ES2227911T3 - Aparato y metodo de control de bomba de fluido. - Google Patents

Abstract

APARATO Y PROCEDIMIENTO QUE CONTROLAN UNA CANTIDAD DE FLUIDO A PRESION QUE VA A SER BOMBEADO POR UNA BOMBA DE FLUIDOS DE ALTA PRESION A UN RAIL COMUN, UTILIZANDO UN CIRCUITO DE CONTROL (ECU) CON EL FIN DE MEJORAR LA CONTROLABILIDAD DE LA CANTIDAD DE BOMBEO DE FLUIDO DE LA BOMBA. EL ECU AJUSTA UNA CANTIDAD DE BOMBEO DE FLUIDO BASE BASADA EN UN VALOR OBJETIVO DE LA PRESION EN EL RAIL COMUN Y UNA CANTIDAD DE FLUIDO EXPULSADO DEL RAIL COMUN. EL ECU CALCULA TAMBIEN UNA CANTIDAD DE BOMBEO DE FLUIDO PRECISADA PARA HACER QUE LA PRESION REAL DEL RAIL COMUN SIGA UNA VARIACION DE LA PRESION OBJETIVO DEL RAIL COMUN EN BASE A UNA CANTIDAD DE VARIACION DE LA PRESION OBJETIVO. EL ECU AJUSTA LA SUMA DE LA CANTIDAD DE BOMBEO DE FLUIDO BASICO, LA CANTIDAD PRECISADA DE BOMBEO DE FLUIDO Y UNA CANTIDAD ARRASTRADA DE FLUIDO, COMO VALOR FIJADO PARA LA CANTIDAD DE BOMBEO DE FLUIDO. SI EL VALOR AJUSTADO DE LA CANTIDAD DE BOMBEO DE FLUIDO EXCEDE DE UNA CAPACIDAD PREDETERMINADA DE LA BOMBA DE FLUIDO, EL ECU AJUSTA UNA DIFERENCIA ENTRE EL VALOR AJUSTADO DE LA CANTIDAD DE BOMBEO DE FLUIDO Y LA CAPACIDAD PREDETERMINADA COMO LA CANTIDAD DE FLUIDO ARRASTRADA QUE ES DESPLAZADA A UN SIGUIENTE AJUSTE DE LA CANTIDAD DE BOMBEO DE FLUIDO, REFLEJANDO ASI LA DIFERENCIA ENTRE UN PROXIMO VALOR DE AJUSTE DE LA CANTIDAD DE BOMBEO DE FLUIDO.

Description

Aparato y método de control de bomba de fluido.

La presente invención se refiere a un aparato y un método para controlar una bomba de fluido.

Se conoce un aparato de inyección de combustible de tipo de carril común en el que se proporciona un carril común (cámara de acumulación de presión) para almacenar combustible de alta presión y una válvula de inyección de combustible está conectada al carril común de modo que se inyecta combustible en un motor de combustión interna.

En el aparato de inyección de combustible de tipo de carril común, el régimen de inyección de combustible de la válvula de inyección de combustible varía de acuerdo con la presión de carril común, es decir, la presión dentro del carril común. Por lo tanto, es necesario controlar la presión de carril común con alta precisión de modo que pueda lograrse una inyección de combustible óptima de acuerdo con las condiciones de funcionamiento del motor.

La presión de carril común se controla típicamente controlando la cantidad de combustible expulsada, es decir, la cantidad bombeada de combustible, desde una bomba de suministro de combustible de alta presión que suministra combustible al carril común. Normalmente se usa una bomba de tipo de empujador como bomba de suministro de combustible de alta presión.

En el aparato de inyección de combustible de tipo de carril común, el combustible de alta presión almacenado en el carril común es inyectado en cilindros desde válvulas de inyección de combustible proporcionadas separadamente para los cilindros individuales. Por lo tanto, la presión en el carril común disminuye cada vez que se realiza la inyección de combustible. Consecuentemente, existe una necesidad de un aparato de control de la bomba de combustible para conseguir que la bomba de combustible bombee una cantidad requerida en el carril común después de cada inyección de combustible para mantener la presión en el carril común en una presión objetivo. Además, en el funcionamiento real, la propia presión de carril común objetivo es variada bruscamente en un amplio margen de acuerdo con la condición de funcionamiento del motor durante el funcionamiento transitorio, durante la cual la condición de funcionamiento del motor cambia bruscamente. Por lo tanto, durante el periodo de transitorio, el aparato de control de la bomba de combustible necesita controlar la cantidad de combustible que ha de ser bombeada fuera de la bomba de combustible, es decir, la cantidad de bombeo de combustible, para evitar así que la presión en la cámara de acumulación de presión sobrepase o no alcance los siguientes cambios en la presión objetivo, es decir, para conseguir un buen control de la presión en la cámara de acumulación de presión.

La bomba de empujador usada como la bomba de combustible de tipo carril común es normalmente una bomba de empujador de tipo de leva interior como se muestra en la figura 11. Puesto que la bomba de combustible necesita bombear combustible para la inyección de combustible en cada cilindro del motor, el número de veces que se bombea combustible durante una revolución de la bomba ha de ser el correspondiente al número de cilindros. La bomba mostrada en la figura 11 tiene cuatro lóbulos y cuatro empujadores. En la bomba mostrada en la figura 11, los empujadores simultáneamente bombean fuera y extraen combustible durante cada ciclo, es decir, cada 90º de giro del árbol de accionamiento de la bomba. Por lo tanto, la bomba de combustible bombea fuera cuatro veces por revolución. En motores de cuatro tiempos, la inyección de combustible en todos los cilindros se efectúa en dos revoluciones de motor. Consecuentemente, la bomba mostrada en la figura 11 puede ser usada para un motor de ocho cilindros de cuatro tiempos accionando la bomba a una velocidad de giro igual a la del cigüeñal. La bomba puede ser usada también para un motor de cuatro cilindros de cuatro tiempos accionando la bomba a la velocidad de giro mitad que el cigüeñal. No obstante, con los cuatro lóbulos de leva de la leva interior, como se muestra en la figura 1, para el accionamiento de los empujadores, resulta necesario establecer un gran régimen de cambio del perfil de leva de cada lóbulo de leva, lo cual origina una mayor fluctuación del momento torsor de accionamiento de la bomba. La mayor fluctuación del momento torsor de accionamiento de la bomba incrementa la carga en las partes componentes del sistema de accionamiento de la bomba, tales como la cadena o la correa, y por lo tanto puede reducir la vida útil del sistema de accionamiento de la bomba.

