ES2203591T3 - Procedimiento para accionar un motor de combustion interna. - Google Patents

Procedimiento para accionar un motor de combustion interna.

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Kristina Eberle
Roland Herynek
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Gudrun Menrad
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Abstract

Procedimiento para accionar un motor (1) de combustión interna, especialmente de un vehículo, en el que se inyecta el combustible en una cámara (4) de combustión durante una fase de compresión en un primer modo de operación y durante una fase de aspiración en un segundo modo de operación y en el que se conmuta entre los dos modos de operación, presentado el motor (1) de combustión interna una recirculación de los gases de escape con una válvula (14) de recirculación de los gases de escape, caracterizado porque el motor (1) de combustión interna se conmuta al primer modo de operación con la válvula (14) de recirculación de los gases de escape que se bloquea en estado abierto.

Description

Procedimiento para accionar un motor de combustión interna.
Estado de la técnica
La invención se refiere a un procedimiento para accionar un motor de combustión interna, especialmente de un vehículo, en el que se inyecta el combustible en una cámara de combustión durante una fase de compresión en un primer modo de operación y durante una fase de aspiración en un segundo modo de operación, y en el que se conmuta entre los dos tipos de operación, presentando el motor de combustión interna una recirculación de los gases de escape con una válvula de recirculación de los gases de escape. La invención se refiere también a un motor de combustión interna correspondiente, así como a un aparato de control correspondiente para un motor de combustión interna de este tipo.
Un procedimiento de este tipo, un motor de combustión interna de este tipo y un aparato de control de este tipo se conocen a partir de una llamada inyección directa de gasolina, véase por ejemplo el documento EP 0882 887 A. En él, se inyecta el combustible en la cámara de combustión durante la fase de aspiración en un funcionamiento homogéneo o durante la fase de compresión en un funcionamiento selectivo. El funcionamiento homogéneo está previsto preferiblemente para el funcionamiento a plena carga del motor de combustión interna, mientras que el funcionamiento selectivo es apropiado para el funcionamiento en vacío y con carga parcial.
En un motor de combustión de este tipo pueden aparecer funcionamientos erróneos. Así, es posible por ejemplo que la válvula de recirculación de los gases de escape se bloquee y ya no pueda moverse. En este caso tiene que garantizarse que el motor de combustión interna no llegue a ningún estado de funcionamiento crítico.
Tarea y ventajas de la invención
Es tarea de la invención crear un procedimiento para accionar un motor de combustión interna con el que se garantice que los funcionamientos erróneos de la recirculación de los gases de escape no conduzcan a ningún estado de funcionamiento crítico del motor de combustión interna.
Esta tarea se soluciona según la invención con un procedimiento del tipo mencionado al principio, mediante la conmutación al primer modo de funcionamiento del motor de combustión interna con la válvula de recirculación de los gases de escape bloqueándose en estado abierto. La tarea se soluciona de manera correspondiente según la invención con un motor de combustión interna y con un aparato de control del tipo mencionado al principio.
Si la válvula de recirculación de los gases de escape se bloquea en estado abierto, el motor de combustión interna se conmuta según la invención al funcionamiento selectivo. En el funcionamiento selectivo, puede tenerse en cuenta sin más la válvula de recirculación de los gases de escape, abierta en el control y/o la regulación del motor de combustión interna. Por eso, no puede presentarse ningún estado crítico. Por tanto, mediante la elección del funcionamiento selectivo como funcionamiento de emergencia se garantiza un funcionamiento seguro del motor de combustión interna. Además, la desventaja de que en el funcionamiento selectivo sólo puede producirse un par decelerado del motor de combustión interna, se compensa ampliamente con la ventaja de un funcionamiento seguro.
En un perfeccionamiento ventajoso de la invención, el motor de combustión interna se conmuta al segundo modo de operación, con la válvula de recirculación de los gases de escape bloqueándose en estado cerrado.
Si la válvula de recirculación de los gases de escape se bloquea en estado cerrado, el motor de combustión interna se conmuta según la invención al funcionamiento homogéneo. En el funcionamiento homogéneo, el motor de combustión interna puede accionarse sin más con la válvula de recirculación de los gases de escape cerrada y, especialmente sin sobrepasar los valores límite de gases de escape. Por eso, también se produce un funcionamiento seguro del motor de combustión interna en este caso erróneo.
En otro perfeccionamiento ventajoso de la invención, se cierra la válvula de recirculación de los gases de escape en el caso de otro funcionamiento erróneo de la recirculación de los gases de escape y el motor de combustión interna se conmuta al segundo modo de operación. Es especialmente ventajoso que se detecte un bloqueo de la válvula de recirculación de los gases de escape con ayuda de un sensor.
