BRPI0913546B1 - método de partida de um motor à combustão interna e sua aplicação - Google Patents

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Abstract

método de partida de um motor à combustão interna e sua aplicação método para a partida de um motor de combustão interna usando combustível armazenado em um tanque, compreendendo a estimativa da quantidade do combustível presente no tanque, estimando a capacidade do combustível para vaporizar (pvr) e adaptando a quantidade do combustível a ser injetado em um cilindro do motor, quando o motor é iniciado, como uma função da capacidade estimada do combustível (16) para vaporizar, caracterizado por o valor estimado da capacidade do combustível para vaporizar (15) é substituído por um valor determinado (20) em uma partida do motor que segue o enchimento (topping-up) do combustível do tanque.

Description

“MÉTODO DE PARTIDA DE UM MOTOR À COMBUSTÃO INTERNA E SUA APLICAÇÃO” [0001] A presente invenção reivindica a prioridade do pedido de patente francês No. 0856550 requerido em 30 de setembro de 2008, cujo contexto (relatório, desenhos e reivindicações) é ora incorporado por referência.
[0002] A invenção relata um método de partida de partida para um motor de combustão interna para veículo automotivo. De maneira geral, a invenção visa a reduzir as emissões poluentes na fonte, os motores à gasolina, notadamente quando da partida a frio.
[0003] A qualidade do combustível utilizada pelos veículos é muito variável, notadamente em função da zona geográfica onde circula o veículo. Uma propriedade física do combustível particularmente variável sendo sua capacidade de se vaporizar. Essa capacidade é bem conhecida na literatura anglo-saxônica sob o acrônimo PVR para Pressão de Vapor Reid. Esse acrônimo será utilizado na seguinte descrição da invenção. Para os combustíveis que se vaporizam bem, se denomina combustível APVR (Alto PVR) e para os combustíveis que se vaporizam mal são denominados BPVR (Baixo PVR).
[0004] Para poder arrancar corretamente, um motor à gasolina necessita ter uma mistura de ar e gasolina próxima de uma mistura estequiométrica. Ela supõe que a quantidade de combustível sob forma gasosa seja bem dominada. Ou, de acordo com o PVR do combustível, a quantidade de combustível sob forma gasosa participante para a combustão na partida a frio e no acionamento do motor varia enormemente para uma mesma quantidade de combustível injetada.
[0005] Afim de garantir uma quantidade de combustível sob forma gasosa suficiente para realizar boas combustões na partida e no acionamento do motor, as calibragens são realizadas com um combustível representativo de um combustível do tipo BPVR. Em seguida, verificações são realizadas para
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2/9 assegurar que ao se utilizar um combustível APVR, as quantidades injetadas não serão muito grandes e não suscetíveis de evitar a combustão por um excesso de gasolina sob forma de vapor. A mistura então não será inflamável.
[0006] A regra portanto é única, independente do combustível. Como conseqüência, quando se utiliza um combustível APVR, a quantidade de combustível sob forma de vapor estará em excesso no momento da partida e do acionamento do motor. Esse excesso não é envolvido na combustão se encontrando no escapamento do motor sob forma de hidrocarbonetos não queimados (HC). Isto tem um impacto direto sobre as emissões poluentes do motor. Quando o veículo for equipado de um catalisador, não será iniciada a partida a frio e os hidrocarbonetos não queimados escaparão na atmosfera.
[0007] Quando da partida com grande frio, com a temperatura ambiente abaixo de - 15o C, o excesso de combustível sob a forma de vapor cria igualmente fumaça negra no escapamento.
[0008] Se tentou resolver este problema se adaptando a quantidade de combustível injetada em um cilindro do motor durante as fases de partida em função da capacidade do combustível a se vaporizar. A medição direta dessa capacidade será difícil de ser realizada a bordo do veículo, a capacidade do combustível a se vaporizar tenha sido estimada em função da velocidade do motor após a primeira combustão. Com efeito, uma partida com um combustível mal vaporizado irá resultar em uma montagem lenta. Se poderá calibrar essa montagem em função dos diferentes tipos de combustíveis tendo diferentes capacidades a serem vaporizadas.
[0009] Um outro método consiste na medição do tempo necessário na partida para acionar o motor. Essa duração poderá ser calibrada em função dos diferentes tipos de combustíveis.
[0010] De maneira geral, esses dois métodos comparam uma evolução do regime da velocidade do motor durante uma fase de partida a frio com
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3/9 relação à uma evolução do regime da velocidade do motor de referência. Isso melhora a adaptação da quantidade de combustível injetada no motor durante uma operação de arranque ou partida.
