a bomba de injeção de alta pressão por meio de um acionador; medir a pressão do combustível entregue pela referida bomba de injeção de alta pressão, tomada pelo menos em dois centros mortos superiores de compressão sucessivos da bomba que opera no modo de potência máxima; estabelecer um gradiente de pressão, em um sistema de referência angular, do combustível fornecido pela referida bomba de injeção de alta pressão, com base na pressão medida nos referidos, pelo menos dois, centros mortos superiores de compressão sucessivos da bomba de injeção de alta pressão estabelecido pelas suas posições angulares; comparar o referido gradiente de pressão estabelecido com pelo menos uma tabela bijetiva predefinida que corresponde, respectivamente, a uma pluralidade de quantidades de combustível a ser injetada e a uma pluralidade dos referidos gradientes de pressão, para uma determinada temperatura ou uma determinada faixa de temperaturas do motor a referida, pelo menos uma, tabela sendo implementada na unidade de controle do motor; e adaptar a quantidade de combustível injetado durante a fase de partida antes que o motor atinja sua velocidade de funcionamento constante, dependendo de um resultado da comparação, a fim de injetar uma quantidade de combustível que corresponde, na tabela bijetiva predefinida, ao gradiente de pressão estabelecido, mediante autorização da primeira injeção dada pela unidade de controle do motor.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a referida, pelo menos uma, tabela bijetiva que corresponde, respectivamente, a uma pluralidade de quantidades de combustível a ser injetada e a uma pluralidade de gradientes de pressão, é predefinida para um dado intervalo de temperaturas do motor; uma pluralidade das referidas tabelas bijetivas predefinidas são implementadas na unidade de controle do motor, cobrindo uma pluralidade de intervalos de temperaturas do motor, respectivamente, incluindo pelo menos uma faixa de temperaturas de partida a frio; e o referido método, além disso, consiste em medir a temperatura do motor antes de comparar o referido gradiente estabelecido com a referida, pelo menos uma, tabela bijetiva predefinida.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a posição dos referidos, pelo menos dois, centros mortos superiores de compressão sucessivos da bomba de injeção de combustível é definida por meio de um sensor para a posição do virabrequim do motor, por uma regra que liga as posições angulares entre o virabrequim e a bomba de injeção de combustível de alta pressão, e pela unidade de controle do motor.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o gradiente de pressão é estabelecido em relação a uma variação na posição angular da bomba de injeção de alta pressão, sob a forma dp/da, em que: dp é a variação de pressão entre os referidos, pelo menos dois, centros mortos superiores de compressão sucessivos da bomba; da é a variação angular do virabrequim entre os referidos, pelo menos dois, centros mortos superiores de compressão sucessivos da bomba.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o gradiente de pressão do combustível proporcionado pela referida bomba de injeção de alta pressão, é estabelecido com três centros mortos superiores de compressão da bomba de injeção de alta pressão, ou mais.

6. Dispositivo para a partida de um motor de combustão interna de injeção direta, de forma que a fase de partida é acelerada por adaptação da quantidade de combustível injetada durante a referida fase de partida, antes de o motor atingir sua velocidade de funcionamento constante, por um sistema de injeção contendo uma bomba de injeção de combustível de alta pressão, meios para medir a pressão proporcionada pela bomba de injeção de combustível uma unidade de controle do motor, um acionador, um meio de autorização da primeira injeção dado pela unidade de controle do motor, caracterizado pelo fato de que compreende meios para a implementação de um método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.

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