ES2197692T3 - Procedimiento y dispositivo de deteccion de un filtro de carburante de un circuito de alimentacion de un motor de combustion interna. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de deteccion de un filtro de carburante de un circuito de alimentacion de un motor de combustion interna.Info
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Abstract
Procedimiento de detección del ensuciamiento de un filtro (5) de carburante, dispuesto en un circuito de alimentación de carburante de un motor de combustión interna (10), entre un regulador (7) de presión de carburante, posterior al filtro (5) y del tipo que funciona en derivación, suministrando carburante a una presión impuesta en dirección anterior y hacia dicho motor (10), y una bomba(1) de impulsión de carburante que proviene de un tanque (3), estando dispuesta dicha bomba (1) anterior al filtro (5) y alimentando dicho regulador (7) a través del filtro (5), caracterizado porque comprende por lo menos las etapas consistentes en: ¿ determinar la presión de carburante (16) a la salida de la bomba (1) y asimilarla a la presión de carburante a la entrada del filtro (5), ¿ determinar la presión del carburante a la salida del filtro (5) como siendo la presión (18) impuesta por el regulador (7) de presión, ¿ determinar la pérdida de carga (20) del filtro (5) por diferencia entre las presionesde entrada y la salida del filtro (5), ¿ comparar por lo menos un valor en función de dicha pérdida de carga (20) con por lo menos un valor de referencia (22, 24), y de ello deducir una información relativa al estado de ensuciamiento del filtro (5), preferentemente determinando que el filtro (5) está ensuciado si dicho valor en función la pérdida de carga (20) es superior a por lo menos dicho valor de referencia (22, 24).
Description
Procedimiento y dispositivo de detección de un
filtro de carburante de un circuito de alimentación de un motor de
combustión interna.
El invento se refiere a un procedimiento y un
dispositivo de detección de un filtro de carburante de un circuito
de alimentación de un motor de combustión interna.
El invento se refiere especialmente a los
circuitos de alimentación de motores de inyección directa o
indirecta de carburante, siendo estos circuitos de alimentación del
tipo en el cual un filtro de carburante se ha dispuesto entre un
regulador de presión de carburante, posterior al filtro y
suministrando carburante a una presión impuesta hacia el motor, y
una bomba de relleno de carburante proveniente de un recipiente,
habiéndose dispuesto esta bomba anterior al filtro y alimentando el
regulador a través del filtro, y siendo esta bomba generalmente
una bomba eléctrica, es decir un bomba impulsada por motor
eléctrico.
Los circuitos de alimentación, para motores
marinos o para vehículos automóviles y del tipo de encendido
gobernado o encendido por compresión (diesel) son por regla del
tipo en el cual el regulador de presión, posterior a una rampa de
alimentación de los inyectores, mantiene en esa rampa una presión
de alimentación de los inyectores que es una presión diferencial
sensiblemente constante entre la presión del carburante y la
presión atmosférica o presión en el colector de admisión de aire del
motor, cualquiera que sea la demanda de carburante del motor, es
decir, cualquiera que sea el caudal de carburante inyectado en el
motor por los inyectores, según las condiciones de funcionamiento
del motor, siendo devuelto el carburante en exceso al recipiente
por el regulador de presión, tal como se conoce especialmente en
las EP 0 577 477 y la figura 1 de la FR 2 725 244.
Sobre los sistemas de inyección a alta presión y
encendido gobernado o diesel, la bomba y el regulador entre los que
está dispuesto el filtro en cuestión son componentes a baja presión
que no alimentan directamente la rampa de los inyectores, pero
alimentando una segunda bomba de alta presión, y un segundo
regulador, a alta presión que alimenta la rampa.
En los otros circuitos de carburante, el
regulador de presión está anterior a la rampa de alimentación de
los inyectores, entre la entrada de dicha rampa y el filtro de
carburante corriente debajo de la bomba, y preferentemente en
proximidad del recipiente o dentro de este último, sobre un
conducto de derivación que desemboca en el recipiente y el
regulador se empalma al conducto de alimentación, entre el filtro y
la entrada de la rampa, asegurando el regulador de presión en este
caso igualmente el retorno del carburante excesivo hacia el
recipiente, tal como se conoce de la fig. 2 de la FR 2725244.
Se conoce igualmente otros circuitos de
alimentación de carburante del tipo ``sin retorno'', es decir sin
canalización de retorno al recipiente de carburante excesivo al
nivel del regulador de presión, siendo este último además suprimido
en algunos circuitos de este tipo, en los cuales la alimentación
eléctrica de la bomba se controla por un detector sensible a la
presión que reina en la canalización de alimentación que une la
bomba a la rampa de alimentación de los inyectores, de modo que la
bomba es alimentada eléctricamente para imponer una presión de
salida de la bomba que es igual a la presión de utilización
requerida a nivel de los inyectores.