[0011] O veículo compreende um tanque de combustível. As operações de abastecimento do tanque se efetuam com o motor desligado e durante o arranque seguindo o abastecimento, a última estimativa da capacidade do combustível a ser vaporizado não será representativa do combustível realmente presente no tanque após o abastecimento. Se poderá então se encontrar uma situação extrema onde por exemplo, a última estimativa dará um combustível APVR, o tanque estando quase vazio e um cheio de combustível tenha sido efetuado com um combustível BPVR. O combustível presente no tanque após o abastecimento será então muito próximo de um combustível BPVR e correrá o risco de não ligar o motor, notadamente no intenso tempo frio utilizando-se a última estimativa.
[0012] A invenção visa a solucionar este problema propondo não levar em conta a última estimativa da capacidade do combustível a se vaporizar no caso de abastecimento do tanque.
[0013] Nesse sentido, a invenção tem por objetivo um método de partida de um motor à combustão interna, notadamente para veículo, e mais particularmente para veículo automotivo, o motor utilizando o combustível armazenado no tanque. Esse método compreende uma estimativa da quantidade de combustível presente no tanque, uma estimativa da uma capacidade a para vaporizar o combustível (PVR), e uma adaptação da quantidade de combustível à ser injetado em um cilindro do motor, durante a partida do motor em função da capacidade estimada a se vaporizar do combustível por uma valor determinado para toda partida seguinte imediatamente após o combustível ser completado no tanque.
[0014] Por abastecimento, se entende normalmente um abastecimento mais ou menos completo do tanque de combustível. Eventualmente, um
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4/6 abastecimento de um volume pequeno com relação à quantidade de combustível presente no tanque poderá não ser levado em conta para reinicializar o valor da capacidade do combustível a se vaporizar.
[0015] Em uma variante elementar da invenção, o reinício do valor do PVR poderá ser efetuado à partir do momento inicial do comando da partida.
[0016] Em uma configuração preferencial, esse reinício, será contudo, efetuado após um certo período durante o qual, se continuará a utilizar o valor da capacidade a ser vaporizada do combustível estimado antes do abastecimento do combustível. Assim será considerado que o motor está em um primeiro tempo alimentado pelo combustível presente nos condutos entre o tanque e o motor, portanto por um combustível correspondente pelo precedente.
[0017] Esse período poderá ser por exemplo definido como um lapso de tempo determinado ou à partir da contagem do número de pontos mortos altos ou qualquer outro valor podendo ser associado à rotação do virabrequim do motor.
[0018] A capacidade a ser vaporizada do combustível poderá variar entre dois valores extremos e vantajosamente o valor determinado será uma média desses dois valores extremos. Esses dois valores extremos poderão por exemplo ser escolhidos por referência aos combustíveis mais ou menos voláteis comercializados em uma região de circulação do veículo, ou por referência à uma variedade da qualidade co combustível recomendado ao motor.
[0019] O valor determinado poderá ser em função de uma temperatura do motor. Neste caso, um mapeamento poderá ser utilizado, parta atribuir um valor determinado levando-se em conta essa temperatura.
[0020] Se após a substituição do valor estimado da capacidade a ser vaporizada do combustível pelo valor determinado, a partida seguinte
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5/9 falhará, se podendo substituir o valor estimado por um valor representativo de um combustível de baixa capacidade para ser vaporizado.
[0021] O valor determinado será por exemplo fixado durante a construção do veículo.
[0022] Vantajosamente, como o combustível situado entre o tanque e o motor não foi totalmente consumido pelo motor, se utiliza, para uma partida posterior ao abastecimento do tanque, a capacidade a ser vaporizada do combustível estimado antes do abastecimento.
[0023] Em outras palavras, poderemos substituir o valor estimado pelo valor determinado após a injeção de combustível no motor de uma quantidade determinada de combustível e a quantidade determinada correspondendo vantajosamente à uma quantidade de combustível compreendido nas canalizações do veículo e permitindo conduzir o combustível do tanque para os cilindros do motor.
[0024] A invenção será melhor compreendida, bem como outras vantagens da mesma se tornarão aparentes à partir da descrição detalhada dos desenhos anexados, apresentados em caráter exemplificativo e não limitativo, nos quais:
- A Figura 1 ilustra sob forma de um diagrama de bloco um exemplo do método de acordo com a invenção;
- A Figura 2 representa em mais detalhes e sob a forma de algoritmo, uma parte do método ilustrado pela Figura 1.