Para reducir la fluctuación del momento torsor de accionamiento de la bomba, es necesario reducir el número de lóbulos de leva y reducir por lo tanto el régimen de cambio del perfil de la leva. La figura 2 muestra una bomba de leva de dos lóbulos en la que el número de lóbulos de leva se reduce a dos. Esta bomba de leva tiene cuatro empujadores, y está diseñada de modo que cada par de lóbulos de leva posicionado opuestamente realiza simultáneamente las carreras de bombeo y admisión. Cada empujador funciona en ciclos de 180º de giro del árbol de accionamiento de la bomba.

En cuanto al método para controlar la cantidad bombeada fuera de una bomba de empujador, se conoce un método de ajuste de la precarrera y un método de ajuste de la admisión.

El método de ajuste de la precarrera controla la cantidad bombeada de cada empujador manteniendo la válvula de admisión para cada empujador en una posición abierta hasta una etapa intermedia de la carrera de bombeo del empujador. Más concretamente, en el método de ajuste de la precarrera, cada empujador aspira una cantidad de combustible correspondiente a la carrera completa del empujador en el cilindro correspondiente durante la carrera de admisión. En una primera etapa de la carrera de bombeo, una cierta cantidad del combustible tomado se descarga del cilindro a través de la válvula de admisión. Después de estar cerrada la válvula de admisión durante la carrera de bombeo, la cantidad de combustible contenida en el cilindro en ese momento es comprimida por el empujador. Cuando se alcanza una presión de combustible predeterminada, una válvula de escape cargada por un resorte es forzada a abrirse, de modo que el combustible es bombeado en el carril común.

El método de ajuste de la admisión introduce una cantidad necesaria de combustible en cada cilindro cerrando la válvula de admisión para cada empujador en una etapa intermedia de la carrera de admisión. Por lo tanto, la cantidad total de combustible introducida en cada cilindro es expulsada del cilindro durante la carrera de bombeo.

Puesto que el método de ajuste de la carrera previa cierra cada válvula de admisión durante la carrera de bombeo, el método necesita emplear válvulas de admisión diseñadas para ser usadas a presiones más altas que las válvulas de admisión empleadas para el método de ajuste de la admisión. Por tanto, el coste del aparato para el método de ajuste de la carrera previa resulta comparativamente alto. Además, en el método de ajuste de la carrera previa, un exceso de la cantidad de combustible descargada en cada cilindro ha de ser descargado del cilindro usando el correspondiente empujador en la etapa anterior de la carrera de bombeo. Por lo tanto, el método de ajuste de la carrera previa tiene el peligro de incrementar la pérdida de potencia de accionamiento de la bomba, en comparación con el método de ajuste de la admisión.

Por lo tanto, es preferible que la bomba de combustible de carril común sea una bomba de leva de dos lóbulos, que reduce la fluctuación del momento torsor de accionamiento, y la cantidad de combustible que es bombeada fuera de la bomba de leva controlada por el método de ajuste de la admisión, que reduce el coste del aparato y la pérdida de potencia.

No obstante, la combinación de una bomba de leva de dos lóbulos y el método de ajuste de la admisión origina convencionalmente el problema del deterioro de la capacidad de respuesta en el control de presión de carril común.

Aunque el método de ajuste de la carrera previa determina la cantidad de combustible que ha de ser bombeada desde cada empujador basándose en la regulación del cierre de la válvula de admisión durante la carrera de bombeo del empujador, el método de ajuste de la admisión determina la cantidad de combustible que ha de ser bombeada desde cada empujador basándose en la regulación del cierre de la válvula de admisión, es decir, el periodo de apertura de la válvula de admisión, durante la carrera de admisión del empujador. Por lo tanto, el método de ajuste de la carrera previa permite controlar la cantidad bombeada de acuerdo con la condición de funcionamiento del motor y la presión de carril común inmediatamente anterior al inicio del bombeo, es decir, inmediatamente antes del cierre de la válvula de admisión. Por otra parte, el método de ajuste de la admisión necesita determinar la cantidad de bombeo en una etapa temprana de la carrera de admisión. Por lo tanto, en el método de ajuste de la admisión, un intervalo de tiempo entre la determinación de la cantidad de bombeo y el inicio real del bombeo se alarga. Si durante el intervalo de tiempo, la condición de funcionamiento del motor o la presión de carril común cambia, tal cambio puede no ser reflejado por falta de tiempo en la cantidad de bombeo.

Este problema con el método de ajuste de la admisión resulta más significativo si el método se aplica a una bomba de leva de dos lóbulos. Con referencia a la figura 12, los problemas con un aparato de inyección de combustible de tipo de carril común para un motor de cuatro cilindros de cuatro tiempos que emplea una bomba de leva de dos lóbulos controlada mediante el método de ajuste de la admisión se describirán más adelante.

En el gráfico de la figura 12, la línea (A) indica cambios en la presión de carril común. La disminución de la presión de carril común de acuerdo con la cantidad de combustible inyectada, en cada inyección de combustible en cada cilindro. Posteriormente, la presión de carril común es aumentada por el combustible que bombea la bomba de combustible en el carril común. En la figura 12, los puntos indicados por #1, #3, #4 indican caídas de presión debidas a las tres operaciones de inyección de combustible consecutivas para el primero, tercero y cuarto cilindros, respectivamente. Las líneas verticales T_{1}, T_{2}, T_{3} indican puntos de tiempo de establecimiento de las cantidades de combustible que han de ser bombeadas desde la bomba de combustible, donde el intervalo entre T_{1} y T_{2} y el intervalo entre T_{2} y T_{3} son de 180º en términos ángulo de revolución de cigüeñal. La línea (B) indica la presión objetivo PCTRG en el carril común. La presión de carril común objetivo se establece de acuerdo con la condición de funcionamiento del motor, en el momento de establecer la cantidad de combustible que ha de ser bombeada.