Pero en otros circuitos del tipo ``sin retorno'',
el regulador de presión del carburante es un
regulador-reductor que alimenta la rampa de
alimentación de los inyectores, y un detector manométrico
dispuesto en el recipiente o en proximidad de este último y unido
a éste por una toma de presión en el conducto de alimentación
anterior o posterior al filtro, entre la bomba y el
reductor-regulador, pilota la alimentación eléctrica
del motor de impulsión de la bomba de manera que el
regulador-reductor se alimenta de carburante a una
presión superior a la presión de uso requerida al salir del
regulador-reductor, como se desprende de la US
5,398,655 y los dibujos 4 y 5 de la FR 2 725 244.
En los circuitos ``sin retorno'' de las patentes
citadas anteriormente, se pilota la bomba eléctrica en un bucle
cerrado, a partir de la medición de un parámetro de funcionamiento
del circuito de alimentación, que es la presión del carburante a la
salida de la bomba, pero que también puede ser el caudal de aire al
colector de admisión de aire al motor, cuyo caudal de aire está
indirectamente unido al caudal de carburante consumido por el
motor, según se sabe de la FR 2 686 947
Además que el circuito de carburante sea con o
sin retorno de carburante excesivo al nivel del regulador de
presión, el circuito puede ser tal que la bomba se halle dispuesta
en una tina de reserva de carburante, y hacia cuya tina es derivada
una parte del carburante reciclado por la bomba, en forma de por lo
menos una boquilla de carburante inyectado en la tina con un caudal
necesario para evitar la desaceleración de la bomba.
En todos esos circuitos conocidos de alimentación
por carburante, en los cuales el filtro corriente debajo de la
bomba de recuperación está frecuentemente integrado con esa bomba
en un subconjunto ubicado en el interior del recipiente de
carburante puede impulsar, se entiende que el ensuciamiento del
filtro puede acelerar su atascamiento al menos parcial y así
perturbar el buen funcionamiento del sistema de inyección del motor
a combustión interna, incluso interrumpir su alimentación con
carburante. Debido a la disposición del filtro en el interior del
tanque de combustible, y por ello a la reducida accesibilidad al
filtro para proceder a su recambio en caso de necesidad, se hizo
deseable, si no necesario, prever un mantenimiento preventivo o
predictivo especialmente del filtro, y con este objeto, proponer
un procedimiento y un dispositivo de detección del ensuciamiento de
este filtro del carburante.
A tal efecto, el procedimiento según el invento
para la detección de la suciedad de un filtro de carburante
dispuesto en un circuito de alimentación de carburante de un motor
de combustión interna, entre, de una parte, un regulador de presión
de carburante, posterior al filtro, y del tipo que funciona en
derivación, suministrando carburante a una presión impuesta en
dirección corriente arriba y hacia el motor de combustión interna,
y, de la otra parte una bomba de recuperación del carburante que
proviene de un tanque, habiéndose dispuesto la bomba anterior al
filtro y alimentando el regulador a través del filtro,
caracterizado porque comprende por lo menos las etapas consistentes
en:
- -
- determinar la presión del carburante a la salida de la bomba, y asimilarla a la presión del carburante en la entrada del filtro.
- -
- determinar la presión del carburante a la salida del filtro, como estando impuesta la presión por el regulador de presión.
- -
- comparar por lo menos un valor de función de dicha pérdida de carga con por lo menos un valor de referencia, y de ello deducir una información relativa al estado de ensuciamiento del filtro, preferentemente determinando que el filtro se ha ensuciado si dicho valor en función de la pérdida de carga es superior a por lo menos dicho valor de referencia.
Para determinar la presión del carburante a la
salida de la bomba o a la entrada del filtro, este procedimiento
puede consistir en medir la presión del carburante con la ayuda de
por lo menos un captador de presión entre la salida de bomba y la
entrada del filtro.
Pero esta determinación supone la utilización de
un captador de presión, que es un elemento costoso, y según una
variante ventajosamente económica del procedimiento según el
invento, este procedimiento consiste en determinar la presión del
carburante a la salida de la bomba mediante por lo menos una
relación entre dicha presión a la salida de la bomba y por lo
menos unos parámetros de funcionamiento de la bomba que son la
velocidad de rotación instantánea de la bomba, el medio actual de
alimentación de un motor eléctrico de impulsión de la bomba, y el
estado térmico de la bomba.
En otras palabras, la presión del carburante de
salida de la bomba puede determinarse con la ayuda de por lo menos
un modelo de funcionamiento de la bomba que tiene en cuenta por lo
menos los mencionados parámetros de funcionamiento de la bomba, y
en particular el actual medio de alimentación del motor eléctrico de
impulsión de la bomba, ya que, de manera sabida, este medio actual
permite determinar el par de giro de impulsión de la bomba,
permitiendo así mismo este par de giro, especialmente con la ayuda
de curvas características la presión a la salida de la bomba.