[0025] No diagrama da Figura 1, dois gradientes de referência são definidos. Esses gradientes representam a evolução do regime do motor durante sua partida a frio. O gradiente 10 é determinado por um combustível tendo uma baixa capacidade de vaporização ou combustível BPVR e o gradiente 11 sendo determinado por um combustível tendo uma alta capacidade de vaporização ou combustível APVR. Cada gradiente 10 e 11 é exprimido sob a forma de uma tabela cujas entradas são uma temperatura do motor e o
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6/9 número de voltas efetuadas pelo motor desde a primeira combustão por exemplo expressa pela contagem da passagem de um dos cilindros do motor ao seu ponto morto alto << Nb PMH >> na Figura. A temperatura do motor será por exemplo aquela de um fluido de arrefecimento do motor , classificado como << Castelo >> (Teau) na entrada dos gradientes 10 e 11. [0026] Os dados fornecidos por cada gradiente, o dado 12 para o gradiente 10 e o dado 13 para o gradiente 11 formam duas entradas de uma função 14 permitindo definir um gradiente 15 do combustível presente no tanque em função de uma estimativa 16 da capacidade de vaporização do combustível, estimativa feita durante uma anterior partida do motor. A estimativa 16 forma uma terceira entrada da função 14. O gradiente 15 permite definir uma função 17 por meio de uma massa do combustível 18 a ser injetado no motor para provocar a próxima explosão do motor.
[0027] A seguir, a função 17 não permite considerar o gradiente 15 no caso onde o tanque do veículo contendo combustível tenha sido enchido. No caso de uma informação 19 classificada << Restabelecer >> devendo ativar a função 17 que substitui o gradiente 15 por um valor determinado 20 que não é mais uma função de estimativa 16. O valor determinado 20 poderá ser estabelecido no momento da construção do veículo.
[0028] O valor determinado, por exemplo, igual à uma média dos dois dados 12 e 13.
[0029] Mais precisamente, os dois dados 12 e 13 são adicionados à média de um primeiro operador 21 cujo resultado é dividido em dois à um segundo operador 22. Assim, no caso de detecção de um abastecimento no tanque de combustível, a informação 19 é ativada e a função 17 não mais determina a massa de combustível 18 à partir do gradiente 15, mas à partir da média dos dados 12 e 13, ou seja, à partir dos dados representativos de um combustível tendo uma capacidade de vaporização mediana entre um combustível APVR e BPVR.
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7/9 [0030] A Figura 2 representa mais detalhadamente e sob forma de algoritmo, a ativação da informação 19 classificada como << Restabelecer >> assim que uma estratégia de emergência no caso onde o arranque do motor venha falhar após a substituição do gradiente 15 pelo valor determinado 20.
[0031] No início do algoritmo, a informação 19 se encontra inativa. À partir desse estado de informação 19, classificado como < < Restabelecer = 0 >> no quadro 30, se monitora eventualmente o reabastecimento do tanque. Se o reabastecimento não for detectado, se conserva a informação 19 ao estado inativo. Essa condição é representada por um teste 31 que retorna ao quadro 30 quando a detecção do reabastecimento não é feita. O veículo é geralmente equipado com um sensor medindo o nível de combustível no tanque. Se poderá utilizar esse sensor para detectar o abastecimento do tanque.
[0032] A detecção ocorre por exemplo, quando uma variação instantânea do nível do tanque ultrapassa um valor positivo predefinido. Após a detecção do abastecimento se ativa a informação 19 ao quadro para substituir o gradiente 15 pelo dado 20 por meio da função 17. A ativação da função 19 sendo classificada como << Restabelecer = 1 >> no quadro 32. Durante a próxima partida do motor, representada no quadro 33, a determinação da massa de combustível a ser injetado utiliza mantendo o dado 20 em substituição ao gradiente 15. Durante a partida 33, será possível estimar um novo valor de capacidade a ser vaporizado do combustível presente no tanque após o abastecimento do mesmo, voltando ao estado inativo de informação 19 no quadro 30.
[0033] Vantajosamente, a ativação de informação 19 se difere quando o combustível situado entre o tanque e o motor não foi completamente consumido pelo motor. Com efeito, o combustível presente nas canalizações e a bomba de combustível situadas entre o tanque e o motor não se misturam ao combustível adicionado durante o abastecimento e a última
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8/9 estimativa 16 da capacidade de vaporização do combustível que resta ainda válido para o combustível situado entre o tanque e o motor.