Según un control de bomba de combustible convencional típica, la cantidad a bombear se determina como la suma de una cantidad alimentada hacia delante que es determinada por un valor de la instrucción de cantidad de inyección de combustible y la presión de carril común en el momento de establecer una cantidad de bombeo, y una cantidad de realimentación que es determinada por la diferencia entre la presión de carril común objetivo y la presión de carril común real en el momento de establecer la cantidad de bombeo.

Las líneas (C) en la figura 12 indican ciclos de carrera de los dos pares de empujadores de una bomba de leva de dos lóbulos de tipo de ajuste de la admisión. Puesto que la bomba de leva de dos lóbulos para un motor de cuatro cilindros de cuatro tiempos se hace girar a una velocidad igual a la mitad de la velocidad del cigüeñal del motor, los dos pares de empujadores (grupo A de empujadores y grupo B de empujadores) bombean alternativamente fuera combustible cada 180º de ángulo de giro del cigüeñal.

La línea (D) en la figura 12 indica ciclos de carrera de una bomba de leva de cuatro lóbulos de tipo de ajuste de carrera previa. La bomba de leva de cuatro lóbulos es accionada a la velocidad, o número de revoluciones, mitad que el cigüeñal, de modo que la bomba de leva de cuatro lóbulos bombea combustible cada 180º de giro del cigüeñal.

Como se indica mediante la línea (D) en la figura 12, la bomba de leva de cuatro lóbulos termina un ciclo de carreras de bombeo y admisión cada 180º de ángulo de giro del cigüeñal. La cantidad de bombeo es determinada por la regulación de cierre de la válvula de admisión durante la carrera de bombeo. Por lo tanto, la cantidad de combustible calculada en el punto T_{1} de tiempo en la figura 12 es completamente bombeada en el punto P_{1} de tiempo indicado en la línea (D). La cantidad de combustible que ha de ser bombeada se establece de acuerdo con la presión de carril común en el punto T_{1} de tiempo y el valor de la instrucción de cantidad de inyección de combustible en ese punto del ciclo (es decir, la cantidad de combustible que ha de ser inyectada en el primer cilindro), y la diferencia entre la presión objetivo PCTRG y la presión real PC_{1} en el punto T_{1} de tiempo, como se ha expuesto anteriormente. Por lo tanto, cuando el bombeo de combustible ha terminado en el punto P_{1} de tiempo, el carril común ha sido suministrado con la cantidad de combustible que compensa completamente la caída de presión de carril común debida a la inyección de combustible en el primer cilindro y la desviación de la presión de carril común real de la presión objetivo que se produce en el punto T_{1} de tiempo. Consecuentemente, en el punto P_{1} de tiempo, la presión de carril común real pasa a ser exactamente igual a la presión objetivo PCTRG.

En la bomba de leva de dos lóbulos de tipo de ajuste de la admisión, el ciclo de carreras de cada empujador es de 180º como se indica mediante la línea (C). La cantidad de combustible bombeada establecida en el punto T_{1} de tiempo es introducida en la carrera de admisión del grupo A de empujadores, y suministrada al carril común en el punto P_{1}^{'} de tiempo indicado en la línea (C), que sigue al final de la inyección de combustible en el tercer cilindro después de la inyección de combustible en el primer cilindro. Por tanto, la cantidad de combustible de bombeo establecida basándose en las condiciones presentes en el punto T_{1} de tiempo no ha sido suministrada al carril común antes del punto (T_{2}) de tiempo siguiente para establecer una cantidad de combustible que ha de ser bombeada. Más concretamente, la regulación del efecto del establecimiento de la cantidad de bombeo está retrasada 180º, en comparación con la regulación en la bomba de leva de cuatro lóbulos.

Además, en el caso de la bomba de leva de dos lóbulos, el bombeo de combustible mediante el grupo B de empujadores tiene lugar durante el periodo comprendido entre el punto T_{1} de tiempo de establecimiento de la cantidad de bombeo para el grupo A de empujadores y el punto P_{1}^{'} de ejecución del suministro de combustible real desde el grupo A de empujadores. Por lo tanto, la presión de carril común real en el instante de ejecución del bombeo de combustible desde el grupo A difiere de la presión de carril común en el punto T_{1} de tiempo. Consecuentemente, si el control de alimentación hacia delante y/o realimentación convencional se realiza usando la bomba de leva de dos lóbulos de tipo de ajuste de la admisión, la posibilidad de controlar la presión de carril común en el momento de un cambio de la presión de combustible se deteriora de modo que la presión de carril común probablemente es sobrepasada o no alcanzada.

Este problema se describirá con referencia a la figura 14.

El diagrama de la figura 14 indica cambios en la presión de carril común real y objetivo en los que el control de alimentación hacia delante y el control de realimentación basados en la desviación de la presión de carril común real de la presión objetivo se realiza usando una bomba de leva de dos lóbulos de tipo de ajuste de la admisión, según la técnica convencional. En la figura 14, t_{0} a t_{8} indican la regulación del combustible de bombeo de la bomba de combustible; PCTRG indica un cambio en la presión de carril común objetivo, es decir, un valor de la instrucción; y PC indica cambios en la presión de carril común que se producen si la cantidad de combustible bombeado desde la bomba de combustible está controlada mediante el control de alimentación hacia delante/realimentación convencional. En la figura 14, se supone que la presión PCTRG de carril común objetivo cambia grandemente de PCTRG_{0} a PCTRG_{1}, y que el valor PCTRG objetivo permanece constante e igual a la presión de carril común hasta t_{0}.