De manera simple, el procedimiento puede
comprender una etapa que consiste en determinar el actual medio de
alimentación del motor eléctrico de impulsión de la bomba con la
ayuda de la medición de una caída de tensión en los bornes de un
shunt en el circuito de alimentación eléctrica de dicho motor.
De todas maneras, un modelo de funcionamiento de
la bomba de mejor calidad para la determinación en bucle abierto de
la presión de salida de la bomba puede obtenerse tomando igualmente
en cuanta la velocidad de rotación instantánea de la bomba, así
como su estado térmico.
Ventajosamente, a tal efecto, el procedimiento
puede además consistir en impulsar la bomba por un motor eléctrico
de colector conmutado, y en determinar la velocidad de rotación
instantánea de la bomba con la ayuda de por lo menos la velocidad
de rotación instantánea del motor eléctrico que se determina por
análisis de la corriente instantánea en el motor de la bomba y
detección de las conmutaciones del colector del mencionado motor de
la bomba.
En lo que concierne a la determinación del estado
térmico de la bomba, el procedimiento puede consistir además en
medir simplemente la temperatura de la bomba y/o estimar dicha
temperatura con la ayuda de por lo menos una relación entre esa
temperatura y por lo menos un parámetro de funcionamiento de dicha
bomba, es decir con la ayuda de un modelo térmico de la bomba.
La etapa de comparación de por lo menos un valor
en función de la pérdida de carga del filtro con por lo menos un
valor de referencia puede comprender por lo menos una comparación
de por lo menos un valor absoluto de dicha parte de carga del
filtro en por lo menos un caudal o por lo menos una zona de caudal
de trabajo dado(a) del circuito, con al menos un valor de
umbral para por lo menos el mismo caudal o por lo menos la misma
zona de caudal de carburante, y/o por lo menos una comparación de
por lo menos un valor de pendiente de variación de la pérdida de
carga del filtro en el tiempo de por lo menos un umbral de
declive, con por lo menos un caudal o por lo menos una zona del
caudal de trabajo dado(a) del circuito. Bien entendido, el
umbral o los umbrales de valor absoluto y/o de declive de variación
de la pérdida de carga en el tiempo se establece o son establecidos
o indexados particularmente en caudal, para dar una alerta
suficientemente adelantada en el tiempo a todo riesgo de obstrucción
sustancial del filtro, teniendo en cuenta los valores absolutos o
relativos medidos o determinados en las mismas condiciones de
caudal, en otros filtros de circuitos idénticos y correlacionados
con el estado de ensuciamiento de aquellos filtros constatados tras
su desmontaje.
Debido a esto, para efectuar un mantenimiento
preventivo o predictivo de mejor calidad, es ventajoso seguir la
evolución en el tiempo de la pérdida de carga de un mismo filtro, y
a tal efecto, la etapa de comparación antes mencionada comprende
ventajosamente por lo menos una comparación de por lo menos un valor
absoluto y/o de declive de variación de pérdida de carga del filtro
en un momento dado, con por lo menos un valor análogo considerado
en por lo menos un momento anterior para por lo menos un caudal o
por lo menos una zona de caudal de trabajo dado(a) del
circuito, y, en particular en los momentos anteriores
respectivamente en los anteriores arranques del motor,
salvaguardándose por memorización durante las paradas del motor los
valores análogos correspondientes.
Las etapas de comparación consisten entonces en
comparar de hecho unas tablas de valores medidos y/o calculados de
pérdida de carga, indexados particularmente en función del caudal
de carburante, con tablas de valores de referencia igualmente
indexados en función del caudal del carburante.
Para la puesta en práctica del procedimiento aquí
presentado, con el fin de detectar el ensuciamiento de un filtro de
carburante dispuesto entre la salida de una bomba impulsada por un
motor eléctrico y rellenándose de carburante proveniente de un
tanque, y la entrada de un regulador de presión de carburante
alimentado por la bomba a través del filtro y del tipo de
funcionamiento en derivación, imponiendo una presión de carburante
en dirección corriente arriba y en dirección hacia el motor, el
invento propone igualmente un dispositivo de detección que se
caracteriza porque comprende por lo menos una unidad electrónica
de gobierno, controlando el funcionamiento de la bomba y de su
motor eléctrico de impulsión, y el que por una lado conoce la
presión del carburante impuesto por el regulador en función de las
necesidades de carburante del motor, y que por otro lado determina
la presión del carburante a la salida de la bomba en función de
por lo menos un parámetro de funcionamiento de la bomba y/o de
alimentación eléctrica y/o de funcionamiento de su motor eléctrico
de impulsión, tal como la velocidad de rotación instantánea de la
bomba, el actual medio de alimentación del motor eléctrico de
impulsión, y el estado térmico de la bomba, calculando dicha
unidad electrónica de gobierno la pérdida de carga y/o de por lo
menos una variación de dicha pérdida de carga con por lo menos un
valor de referencia par de ello deducir una información sobre el
estado de ensuciamiento del filtro.