Es de especial importancia la realización del procedimiento según la invención en forma de un elemento de control que está previsto para un aparato de control de un motor de combustión interna, especialmente de un vehículo. Además, en el elemento de control está almacenado un programa que es apropiado para ejecutarse en un ordenador, especialmente en un microprocesador y para la realización del procedimiento según la invención. En este caso, por consiguiente, la invención se realiza mediante un programa almacenado en el elemento de control, de manera que este programa con el elemento de control dotado del programa representa la invención de la misma manera que el procedimiento para cuya realización es apropiado el programa. Como elemento de control puede utilizarse, especialmente, un medio de almacenamiento eléctrico, por ejemplo una memoria ROM únicamente de lectura o una memoria flash.
Otras características, posibilidades de aplicación y ventajas de la invención se revelan a partir de la siguiente descripción de ejemplos de realización de la invención, que están representados en el dibujo. Además, todas las características descritas o representadas forman en sí mismas o en cualquier combinación el objeto de la invención, independientemente de su resumen en las reivindicaciones o de su referencia a ellas e independientemente de su formulación o representación en la descripción o en el dibujo.
Ejemplos de realización de la invención
La única figura del dibujo muestra un esquema de bloques esquemático de un ejemplo de realización de un motor de combustión interna según la invención.
En la figura se representa un motor 1 de combustión interna de un vehículo en el que un pistón 2 puede moverse de un lado a otro en un cilindro 3. El cilindro 3 está dotado de una cámara 4 de combustión que está delimitada por el pistón 2, una válvula 5 de admisión y una válvula 6 de escape entre otros. Con la válvula 5 de admisión está ensamblado un tubo 7 de aspiración y con la válvula 6 de escape está ensamblado un tubo 8 de escape.
En la zona de la válvula 5 de admisión y de la válvula 6 de escape sobresalen en la cámara 4 de combustión una válvula 9 de inyección y una bujía 10 de encendido. Con la bujía 10 de encendido, el combustible puede quemarse en la cámara 4 de combustión.
En el tubo 7 de aspiración está alojada una válvula 11 giratoria de estrangulación, mediante la que puede alimentarse aire al tubo 7 de aspiración. La cantidad de aire alimentado depende de la posición angular de la válvula 11 de estrangulación. En el tubo 8 de escape está alojado un catalizador 12 que sirve para la depuración de los gases de escape que se originan al quemar el combustible.
Desde el tubo 8 de escape, un tubo 13 de recirculación de los gases de escape conduce de nuevo al tubo 7 de aspiración. En el tubo 13 de recirculación de los gases de escape está alojada una válvula 14 de recirculación de los gases de escape con la que puede regularse la cantidad de los gases de escape recirculados al tubo 7 de aspiración. El tubo 13 de recirculación de los gases de escape y la válvula 14 de recirculación de los gases de escape forman una denominada recirculación de los gases de escape.
Desde un depósito 15 de combustible, un conducto 16 de ventilación del depósito conduce al tubo 7 de aspiración. En el conducto 16 de ventilación del depósito está alojada una válvula 17 de ventilación del depósito con la que puede regularse la cantidad de vapor del combustible que sale del depósito 15 de combustible alimentada al tubo 7 de aspiración. El conducto 16 de ventilación del depósito y la válvula 17 de ventilación del depósito forman una denominada ventilación del depósito.
El pistón 2, al quemar el combustible en la cámara 4 de combustión, se desplaza de un lado a otro, movimiento que se transmite a un cigüeñal no representado y ejerce un par sobre éste.
Un aparato 18 de control se impulsa por señales 19 de entrada que representan magnitudes de funcionamiento del motor 1 de combustión interna medidas mediante sensores. Por ejemplo, el aparato 18 de control está conectado a un sensor de masas de aire, un sensor Lambda, un sensor tacométrico y similares. Por lo demás, el aparato 18 de control está conectado a un sensor del acelerador que produce una señal que indica la posición de un acelerador que puede accionarse por un conductor y, por tanto, indica el par requerido. El aparato 18 de control produce señales 20 de salida con las que puede influenciarse el comportamiento del motor 1 de combustión interna mediante actores o actuadores. Por ejemplo, el aparato 18 de control está conectado a la válvula 9 de inyección, a la bujía 10 de encendido y a la válvula 11 de estrangulación y similares y produce las señales necesarias para su regulación.
Entre otras cosas, el aparato 18 de control está previsto para controlar y/o regular las magnitudes de funcionamiento del motor 1 de combustión interna. Por ejemplo, se controla y/o regula por el aparato 18 de control la cantidad de combustible inyectada en la cámara 4 de combustión por la válvula 9 de inyección, especialmente con vistas a un consumo de combustible reducido y/o a una producción reducida de contaminantes. Para este fin, el aparato 18 de control está dotado de un microprocesador que ha almacenado un programa en un medio de almacenamiento, especialmente en una memoria flash, que es apropiado para realizar el citado control y/o regulación.