Si la presión de carril común objetivo se cambia en el punto t_{1} del tiempo, la cantidad TFBK de realimentación se establece de acuerdo con la diferencia \DeltaP_{0} entre la presión PCTRG_{1} objetivo cambiada y la presión de carril común real PCTRG_{0}. Por otra parte, la cantidad TFBSE alimentada hacia delante se establece de acuerdo con la presión objetivo cambiada. Si la presión objetivo no se cambia, el valor de la cantidad TFBSE alimentada hacia delante se mantiene. Si la presión objetivo se cambia en un punto T_{1} del tiempo, la cantidad de bombeo de la bomba de combustible se cambia de acuerdo con el cambio en la presión objetivo. No obstante, puesto que el cambio de la presión objetivo es realmente grande, la cantidad de bombeo de combustible establecida excede considerablemente una cantidad Q_{MAX} de bombeo de combustible máxima predeterminada, es decir la cantidad total de combustible requerida no puede ser suministrada mediante una operación de bombeo de combustible. Puesto que la operación de bombeo ha de ser realizada una pluralidad de veces para suministrar la cantidad requerida de combustible, la presión de carril común real se incrementa escalonadamente después de cambiar la presión objetivo. Aunque el modelo de incremento de la presión real es diferente del modelo de incremento de presión indicado en la figura 14 puesto que la inyección de combustible se realiza durante la operación de bombeo de combustible, la fluctuación de la presión de carril común debida a la inyección de combustible se ignora en el diagrama de la figura 14 para simplificar la ilustración.

En la bomba de leva de dos lóbulos de tipo de ajuste de la admisión, el punto de tiempo de establecimiento de una cantidad de bombeo de combustible y el punto de tiempo de bombear realmente combustible desde un grupo de empujadores están interpuestos por el bombeo de combustible desde el otro grupo de empujadores. Si la presión de carril común se incrementa escalonadamente como se indica en la figura 14, la cantidad de combustible establecida basándose, por ejemplo, en la diferencia \DeltaP_{3} de presión en el punto t_{3} de tiempo, es bombeada realmente fuera de un grupo de empujadores en el punto t_{5} de tiempo, y el combustible bombeado desde el otro grupo de empujadores se realiza en el punto t_{4} de tiempo que interviene. Como un resultado, la presión de carril común que se produce en el punto t_{5} de tiempo, llega a ser mayor que la que se produce en el punto (t_{3}) del tiempo de establecimiento de la cantidad de bombeo de combustible. Más concretamente, la cantidad de combustible suministrado al carril común por la operación de bombeo realizada en el punto t_{3} de tiempo corresponde a la diferencia \DeltaP_{3} de presión que se produce en el punto t_{3} de tiempo en la figura 14, que es considerablemente mayor que la diferencia \DeltaP_{4} de presión que se produce inmediatamente antes de la operación de bombeo de combustible real en el punto t_{5} de tiempo. Por lo tanto, la operación de establecer una cantidad de bombeo en el punto t_{3} de tiempo y de bombear la cantidad establecida de combustible en el punto t_{5} de tiempo origina que la presión de carril común exceda la presión objetivo, es decir, origina una sobrepresión. En efecto, en el siguiente bombeo (t_{6}) de combustible la presión de carril común real excede la presión objetivo, de modo que la cantidad de bombeo de combustible debe ser reducida. No obstante, en el punto t_{6} de tiempo, la cantidad de combustible establecida basada en la diferencia \DeltaP_{4} de presión en el punto t_{4} de tiempo es bombeada, de modo que la presión de carril común aumenta más, es decir, hay sobrepresión. Puesto que hay una diferencia entre la presión de carril común en el momento de establecer una cantidad de bombeo de combustible y la presión de carril común en el momento de bombear realmente la cantidad establecida de combustible, una sobrepresión de la presión de carril común es seguida por una presión inferior (t_{8}) en el momento de la siguiente o posterior operación de bombeo de combustible. Además, la presión de carril común puede oscilar, de modo que la posibilidad de controlar la presión de carril común puede deteriorarse. Aunque el deterioro de la posibilidad de control puede ser reducido en parte cambiando la ganancia en el control de la realimentación de acuerdo con la condición de funcionamiento del motor como en el aparato de la técnica anterior, todavía es difícil reducir suficientemente o impedir la sobrepresión o la reducción de presión anteriormente mencionadas según la técnica anterior.

El deterioro de la posibilidad de controlar la presión de carril común, especialmente, la sobrepresión de la presión de carril común, es desfavorable porque tal suceso es probable que conduzca a un incremento del ruido de motor y al deterioro del control de emisiones.

Aunque los problemas de la técnica anterior han sido descritos con respecto al caso en el que se usa una bomba de leva de dos lóbulos de tipo de ajuste de la admisión para el carril común en un motor de cuatro cilindros, problemas similares pueden ocurrir también en motores que tengan otro número de cilindros. Es decir, si se usa una bomba de leva de dos lóbulos de ajuste de la admisión en un aparato de inyección de combustible de tipo de carril común en un motor, los problemas de deterioro de la posibilidad de controlar la presión de carril común pueden producirse en el momento de funcionamiento transitorio del motor.

El documento EP-A-0 501 459 muestra un aparato de control de bomba de fluido y un método para que una bomba de fluido bombee fluido en una cámara de acumulación de presión que mantiene el fluido a presión. Medios de control establecen un valor de una cantidad de bombeo de fluido para llevar una presión en la cámara de acumulación de presión a un valor objetivo de la presión.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato y un método para controlar la cantidad de bombeo de fluido de una bomba de fluido que es aplicable a un caso en el que se usa una bomba de leva de dos lóbulos de tipo de ajuste de la admisión para suministrar fluido a un carril común, y que puede mejorar la posibilidad de controlar la presión de carril común e impedir la sobrepresión y la reducción de presión en el momento de un cambio en la presión de carril común.

Para lograr este objeto, la invención proporciona un aparato de control de la bomba de fluido para bombear fluido a una cámara de acumulación de presión que mantiene el fluido a presión. El aparato de control incluye un primer dispositivo de control para establecer una cantidad de bombeo de fluido básica que es bombeada por la bomba de fluido en base a un valor objetivo de la presión en la cámara de acumulación de presión, un segundo dispositivo de control para calcular una cantidad de bombeo de fluido requerida para llevar una presión en la cámara de acumulación de presión de un presente nivel a un valor objetivo, un dispositivo de regulación para establecer una suma de una cantidad requerida total de fluido que incluye la cantidad de bombeo de fluido requerida calculada por el segundo dispositivo de control, y la cantidad de bombeo de fluido básica de la bomba de fluido establecida por el primer dispositivo de control, como un valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido que ha de ser bombeada por la bomba de fluido, y un dispositivo de establecimiento de la cantidad traspasada. Si el valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido establecido por el dispositivo de regulación excede una cantidad de bombeo de fluido predeterminada de la bomba de fluido, el dispositivo de establecimiento de la cantidad establece una cantidad mediante la cual el valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido excede la cantidad de bombeo de fluido predeterminada, como una cantidad a traspasar que se traspasa a lo largo del establecimiento siguiente de una cantidad de bombeo de fluido. La cantidad requerida total de fluido puede ser una suma de la cantidad de bombeo de fluido requerida y de la cantidad traspasada.