Otras ventajas y características del invento
surgirán de la descripción dad a continuación, a título no
limitativo, de un ejemplo de realización descrito en referencia a
los dibujos anexos en los cuales,
- fig. 1 es una protección esquemática de un
circuito de alimentación de carburante de un motor de inyección,
y
- fig. 2 es un esquema en bloque de una parte de
la unidad electrónica de gobierno del circuito de la fig.1 para
calcular la pérdida de carga del filtro de este circuito.
El circuito de alimentación de carburante de la
fig. 1 comprende una bomba de carburante 1, que es una bomba
eléctrica de toda estructura apropiada conocida que comprende una
unidad de bombeo impulsado por rotación por un motor eléctrico. En
este ejemplo, este motor es de un tipo alimentado por corriente
eléctrica por conmutación de un colector del motor, comprendiendo
el circuito de alimentación eléctrica del motor la bomba 1, a
partir de la batería del vehículo automóvil por ejemplo, de manera
conocida, un shunt de medición del medio de alimentación actual de
este motor eléctrico por medición de una diferencia de potencial en
los bornes de dicho shunt.
La bomba eléctrica 1 está dispuesta en una tina 2
de reserva de carburante, estando esta tina a su vez dispuesta
sobre el fondo de un tanque de carburante 3.
El motor eléctrico de la bomba 1 es alimentado
por corriente eléctrica está alimentado por corriente eléctrica a
partir de la batería del vehículo por medio de una unidad
electrónica de gobierno 4 que controla el funcionamiento de la bomba
1 y de su motor eléctrico, y que mide especialmente la corriente
eléctrica que alimenta este motor por medición de la diferencia de
tensión en los bornes del shunt antes mencionado en el circuito de
alimentación eléctrica de este motor, así como la velocidad
instantánea de rotación del motor, y por ende la velocidad
instantánea de rotación de la bomba 1, mediante análisis de la
corriente instantánea del motor de la bomba 1 y detección de las
conmutaciones del colector de este motor. Como se sabe y se ha
practicado en el laboratorio, la detección de las conmutaciones del
colector de este motor puede estar asegurada por el filtrado en por
lo menos un filtro de paso alto de corriente instantáneo de este
motor eléctrico.
La bomba 1 toma carburante en la tina de reserva
2, preferentemente a través de un filtro anterior (no representado)
y empuja el carburante a través de un filtro 5 posterior en una
canalización de alimentación 6 hacia un regulador 7 de presión de
carburante.
Este regulador 7 asegura, por un lado la
alimentación con carburante de una rampa 8, en el extremo posterior
de la canalización de alimentación 6 y que es una rampa común de
alimentación de los inyectores 9 del motor 10 de combustión interna
que equipa el vehículo. A tal efecto, el regulador 7 es del tipo
que funciona ``en derivación'', es decir, como si estuviera
montado en derivación sobre la canalización de alimentación 6 y
pilotase una ``fuga'' de carburante hacia el motor 10. En
consecuencia, el regulador 7 impone una presión de carburante en
dirección corriente arriba, como hacia la rampa 8 del motor 10 en
dirección posterior. Por otro lado, el regulador deriva hacia la
tina de reserva 2, una fracción del carburante empujado por la
bomba 1 a la canalización de alimentación 6, y esta fracción de
carburante derivado es devuelto a la tina 2 en forma de chorro 11
inyectado en la base de la tina 2 con un caudal mínimamente
necesario para evitar la desaceleración de la bomba 1, en función
de las condiciones de relleno del tanque 3 y de otros parámetros
tales como los movimientos del vehículo, la temperatura del
carburante.
Si el motor 10 es un motor de encendido gobernado
por inyección indirecta, el regulador 7 alimenta directamente la
rampa 8 con carburante a una presión de servicio satisfactoria
para una alimentación de los inyectores 9 con una presión
diferencial sensiblemente constante entre la presión del carburante
y la presión de aire en el colector de admisión del motor.
Si el motor 10 es un motor de encendido gobernado
por inyección directa, o de encendido por compresión, el regulador
7 alimenta indirectamente la rampa 8, por medio de una bomba de
alta presión, asociada a un regulador de alta presión (no
representado) que determina la presión de inyección del carburante
por los inyectores 9.
En ambos casos, el regulador es de un tipo bien
conocido, cuya característica de presión en función del caudal es
conocida por construcción, y es tal que el regulador 7 necesita un
caudal mínimo de alimentación con carburante para su buen
funcionamiento, es decir para que pueda entregar hacia la rampa 8
posterior el carburante bajo una presión satisfactoria, comoquiera
que sea la demanda de carburante del motor 10.