El motor 1 de combustión interna de la figura 1 puede accionarse en una pluralidad de modos de operación. Así es posible accionar el motor 1 de combustión interna en un funcionamiento homogéneo, un funcionamiento selectivo, un funcionamiento para mezcla pobre y similares.
En funcionamiento homogéneo, el combustible se inyecta por la válvula 9 de inyección directamente en la cámara 4 de combustión del motor 1 de combustión interna durante la fase de aspiración. Con ello, el combustible se agita aún en gran medida formando remolinos hasta el encendido, de manera que en la cámara 4 de combustión se crea una mezcla de combustible/aire fundamentalmente homogénea. Con esto, el momento a producir se regula por el aparato 18 de control fundamentalmente mediante el accionamiento de la válvula 11 de estrangulación. En el funcionamiento homogéneo, las magnitudes de funcionamiento del motor 1 de combustión interna se controlan y/o regulan de tal manera, que Lambda es igual a uno. El accionamiento homogéneo se utiliza especialmente a plena carga.
El funcionamiento de mezcla pobre homogéneo corresponde en gran medida al funcionamiento homogéneo, sin embargo, Lambda se regula a un valor menor que uno.
En funcionamiento selectivo, el combustible se inyecta por la válvula 9 de inyección directamente en la cámara 4 de combustión del motor 1 de combustión interna durante la fase de compresión. Por eso, en el encendido mediante la bujía 10 de encendido no está presente ninguna mezcla homogénea en la cámara 4 de combustión, sino una selección de combustible. La válvula 11 de estrangulación puede estar totalmente abierta, a excepción de los requisitos por ejemplo de la recirculación de los gases de escape y/o de la ventilación del depósito, y por eso, el motor 1 de combustión interna puede accionarse sin estrangulación. El momento a crear se regula ampliamente mediante la cantidad de combustible en funcionamiento selectivo. Con el funcionamiento selectivo, el motor 1 de combustión interna puede accionarse especialmente en vacío y con carga parcial.
Puede alternarse o conmutarse entre los citados modos de operación del motor 1 de combustión interna. Conmutaciones de este tipo se realizan por el aparato 18 de control.
En el funcionamiento del motor 1 de combustión interna pueden aparecer fallos en la recirculación de los gases de escape que desencadenan diferentes reacciones erróneas. Aquí se diferencian, como mínimo, tres casos.
1) La válvula 14 de recirculación de los gases de escape se bloquea en estado abierto y, por eso, ya no puede cerrarse. Si se detecta una válvula 14 de recirculación de los gases de escape bloqueándose en estado abierto mediante un sensor de accionamiento u otras medidas, entonces el motor 1 de combustión interna se conmuta al accionamiento selectivo. En el accionamiento selectivo, el motor 1 de combustión interna también puede accionarse con la válvula 14 de recirculación de los gases de escape abierta en el caso de una potencia del motor limitada, de manera que en este sentido es posible un funcionamiento de emergencia. Con esto, pueden mantenerse los valores límite de los gases de escape.
2) La válvula 14 de recirculación de los gases de escape se bloquea en estado cerrado y ya no puede abrirse. Si se detecta una válvula 14 de recirculación de los gases de escape bloqueándose en estado cerrado, el motor 1 de combustión interna se conmuta al funcionamiento homogéneo. En funcionamiento homogéneo, el motor 1 de combustión interna puede accionarse sin más con la válvula 14 de recirculación de los gases de escape cerrada sin que se sobrepasen los valores límite de los gases de escape. Fundamentalmente, sería también posible el funcionamiento selectivo, sin embargo, en este caso ya no podrían mantenerse los valores límite de los gases de escape prescritos dado el caso.
3) Se detecta otro fallo en la recirculación de los gases de escape o en el control y/o regulación de la recirculación de los gases de escape y la válvula 14 de recirculación de los gases de escape puede cerrarse. En este caso, el motor 1 de combustión interna se conmuta al funcionamiento homogéneo y se cierra la válvula (14) de recirculación de los gases de escape. Como ya se explicó, el motor 1 de combustión interna puede accionarse sin más también con la válvula 14 de recirculación de los gases de escape cerrada sin que se infrinjan los valores límite de los gases de escape.
La detección de un fallo en la recirculación de los gases de escape o en la válvula 14 de recirculación de los gases de escape puede realizarse por el aparato 18 de control directa o indirectamente con ayuda de sensores y/o mediante el diagnóstico del actor que controla la válvula 14 de recirculación de los gases de escape o mediante otras medidas de la técnica del procedimiento. Dependiendo del fallo reconocido se selecciona y regula por el aparato 18 de control el funcionamiento de emergencia correspondiente según el caso que se presente. Después se produce un registro en una memoria de fallos del aparato 18 de control.