En este aparato de control, el segundo dispositivo de control calcula la cantidad de bombeo de fluido requerida para llevar la presión de la cámara de acumulación de presión desde el presente nivel a la presión objetivo cambiada, basándose en la cantidad de cambio de la presión objetivo a partir del valor de la presión objetivo establecido anteriormente. Por ejemplo, si la presión objetivo se aumenta, resulta necesaria una cantidad de fluido para incrementar la presión en la cámara de acumulación de presión a la presión objetivo, en adición a la cantidad de fluido (correspondiente a la cantidad de bombeo de fluido básica) para desplazar la cantidad de fluido que sale de la cámara de acumulación de presión para la inyección de fluido para mantener una presión constante en la cámara de acumulación de presión. La cantidad de bombeo de fluido requerida está determinada por la cantidad de cambio de la presión objetivo. Basándose en la cantidad de cambio de la presión objetivo, el segundo dispositivo de control calcula la cantidad de bombeo de fluido requerida. El dispositivo de regulación suma la cantidad de bombeo de fluido básico calculada por el primer dispositivo de control y la cantidad de bombeo de fluido requerida calculada por el segundo dispositivo, y por tanto establece un valor determinado de cantidad de bombeo de fluido de la bomba. Si el valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido puede ser bombeado en la cámara de acumulación de presión mediante una carrera de bombeo, la presión en la cámara de acumulación de presión será llevada a la presión objetivo mediante la única operación de bombeo de fluido. No obstante, si el valor establecido de la cantidad de bombeo es mayor que la máxima cantidad de bombeo de fluido de la bomba, como en un ejemplo indicado en la figura 14, la cantidad total de fluido correspondiente al valor determinado no puede ser bombeada desde la bomba mediante una carrera de bombeo de fluido. Por lo tanto, en la invención, una fracción de la cantidad de bombeo de fluido requerida que debe ser bombeada pero no puede ser bombeada por la presente carrera de bombeo (es decir, una cantidad que excede la cantidad de bombeo de fluido máxima) es traspasada a la siguiente operación de bombeo de fluido, es decir, la cantidad traspasada es añadida a un valor de la cantidad de bombeo de fluido en la operación de restablecimiento
siguiente.

La figura 13 ilustra un ejemplo en el que la presión en la cámara de acumulación de presión se cambia según la invención en respuesta al mismo cambio de la presión objetivo en la cámara de acumulación de presión como en el ejemplo en la figura 14. En la figura 13, se supone que en el punto t_{0} de tiempo, se produce una diferencia \DeltaP_{0} entre el valor PCTRG_{1} objetivo de la presión en la cámara de acumulación de presión y la presión PCTRG_{0} real en la cámara de acumulación de presión, y que se requiere una cantidad Q_{H} de bombeo de fluido para incrementar la presión en la cámara de acumulación de presión a continuación del cambio del valor de la presión objetivo. Se supone también que en este caso, el dispositivo de restablecimiento establece un valor determinado de cantidad de bombeo de fluido como Q_{0} (Q_{0 =}Q_{H}+Q_{R}) donde Q_{R} representa la cantidad de bombeo de fluido básica, y que el valor determinado Q_{0} de cantidad de bombeo de fluido es mayor que la cantidad de bombeo de fluido máxima Q_{MAX} de la bomba. En este caso, después del punto t_{0} de tiempo (T_{i} y posterior), la cantidad de bombeo de fluido requerida calculada por el segundo dispositivo de control se hace cero puesto que la presión objetivo en la cámara de acumulación de presión no cambia después del punto t_{0} de tiempo. Por lo tanto, el valor determinado de la cantidad de bombeo de fluido se convierte en la suma de la cantidad de bombeo de fluido básica y la cantidad traspasada en el punto t_{1} de tiempo. Consecuentemente, si la cantidad Q_{B} de bombeo de fluido básica permanece sin cambios, la cantidad traspasada determinada por el dispositivo de establecimiento de la cantidad traspasada resulta:

Q_{0} - Q_{MAX} = Q_{H} + (Q_{B} - Q_{MAX}) en el punto t_{0} de tiempo;

Q_{B} + Q_{0} - 2 \times Q_{MAX} = Q_{H} + 2 \times(Q_{B} - Q_{MAX}) en el punto t_{1} de tiempo;

2 \times Q_{B} + Q_{0} - 3 \times Q_{MAX} = Q_{H} + 3 \times (Q_{B} - Q_{MAX}) en el punto t_{2} de tiempo;

3 \times Q_{B} + Q_{0} - 4 \times Q_{MAX} = Q_{H} + 4 \times (Q_{B} - Q_{MAX}) en el punto t_{3} de tiempo.