Como variante, la fracción de carburante empujado
por la bomba 1 y utilizado para alimentar el chorro 11 que se
vierte en la tina 2 de reserva, es derivada del conducto de
alimentación 6, anterior al regulador 7, entre este último y el
filtro 5.
El filtro 5, el regulador 7 y la derivación de
carburante hacia la boquilla 11 pueden ser organizados en forma de
un sub-conjunto en proximidad del tanque 3, o dentro
de este mismo, en el cuál este sub-conjunto puede
ser directamente asociado a la bomba 1.
La unidad de comando 4 puede ser una unidad que,
a través de la alimentación eléctrica del motor de la bomba1,
vigila su funcionamiento, y a partir de parámetros de alimentación
y de funcionamiento de la bomba y de su motor eléctrico y en
particular del actual medio de alimentación de la bomba 1 y de su
velocidad instantánea de rotación, medidos como anteriormente
indicado, determina por cálculo y consulta de cartografías
apropiadas la presión de carburante de salida de la bomba 1.
Pero preferentemente, la unidad 4 pilota la bomba
1 para que su caudal real sea lo mas alineado posible respecto a un
caudal objetivo que se corresponda sensiblemente con el caudal
mínimo necesario para satisfacer las necesidades del motor de
combustión interno 10, para cada punto de funcionamiento de este
último, y simultáneamente satisfacer el caudal mínimo de buen
funcionamiento del regulador 7 y de la buena alimentación del
chorro 11 de vuelta a la tina de reserva 2 para evitar la
desaceleración de la bomba 1.
En particular, la unidad de comando 4 puede
efectuar un pilotaje de la bomba eléctrica 1, de la manera descrita
en la solicitud de patente francesa FR 98 089991.
En ambos casos, que la unidad de gobierno 4
asegure simplemente la alimentación eléctrica del motor de la bomba
1 y la vigilancia sobre el buen funcionamiento de dicha bomba 1, o
que la unidad de gobierno 4 asegure un pilotaje de la bomba 1
sobre un caudal objetivo, esta unidad 4 determina por estimación y 7
o cálculo la presión del carburante de salida de la bomba 1,
siendo asimilada esta presión por la presión del carburante de
entrada del filtro 5, y teniendo en cuenta una presión de
carburante impuesta por el regulador 7 que es conocida por la unidad
4 y es asimilada a la presión posterior al filtro 5, la unidad 4
calcula la pérdida de carga en el filtro 5 como siendo igual a la
diferencia entre la presión del carburante a la salida de la bomba
1 y la presión del carburante impuesta por el regulador 7 posterior
al filtro 5, siendo esta pérdida de carga considerada por la
unidad 4 como representativa del estado de ensuciamiento del filtro
5.
La determinación de por lo menos una valor en
función de la pérdida de carga del filtro 5, imagen de su
ensuciamiento, y su comparación con por lo menos un valor de
referencia para proporcionar una señal utilizable para un
mantenimiento preventivo o predictivo dando una alarma en caso de
ensuciamiento crítico del filtro 5 y descrita a continuación en
referencia a la fig. 2, que es un bloque esquemático representando
parcialmente y esquemáticamente la estructura de la unidad 4 y
ciertas funciones que dicha unidad 4 cumple.
En la fig. 2, la unidad 4 conlleva un bloque 12
de modelación de funcionamiento de la bomba eléctrica 1,
conllevando este bloque 12 circuitos de cálculo y de tratamiento
de señal y de coordenadas que ponen en marcha los algoritmos y
programas que permiten simular el funcionamiento de la bomba 1 y
determinar ciertas magnitudes, en particular la presión de del
carburante de salida de la bomba 1 en función de los parámetros de
funcionamiento y de alimentación de la bomba 1 y de su motor
eléctrico. El bloque de modelación 12 comprende microprocesadores
y/o microcontroladores y memorias en las cuales se registran
cartografías que expresan los valores o curvas características de
ciertos parámetros de la bomba en función de otros parámetros, en
particular cartografías que proporcionan los valores de presión en
salida de la bomba 1 en función del actual medio de alimentación
del motor eléctrico de la bomba 1, de la velocidad instantánea de
rotación de esta última e igualmente de la temperatura de la fase
de bombeo de la bomba, pudiéndose medir directamente esta
temperatura por al menos un captador de temperatura, pudiendo ser
determinado en otro bloque de modelación contenido en la unidad 4,
siendo este otro bloque un bloque de modelo térmico de la bomba
1.