Claims (7)

1. Procedimiento para accionar un motor (1) de combustión interna, especialmente de un vehículo, en el que se inyecta el combustible en una cámara (4) de combustión durante una fase de compresión en un primer modo de operación y durante una fase de aspiración en un segundo modo de operación y en el que se conmuta entre los dos modos de operación, presentado el motor (1) de combustión interna una recirculación de los gases de escape con una válvula (14) de recirculación de los gases de escape, caracterizado porque el motor (1) de combustión interna se conmuta al primer modo de operación con la válvula (14) de recirculación de los gases de escape que se bloquea en estado abierto.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el motor (1) de combustión interna se conmuta al segundo modo de operación con la válvula (14) de recirculación de los gases de escape que se bloquea en estado cerrado.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la válvula (14) de recirculación de los gases de escape se cierra en el caso de otro funcionamiento erróneo de la recirculación de los gases de escape y el motor (1) de combustión interna se conmuta al segundo modo de funcionamiento.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque con ayuda de un sensor se detecta un bloqueo de la válvula (14) de recirculación de los gases de escape.
5. Elemento de control, especialmente memoria ROM únicamente de lectura o memoria flash, para un aparato (18) de control de un motor (1) de combustión interna, especialmente de un vehículo, en el que está almacenado un programa que es apropiado para ejecutarse en un ordenador, especialmente en un microprocesador, y para la realización de un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4.
6. Motor (1) de combustión interna, especialmente de un vehículo, con una cámara (4) de combustión, en la que puede inyectarse combustible durante una fase de compresión en un primer modo de operación y durante una fase de aspiración en un segundo modo de operación, con un aparato (18) de control para conmutar entre los modos de operación y con una recirculación de los gases de escape con una válvula (14) de recirculación de los gases de escape, caracterizado porque el motor (1) de combustión interna puede conmutarse al primer modo de operación mediante el aparato (18) de control con la válvula (14) de recirculación de los gases de escape que se bloquea en estado abierto.
7. Aparato (18) de control para un motor (1) de combustión interna, especialmente de un vehículo, en el que el motor (1) de combustión interna está dotado de una cámara (4) de combustión, en la que puede inyectarse combustible durante una fase de compresión en un primer modo de operación y durante una fase de aspiración en un segundo modo de operación, estando previsto el aparato (18) de control para conmutar entre los modos de operación, y estando dotado el motor (1) de combustión interna de una recirculación de los gases de escape con una válvula (14) de los gases de escape, caracterizado porque el motor (1) de combustión interna puede conmutarse al primer modo de operación mediante el aparato (18) de control con la válvula (14) de recirculación de los gases de escape que se bloquea en estado abierto.
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