Puesto que Q_{B} < Q_{MAX}, la cantidad traspasada disminuye después de cada operación de bombeo como se ha indicado anteriormente. Por ejemplo, en el punto t_{3} de tiempo en la figura 13, si la suma Q_{B}+(Q_{H} + 4\times(Q_{B}-Q_{MAX})) de la cantidad traspasada Q_{H} + 4\times(Q_{B}-Q_{MAX}) y la cantidad Q_{B} de bombeo de fluido básica llega a ser menor que la cantidad Q_{MAX} de bombeo de fluido máxima, la cantidad a traspasar en la operación siguiente resulta cero. Es decir, bombeando fuera una cantidad Q_{5} de bombeo de fluido establecida en esta etapa (es decir, la cantidad de bombeo de fluido bombeada en el punto t_{5}), la cantidad total de fluido requerida para incrementar la presión en la cámara de acumulación de presión para la presión objetivo cambiada tendrá que ser suministrada a la cámara de acumulación de presión. Es decir, en la invención, una vez que una cantidad Q_{H} de bombeo de fluido requerida se requiere para ser suministrada adicionalmente para incrementar la presión en la cámara de acumulación de presión desde el presente nivel hasta una presión objetivo cambiada se calcula basándose en la cantidad \DeltaP_{0} del cambio de la presión objetivo en el momento del cambio, el cálculo de una cantidad de bombeo de fluido requerida no será efectuado de nuevo a pesar de los cambios en la presión real en la cámara de acumulación de presión, a menos que la presión objetivo sea cambiada de nuevo. Si la cantidad de bombeo de fluido requerida así establecida excede la cantidad de bombeo de fluido máxima de la bomba, es decir, si la cantidad de bombeo de fluido requerida total no puede ser suministrada por una carrera de bombeo de fluido, la cantidad de bombeo de fluido requerida que no puede ser bombeada fuera por la presente carrera de bombeo es traspasada a la siguiente carrera de bombeo. A lo largo de esta operación, incluso si se produce una diferencia entre la presión de la cámara de acumulación de presión en el momento de establecer la cantidad de bombeo y la presión en el momento de bombear realmente la cantidad de bombeo de fluido, la cantidad Q_{H} exacta de fluido requerida para incrementar la presión real en la cámara de acumulación de presión hasta la presión objetivo será suministrada eventualmente a la cámara de acumulación de presión mediante una pluralidad de carreras de bombeo de fluido (cuatro carreras de bombeo en los puntos t_{2} a t_{5} de tiempo en el ejemplo de la figura 13). Si la presión objetivo se cambia después del cambio en el punto t_{0}de tiempo, a diferencia del ejemplo en la figura 13, en el que la presión objetivo permanece sin ser cambiada después del cambio en el punto t_{0} de tiempo, se calcula una nueva cantidad de bombeo de fluido requerida por el segundo dispositivo de control, y se refleja en la cantidad de bombeo de fluido total. Si la cantidad de fluido requerida total es grande, la nueva cantidad de bombeo de fluido requerida calculada por el segundo dispositivo de control se añade a la cantidad traspasada a la presente operación, y se realiza el control similar al descrito anteriormente. Por lo tanto, incluso si la presión real en la cámara de acumulación de presión difiere entre el momento de establecimiento de la cantidad de bombeo de fluido y el momento de bombear realmente la cantidad de bombeo de fluido como ocurre en el caso de una bomba de leva de dos lóbulos de tipo de ajuste de la admisión, el aparato de la invención elimina la sobrepresión y la reducción de presión, y origina que la presión real en la cámara de acumulación de presión converja con la presión objetivo en un reducido espacio de tiempo, mejorando considerablemente de ese modo la posibilidad de controlar la presión de carril común.

En la invención, si la cantidad total requerida de fluido establecida por la suma de la cantidad de bombeo de fluido requerida calculada por el segundo dispositivo de control y la cantidad traspasada establecida en el momento de la operación anterior de establecer la cantidad de bombeo de fluido es menor que un valor predeterminado, el dispositivo de establecimiento puede establecer la cantidad de bombeo de fluido básica establecida por el primer dispositivo de control como un valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido, y el dispositivo de establecimiento de la cantidad traspasada puede establecer la cantidad traspasada en cero.

En esta construcción opcional, si la cantidad de fluido requerida total calculada por el segundo dispositivo de control es menor que una cantidad predeterminada, la cantidad de fluido requerida total no se refleja en la cantidad bombeada de fluido real. La cantidad de fluido requerida total llega a ser pequeña en un caso en el que el cambio de la presión objetivo es pequeño y la diferencia entre la presión objetivo y la presión real en la cámara de acumulación de presión es pequeña. Si una cantidad de fluido requerida total pequeña se refleja en la cantidad de bombeo de fluido cada vez que esa cantidad de fluido requerida total se produce, la presión en la cámara de acumulación de presión puede llegar a ser inestable y a experimentar oscilaciones. Por lo tanto, para impedir la oscilación, el aparato de control de la invención detiene el control de la cantidad de bombeo de fluido basándose en la cantidad de fluido requerida total si la cantidad de fluido requerida total es suficientemente pequeña, es decir, si la presión, en la cámara de acumulación de presión se puede mantener sustancialmente a la presión objetivo meramente a través del control realizado por el primer dispositivo de control.

El aparato de control de la bomba de fluido de la invención puede incluir además un tercer dispositivo de control para establecer una cantidad de corrección de la realimentación para una cantidad de bombeo de fluido basada en un valor objetivo presente de la presión en la cámara de acumulación de presión y una presión real presente en la cámara de acumulación de presión, de tal manera que la presión real en la cámara de acumulación de presión llega a ser sustancialmente igual al valor objetivo, en el que el tercer dispositivo de control establece la cantidad de corrección de la realimentación de modo que la cantidad de corrección de la realimentación llega a ser menor si la cantidad de bombeo de fluido requerida iguala o excede una cantidad predeterminada y la cantidad total requerida de fluido iguala o excede una cantidad predeterminada que si la cantidad total requerida de fluido es menor que la cantidad predeterminada. Si la cantidad requerida total de fluido iguala o excede la cantidad predeterminada, el dispositivo de regulación establece como el valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido una suma de la cantidad de bombeo de fluido establecida por el primer dispositivo de control, la cantidad requerida total de fluido, y la cantidad de corrección de la realimentación.

El tercer dispositivo de control se proporciona para corregir la cantidad de bombeo de fluido de modo que la presión real en la cámara de acumulación de la presión llegue a ser sustancialmente igual a la presión objetivo. La cantidad de bombeo de fluido requerida calculada por el segundo dispositivo de control está determinada solamente por la cantidad de cambio de la presión objetivo en el momento del cambio, en tanto que la cantidad de corrección de la realimentación calculada por el tercer dispositivo de control está determinada por la presión en la cámara de acumulación de la presión existente en el momento de establecer la cantidad de bombeo de fluido. Por lo tanto, si el control basado en la cantidad requerida total de fluido y el control de la realimentación por el tercer dispositivo de control se realizan simultáneamente, puede producirse la interferencia entre ellos de modo que la presión en la cámara de acumulación de la presión pueda fluctuar. Por lo tanto, para impedir la interferencia entre los dos controles, el aparato de control de la invención reduce la influencia del control de la realimentación por el tercer dispositivo de control en la cantidad de bombeo de fluido, mientras el control basado en la cantidad total requerida de fluido se está realizando (es decir, si la cantidad total requerida de fluido es igual a o mayor que la cantidad predeterminada).