En particular, el bloque de modelación 12 recibe
en 13 una señal representativa del actual medio de alimentación del
motor eléctrico de la bomba 1, siendo este medio medido, como ya
se ha explicado arriba, por medición de una caída de tensión en los
bornes de un shunt en el circuito eléctrico de alimentación del
motor. Esta señal del actual medio 13 es el principal parámetro de
funcionamiento tenido en cuenta por el bloque de modelación 12
para determinar la presión de salida de la bomba 1, ya que se sabe
que esta presión de salida de la bomba está en función del par
motor de la bomba 1, estando el mismo en función del actual medio
de alimentación del motor de impulsión eléctrico de la bomba 1.En
todo caso, una determinación más precisa de la presión de salida de
la bomba 1 se realiza teniendo igualmente en cuenta una señal 14 de
velocidad instantánea de rotación del motor de la bomba, que se
recibe por el bloque 12, y elaborado como igualmente arriba
explicado por análisis de la corriente de alimentación del motor de
la bomba 1, y detección de las conmutaciones de su colector. Otro
parámetro de funcionamiento de la bomba 1, tomado en cuenta por una
buena determinación de la presión de salida la bomba 1, es la
temperatura de la bomba, y una señal 15 representativa de esta
temperatura es recibida por el bloque 12 proviniendo o bien de un
captador de temperatura (no representado), o bien de otro bloque (no
representado) que ponen en marcha un modelo térmico de la bomba 1.
A partir de las señales 13, 14, 15 precitadas, recibidas por el
bloque 12, y con la ayuda de una relación entre la presión de
salida de la bomba 1 y los parámetros correspondientes a las
señales 13, 14 y 15, el bloque 12 elabora una señal 16
correspondiente a una estimación de la presión de salida de la bomba
1, y esta señal 16 es transmitida a un sustractor 17 que recibe
igualmente una señal 18 de presión impuesta por el regulador 7
posterior al filtro 5.
Esta señal 18 de presión del regulador 7 se
transmite a la unidad 4 por una unidad electrónica de control del
motor (no representada) de cualquier tipo conveniente y conocido
que pilote la inyección y en su caso el encendido en el motor 10,
en donde la señal 18 es elaborada por la unidad 4 a partir de las
informaciones provenientes de la unidad de control del motor y de
las coordenadas memorizadas en la unidad 4 y que conciernen los
valores o curvas características del funcionamiento del regulador
7, en particular su característica de caudal de presión - caudal,
conocidos desde la construcción.
La unidad electrónica de control del motor conoce
los momentos y las duraciones de la inyección de carburante por los
inyectores 9 en los cilindros del motor 10, para cualquier punto de
funcionamiento del motor, ya que esta pilota la inyección, y debido
a que el motor 10 es un motor de encendido controlado, igualmente y
ventajosamente, el encendido, así como eventualmente también otras
funciones tales como el anti-derrape o también la
admisión de aire en el caso de un CORPS PAPILLON MOTORISÉ y por
ende la presión impuesta por el regulador 7, ya que este último de
fabrica trabaja generalmente a presión diferencial constante entre
la presión de carburante que el suministra y la presión de admisión
de aire del motor 10.
La unidad electrónica de gobierno 4 del circuito
de carburante también está asociada con la unidad de control del
motor, en la cual esta está ventajosamente por lo menos
parcialmente integrada, salvo eventualmente por su etapa de
potencia atravesada por corrientes relativamente importantes para la
alimentación eléctrica del motor de la bomba 1.
Calculando la diferencia entre la señal 16 de
presión de salida de la bomba 1 y la señal 18 de presión impuesta
por el regulador 7, es decir, calculando la diferencia entre las
señales que representan respectivamente las presiones de entrada y
de salida del filtro 5, el sustractor 17 proporciona al comparador
19 una señal 20 representativa de la pérdida de carga en el filtro
5.
El comparador 19 efectúa comparaciones entre la
señal 20 de pérdida de carga instantánea que recibe del sustractor
17 y transmite en 23 a un bloque 21 de generación de un valor de
referencia, y por lo menos un valor de referencia que puede ser un
umbral 22 de valor absoluto de pérdida de carga memorizado en una
parte del bloque 21, y/o un umbral de referencia 24 constituido por
el valor absoluto de la pérdida de carga calculada en un instante
anterior y memorizada en el bloque 21. Simultáneamente, el
comparador 19 y/o el bloque 21 puede(n) igualmente calcular
las medianas de la pérdida de carga 20 medida en intervalos de
tiempo deslizantes, o de declives de variaciones de la pérdida de
carga, y memorizarlos en registros de desfases del bloque 21, y el
comparador 19 puede asimismo comparar una mediana o un declive de
variación de la pérdida de carga 20 de una o varias medianas o
declives 25 de variación de la pérdida de carga que han sido
memorizados en los instantes anteriores en el bloque 21.
En particular, puede ser determinado para cada
tipo de circuito un valor de consigna inicial de la pérdida de
carga, destinado por ejemplo a un modelo en particular de vehículo,
calculando la mediana de las mediciones iniciales sobre una
determinada cantidad de tales circuitos en buen estado. Después, a
la primera puesta en marcha de un motor de un vehículo alimentado
por un circuito de este tipo, se mide la pérdida de carga inicial
del filtro de este circuito, y se compara con el valor de consigna
inicial para no validar y memorizar el valor medido como valor de
consigna inicial ``personalizado'', o propio de ese circuito, pero
si la diferencia entre el valor medido y el valor de consigna
inicial está dentro de una zona de tolerancia predeterminada,
admitida de antemano en relación con el valor de consigna inicial,
para tener en cuenta las tolerancias de fabricación y montaje de
diferentes componentes del circuito de alimentación.