[0034] Essa diferença entre a detecção do reabastecimento do tanque e a ativação de informação 19 efetuada no quadro 32 será por exemplo realizada somando-se todos os volumes de combustível injetados no motor após a detecção do reabastecimento. Essa soma é representada no quadro 34. Quando o resultado dessa soma atinge um volume calibrado, se autoriza a operação de ativação de informação 19. O volume calibrado poderá ser definido durante a construção do veículo e corresponde ao combustível não consumido pelo motor e que não seja objeto da mistura com o combustível adicionado no tanque durante a operação de reabastecimento. Um teste comparando o resultado da soma ao volume calibrado é representado no quadro 35.
[0035] Se poderá prever uma estratégia de emergência no caso onde a partida do motor falhe após a utilização do dado 20 para a determinação da massa de combustível a ser injetado durante esse abastecimento, Essa estratégia emergencial poderá ser iniciada por um teste 36 verificando-se se uma ou várias explosões ocorreram em um cilindro do motor em um período predefinido começando no início da partida 33.
[0036] O período predefinido poderá ser expressado com o número PMH. Se a partida 33 é bem sucedida, ele retorna ao estado inativo de informação 19 no quadro 30. Se ao contrário, a partida falhar, se modifica para o quadro 37 novamente o valor de PVR considerando a função 17 para determinar uma massa de combustível BPVR, que permite aumentar a riqueza da mistura arcombustível, bem como reduzir o risco de ausência de arranque. Após a aplicação desse novo valor de PVR, se efetua uma nova partida 38 antes de retornar ao estado inativo de informação 19 no quadro 30. Durante a partida 38, se estima um novo valor capacitado a ser vaporizado do combustível
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9/9 presente no tanque após o reabastecimento do mesmo. Essa nova estimativa considerará a função 17 ao invés da função 14.
[0037] Por exemplo, à partir de um combustível APVR, inicialmente presente no tanque, se reabastece o tanque com o combustível BPVR. Nesse caso, a partida segue a detecção do reabastecimento do tanque e a utilização do combustível situado entre o reservatório e o motor utilizará um valor médio de PVR para determinar a massa de combustível a ser injetado e no caso de falha, um valor baixo de PVR. Essa estratégia permite limitar a emissão de poluentes e reduzir progressivamente o valor de PRV considerado.
[0038] Será possível efetuar as operações de teste de partida 36 e de modificação do valor PVR 37 durante a partida 33, se continuar sem explosão para além de uma duração predefinida que poderá ser expressada como o número de PMH. Assim, o usuário do veículo poderá não somente ver uma única operação de partida agrupando as operações realizadas nos quadros 33, 36, 37 e 38.

Claims (9)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. “MÉTODO DE PARTIDA DE UM MOTOR À COMBUSTÃO INTERNA”, utilizando o combustível armazenado em um tanque de combustível, compreendendo uma estimativa da quantidade de combustível presente no tanque, uma estimativa de uma capacidade a ser vaporizada do combustível (PVR), e uma adaptação da quantidade de combustível à ser injetado em um cilindro do motor, durante a partida do motor em função da capacidade estimada a ser vaporizada pelo combustível (16), caracterizado por a substituição do valor estimado da capacidade a ser vaporizado do combustível (15) por um valor determinado (20) durante um arranque seguido de um combustível extra no tanque após um impulso de combustível no tanque, o referido valor a ser utilizado após um determinado período de tempo, em que, durante esse período, a capacidade de vaporização do combustível estimado é usado antes da mudança exata de combustível.
  2. 2. “MÉTODO”, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por esse período corresponder ao período de consumo do combustível presente nas canalizações entre o tanque de combustível.
  3. 3. “MÉTODO”, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por esse período corresponder à um determinado número de voltas do virabrequim do motor.
  4. 4. - “MÉTODO”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a capacidade a ser vaporizada do combustível poder variar entre dois valores extremos (BPVR e APVR) e por o valor determinado (20) ser uma média dos dois valores extremos (BPVR e APVR).
  5. 5. - “MÉTODO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o valor determinado (20) ser em função de uma temperatura (Teau) do motor.
  6. 6. - “MÉTODO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por após ter substituído o valor estimado da capacidade a ser
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    2/2 vaporizado do combustível (15) pelo valor determinado (20), a partida seguida (33) falha, sendo substituído (37) o valor estimado por um valor representativo de um combustível com baixa capacidade para ser vaporizado (BPVR).
  7. 7. - “MÉTODO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o valor determinado (20) ser fixado.
  8. 8. - “MÉTODO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por somente ser aplicado se o combustível extra tiver ultrapassado um volume determinado.
  9. 9. - “APLICAÇÃO DO MÉTODO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por acionar a partida de um veículo automotivo.
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