El anterior y otros objetos, características y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de realizaciones preferidas con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que se usan números similares para representar elementos similares y en los que:

la figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra un aparato de control de la bomba de combustible de la invención aplicado a un aparato de inyección de combustible de tipo de carril común de un motor de combustión interna automovilístico;

la figura 2 es un diagrama esquemático de una bomba de combustible de empujador de leva de dos lóbulos de tipo de ajuste de la admisión;

la figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de establecer una cantidad de bombeo de combustible que ha de ser bombeada por la bomba de combustible según una primera realización de la invención;

la figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de establecer la cantidad de bombeo de combustible que ha de ser bombeada por la bomba de combustible según una segunda realización de la invención;

la figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de establecer la cantidad de bombeo de combustible que ha de ser bombeada por la bomba de combustible según una tercera realización de la invención;

la figura 6 es un gráfico que ilustra un método de establecimiento de la cantidad de bombeo de combustible según una cuarta realización de la invención;

la figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de establecimiento de la cantidad de bombeo de combustible que ha de ser bombeada por la bomba de combustible según la cuarta realización de la invención;

las figuras 8 a 10 son diagramas de flujo que ilustran una operación de establecimiento de la cantidad de bombeo de combustible que ha de ser bombeada por la bomba de combustible según una quinta realización de la invención;

la figura 11 es una vista esquemática de una bomba de empujador de leva de cuatro lóbulos convencional;

la figura 12 es un gráfico que ilustra el control de presión de carril común en el que una bomba de leva de cuatro lóbulos de tipo de ajuste de la admisión se aplica a un aparato de inyección de combustible de tipo de carril común de un motor de combustión interna;

la figura 13 es un gráfico que ilustra cómo se cambia la presión en una cámara de acumulación de presión según la primera realización de la invención; y

la figura 14 es un gráfico que ilustra tecnología relacionada en la que una bomba de leva de dos lóbulos de tipo de ajuste de la admisión se aplica a un aparato de inyección de combustible de tipo de carril común de un motor de combustión interna.

Realizaciones preferidas de la presente invención se describirán detalladamente, más adelante, con referencia a los dibujos que se acompañan.

La figura 1 es un diagrama esquemático de una realización de la invención aplicada a un motor Diesel automovilístico.

Haciendo referencia a la figura 1, un motor 10 (un motor Diesel de cuatro cilindros en esta realización) tiene válvulas 1 de inyección que inyectan directamente combustible en cilindros correspondientes del motor 10. La válvula 1 de inyección de combustible está conectada a una cámara 3 de acumulación de presión común (carril común). El carril común 3 mantiene combustible a presión suministrado al mismo desde una bomba 5 de suministro de combustible de alta presión de tipo de leva interior (denominada aquí, en adelante, "bomba de alta presión") descrita más adelante, y distribuye combustible a presión a las válvulas 1 de inyección de combustible.

El combustible para el motor 10 (gasóleo en esta realización) se conserva en un tanque 7 de combustible, y se suministra desde el mismo a la bomba 5 de combustible de alta presión a través de una tubería 8 de baja presión mediante una bomba 9 de alimentación de baja presión, como se muestra en la figura 1. Expulsado de la bomba 5 de combustible de alta presión, el combustible se suministra al carril común 3 a través de una tubería 17 de alta presión. El combustible se inyecta entonces desde el carril común 3 a través de las válvulas 1 de inyección de combustible en los correspondientes cilindros del motor 10.

Un circuito 20 de control de motor (ECU) para controlar el motor 10 está configurado como un microordenador en el que están interconectados una memoria (ROM) de solamente lectura, una memoria de acceso aleatorio, un microprocesador (CPU), y puertos de entrada/salida mediante un bus bidireccional como en una construcción conocida. El ECU 20 ajusta la cantidad de combustible bombeado desde la bomba 5 de combustible de alta presión en el carril común 3 controlando una válvula de regulación de entrada de la bomba 5 como se describe más adelante, y realiza un control de presión de combustible en el que la presión de combustible en el carril común 3 es controlada de acuerdo con la carga del motor, la velocidad de giro del motor, y similares. El ECU 20 realiza también el control de inyección del combustible en el que se controla la cantidad de combustible inyectado en cada cilindro controlando el tiempo de apertura de la válvula 1 de inyección de combustible correspondiente.

Para realizar los controles mencionados anteriormente, los puertos de entrada del ECU 20 reciben varias señales eléctricas. Por ejemplo, una señal eléctrica correspondiente a la presión de combustible en el carril común 3 de un sensor 31 de presión de combustible proporcionada en el carril común es aplicada a través de otro convertidor A/D 34. Una señal correspondiente a la cantidad de la operación (cantidad de depresión) de un pedal de acelerador (no mostrado) de un sensor 35 de depresión de pedal de acelerador proporcionada por el pedal de acelerador es aplicada a un puerto de entrada del ECU 20 a través de otro convertidor A/D 34.

Además, puertos de entrada del ECU 20 reciben dos tipos de señales de un sensor 37 de ángulo de cigüeñal dispuesto cerca de un cigüeñal (no mostrado) de motor: una señal de impulsos de referencia que es emitida cuando el cigüeñal alcanza una posición angular de referencia (por ejemplo, el punto muerto superior del primer cilindro); y una señal de impulso de revolución que es emitida a intervalos de un ángulo de revolución constante del cigüeñal.

El ECU 20 calcula una velocidad de giro del cigüeñal a partir del intervalo de tiempo de las señales de impulsos de revolución, y detecta un ángulo de revolución de cigüeñal (fase) CA contando las señales de impulsos de revolución aplicadas posteriormente a la entrada de una señal de impulsos de referencia.

Puertos de salida del ECU 20 están conectados a las válvulas 1 de inyección, por medio de un circuito 40 de activación, para controlar el funcionamiento de cada válvula 1 de inyección de combustible, y también están conectados a un accionador de solenoide que controla la apertura y el cierre de la válvula de regulación de entrada de la bomba 5 de combustible de alta presión, por medio de otro circuito 40 de accionamiento, para el control de la cantidad de bombeo de la bomba 5.