El seguimiento en el tiempo del estado de
ensuciamiento del filtro está asegurado controlando la evolución
en el tiempo de la variación de la pérdida de carga, por
comparación de la pérdida de carga instantánea con el valor de
consigna inicial personalizado y valores de pérdida de carga
medidos y memorizados en el transcurso de los diferentes periodos
de funcionamiento del motor, y se salvaguardan en las memorias de
la unidad 4 durante los períodos de parada del motor 10.
Como la pérdida de carga de un filtro depende en
particular del caudal de carburante que le atraviesa, los valores
absolutos y/o relativos (umbrales de variación) de la pérdida de
carga que son comparados y/o memorizados se consideran teniendo en
cuanta por lo menos los valores de caudal de trabajo del circuito
en los instantes de medición correspondientes. Debido a este hecho,
los valores de referencia con los cuales son comparados los valores
medidos o calculados, son valores sacados de tablas de referencia
indexadas, particularmente en función del caudal. El caudal de
trabajo instantáneo del circuito puede ser conocido por la unidad
electrónica de gobierno 4 por una señal de caudal instantáneo
suministrada por el bloque de modelación de la bomba. De la misma
forma, el valor de consigna individualizado arriba mencionado es de
hecho una tabla de valores de consigna individualizada en función
del caudal.
Por estas razones, el seguimiento en tiempo real
de las evoluciones del estado de ensuciamiento del filtro 5 se
asegura en efecto comparando las tablas de valores memorizados de
la pérdida de carga del filtro e indexadas en función del caudal en
tablas de valores de referencia indexadas en particular en función
del caudal.
Esto permite seguir en tiempo real la evolución
del ensuciamiento del filtro 5 por referencia a uno o varios
valores absolutos o relativos determinados estadísticamente por
ensayos o mediciones en funcionamiento en circuitos de alimentación
idénticos, o por referencia a valores absolutos o relativos de la
pérdida de carga medidos por este mismo filtro 5 en instantes
anteriores, en el transcurso de períodos anteriores de
funcionamiento del motor, con memorización de los valores en
memorias de la calculadora durante las paradas del motor.
El comparador 19 puede así suministrar una señal
de salida 26 representativa del estado ensuciamiento del filtro 5.
En particular, la señal de salida 26 puede ser una señal de alerta
si un valor en función de la pérdida de carga absoluto 20 medido
instantáneamente es superior a un umbral de referencia 22
correspondiente a un estado de ensuciamiento crítico del filtro
5.
Como variante, y tal como representado en líneas
punteadas en la fig. 1, el circuito de alimentación de carburante
puede comprender además un regulador- reductor 27 inmediatamente
anterior a la rampa 8, entre esta última y el regulador de presión
7 hacia el tanque 3 o dentro de este último. Este
regulador-reductor 27 puede ser un regulador de
membrana con una válvula de entrada, del tipo conocido por ejemplo
en la US-5,398,655 y la FR 2 725 244. El
regulador-reductor 27 define la presión del
carburante en la rampa 8 a partir de una presión de carburante
superior que este recibe del regulador 7, que puede ser un
regulador de bajo coste, asegurando una regulación de presión menos
precisa que en la configuración de los circuitos sin
regulador-reductor 27.
Claims (10)
1. Procedimiento de detección del ensuciamiento
de un filtro (5) de carburante, dispuesto en un circuito de
alimentación de carburante de un motor de combustión interna (10),
entre un regulador (7) de presión de carburante, posterior al
filtro (5) y del tipo que funciona en derivación, suministrando
carburante a una presión impuesta en dirección anterior y hacia
dicho motor (10), y una bomba(1) de impulsión de carburante
que proviene de un tanque (3), estando dispuesta dicha bomba (1)
anterior al filtro (5) y alimentando dicho regulador (7) a través
del filtro (5), caracterizado porque comprende por lo
menos las etapas consistentes en:
- \bullet
- determinar la presión de carburante (16) a la salida de la bomba (1) y asimilarla a la presión de carburante a la entrada del filtro (5),
- \bullet
- determinar la presión del carburante a la salida del filtro (5) como siendo la presión (18) impuesta por el regulador (7) de presión,
- \bullet
- determinar la pérdida de carga (20) del filtro (5) por diferencia entre las presiones de entrada y la salida del filtro (5),
- \bullet
- comparar por lo menos un valor en función de dicha pérdida de carga (20) con por lo menos un valor de referencia (22, 24), y de ello deducir una información relativa al estado de ensuciamiento del filtro (5), preferentemente determinando que el filtro (5) está ensuciado si dicho valor en función la pérdida de carga (20) es superior a por lo menos dicho valor de referencia (22, 24).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque este consiste en determinar la presión
de carburante a la salida de la bomba (1) o a la entrada del filtro
(5) midiendo dicha presión de carburante con ayuda de por lo menos
un captor de presión entre la salida de la bomba (1) y la entrada
del filtro (5).
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque este consiste en determinar la presión
del carburante (16) a la salida de la bomba (1) con la ayuda de por
lo menos una relación entre dicha presión a la salida de la bomba y
por lo menos unos parámetros de funcionamiento de la bomba (1), que
son la velocidad de rotación instantánea (14) de la bomba (1), el
actual medio (13) de alimentación de un motor eléctrico de
impulsión de la bomba (1), y el estado térmico (15) de la bomba
(1).
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque este consiste en impulsar la bomba (1)
por un motor eléctrico de colector conmutado, y en determinar la
velocidad de rotación instantánea (14) de la bomba (1) con la ayuda
de por lo menos la velocidad de rotación instantánea del motor que
se determina por análisis de la corriente instantánea en el motor
de la bomba (1) y detección de las conmutaciones del colector de
dicho motor de la bomba (1).
5. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 4, caracterizado porque este consiste
en determinar el medio actual (13) de alimentación del motor
eléctrico de impulsión de la bomba (1) con la ayuda de una medición
de una caída de tensión en los bornes de un shunt en el circuito de
alimentación eléctrica de dicho motor.
6. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque este consiste
en determinar el estado térmico (15) de la bomba (1) midiendo y/o
estimando la temperatura de la bomba (1) con la ayuda de por lo
menos una relación entre la temperatura de la bomba y por lo menos
un parámetro operativo de dicha bomba.
7. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6 caracterizado porque la etapa de
comparar (19) por lo menos un valor basado en dicha caída de
presión con al menos un valor de referencia conlleva por lo menos
una comparación de por lo menos un valor absoluto de dicha pérdida
de carga (20) en el filtro (5) para por lo menos un caudal de
trabajo o una zona de caudal de trabajo del circuito dado(a)
con por lo menos un valor de umbral (22, 24) para por lo menos la
misma zona de caudal de carburante.
8. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque la etapa de
comparación (19) de por lo menos un valor en función de dicha
pérdida de carga con por lo menos un valor de referencia comprende
por lo menos una comparación de por lo menos un valor de declive de
variación de la pérdida de carga (20) del filtro (5) en el tiempo
de por lo menos un umbral de declive (25), para por lo menos un
caudal o por lo menos una zona de caudal de trabajo dado(a)
del circuito.
9. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque la etapa de
comparación (19) de por lo menos un valor en función de la pérdida
de carga con por lo menos un valor de referencia, comprende por lo
menos una comparación de por lo menos un valor absoluto y/o declive
de variación de la perdida de carga (20) del filtro (5) en un
momento dado, con por lo menos un valor análogo (24, 25) en por lo
menos un instante anterior, para por lo menos un caudal o por lo
menos una zona de caudal de trabajo dado(a) del
circuito.
10. Dispositivo de detección del ensuciamiento de
un filtro (5) de carburante de un circuito de alimentación de
carburante de un motor de combustión interna (10), estando el
filtro dispuesto entre la salida de una bomba (1) impulsada por un
motor eléctrico y empujando carburante que proviene de una tanque
(3), y la entrada de un regulador (7) de presión de carburante
alimentado por la bomba (1) a través del filtro (5) e imponiendo
una presión de carburante hacia el motor (10), caracterizado
porque este comprende una unidad electrónica de gobierno (4) que
controla el funcionamiento de la bomba (1) y de su motor eléctrico
de impulso, y que, por un lado, conoce la presión del carburante
(18) impuesto por el regulador (7) en función de las necesidades de
carburante del motor (10), y, por otro lado, determina la presión
del carburante (16) a la salida de la bomba (1) en función de por
lo menos un parámetro de funcionamiento de la bomba (1) y/o de
alimentación eléctrica y/o de funcionamiento de su motor eléctrico
de impulsión, tal como es la velocidad de rotación instantánea (14)
de la bomba (1), el actual medio (13) de alimentación del motor
eléctrico de impulsión, y el estado térmico (15) de la bomba (1),
calculando dicha unidad electrónica de gobierno (4) la pérdida de
carga (20) en el filtro (5) como siendo la diferencia entre las
presiones de carburante (16) a la salida de la bomba(1) e
impuesta (18) por el regulador (7), y comparando (19) por lo menos
un valor en función de la pérdida de carga (20) y/o por lo menos
una variación de dicha pérdida de carga (20) con por lo menos un
valor de referencia (22, 24, 25) para de ello deducir una
información (26) sobre el estado de ensuciamiento del filtro
(5).
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