La construcción de la bomba 5 de combustible de alta presión se describirá con referencia a la figura 2.

Como se muestra en la figura 2, un anillo 51 de leva interior está fijado en un alojamiento (no mostrado) de bomba. Guías 55 de zapata se hacen girar dentro del anillo 51 de leva interior mediante un árbol (no mostrado) de accionamiento de bomba. Un cilindro 54A y un cilindro 54B están formados en un bloque 54 de cilindros en las direcciones de su diámetro. Los cilindros 54A, 54B están dispuestos en planos perpendiculares al árbol de accionamiento de la bomba. Los cilindros 54A, 54B se extienden perpendiculares entre sí y están espaciados uno de otro una distancia apropiada en la dirección del eje del árbol de accionamiento de la bomba. Dentro de cada uno de los cilindros 54A, 54B, un par de empujadores 53A ó 53B están dispuestos enfrentados uno con otro.

En esta realización, el anillo 51 de leva interior es una leva de dos lóbulos que tiene los lóbulos 51A, 51B de leva.

Cada empujador está conectado a un rodillo 57 de leva que está en contacto de deslizamiento con la superficie interior del anillo 51 de leva interior. Cuando el bloque 54 de cilindros gira, cada empujador se mueve alternativamente dentro del bloque 54 de cilindros siguiendo un perfil de leva del anillo 51 de leva interior. En esta realización, los dos lóbulos 51A, 51B de leva del anillo 51 de leva interior están dispuestos simétricamente alrededor del eje o centro del árbol de accionamiento de la bomba. Por lo tanto, al girar el bloque 54 de cilindros, el par de empujadores 53A dentro del cilindro 54A y el par de empujadores 53B dentro del cilindro 54B se mueven en direcciones radialmente opuestas. Es decir, cuando los empujadores 53A se mueven radialmente hacia fuera, los empujadores 53B se mueven radialmente hacia dentro. Las cámaras 56A, 56B de bombeo que están definidas entre los empujadores 53A, 53B dentro de los cilindros 54A, 54B, respectivamente, cambian de capacidad con el movimiento alternativo de los empujadores tomando y expulsando de ese modo combustible.

Un pasaje 61A de presión de entrada está conectado a la cámara 56A de bomba del cilindro 54A como se muestra en la figura 2. Una válvula 67A de comprobación de presión conecta el pasaje 61A de presión de entrada y un pasaje 65A de presión. Una válvula 69A de comprobación de entrada conecta el pasaje 61A de presión de entrada y un pasaje 63A de entrada. Un pasaje 61B de presión de entrada similar se proporciona para la cámara 56B de bomba del cilindro 54B. El pasaje 61B de presión de entrada está conectado a un pasaje 65B de presión y un pasaje 63B de entrada, por medio de una válvula 67B de comprobación de presión y una válvula 69B de comprobación de entrada, respectivamente. Los dos pasajes 65A, 65B de presión se encuentran aguas abajo y conectan a la tubería 17 de alta presión, que conecta al carril común 3. Los dos pasajes 63A, 63B de entrada se encuentran aguas arriba y conectan a un pasaje 68 de entrada colectiva.

El pasaje 68 de entrada colectiva está conectado a la tubería 8 de baja presión que se extiende desde la bomba 9 de alimentación anteriormente mencionada, a través de una válvula 71 de regulación de entrada.

La válvula 71 de regulación de entrada en esta realización es una válvula de apertura-cierre electromagnética que tiene un accionador de solenoide. La válvula electromagnética se abre cuando el solenoide es activado eléctricamente por el circuito 40 de activación controlado por el ECU 20. la válvula se cierra cuando la electrificación se detiene.

A medida que los empujadores en un cilindro se aproximan a los lóbulos 51A, 51B de leva junto con la revolución de las dos guías 55 de zapata de la bomba 5 de combustible de alta presión, los empujadores se mueven hacia el centro del bloque 54 de cilindros, siguiendo los lóbulos de leva. La capacidad de la cámara de bomba del cilindro se reduce por tanto. Por lo tanto, el combustible en la cámara de bomba es comprimido, y bombeado fuera hacia el carril común 3, a través del pasaje 61A ó 61B de presión de entrada, la válvula 67A ó 67B de comprobación de presión, y el pasaje 65A ó 65B de presión. A medida que los empujadores pasan y se separan de las cimas de los lóbulos 51A, 51B de leva, la bomba aumenta de capacidad, de modo que entra combustible en la cámara de bomba desde el pasaje 68 de entrada colectivo a través del pasaje 63A ó 63B de entrada, la válvula 69A ó 69B de comprobación de entrada, y el pasaje 61A, 61B de presión de entrada.

Esta realización emplea la leva de dos lóbulos como se muestra en la figura 2, de modo que cada empujador bombea combustible dos veces en cada revolución de la bomba. Puesto que los dos cilindros 54A, 54B son perpendiculares entre sí, la bomba 5 en esta realización bombea combustible cuatro veces en cada revolución. En esta realización, la bomba 5 está conectada al cigüeñal del motor 10, y funciona a la mitad de revoluciones que el cigüeñal. Por lo tanto, cada uno de los cilindros 54A, 54B experimenta un ciclo de carreras de admisión y bombeo de combustible durante cada revolución del cigüeñal de 360º. Es decir, la bomba 5 bombea combustible cada 180º de giro del cigüeñal.

El método de regulación de la cantidad de bombeo según esta realización se describirá a continuación. En esta realización, la cantidad de combustible bombeada por la bomba se controla ajustando la cantidad de combustible introducido en la cámara de la bomba durante la carrera de admisión de cada cilindro. Cuando un empujador empieza la carrera de admisión después de pasar las cimas de los lóbulos 51A, 51B de la leva, el ECU 20 electrifica el accionador de solenoide de la válvula 71 de regulación de entrada y mantiene la válvula 71 de regulación de la admisión en la posición abierta durante un periodo predeterminado después de la iniciación de la carrera de admisión, de modo que entra combustible en la cámara de la bomba. Transcurrido el periodo predeterminado, el ECU 20 interrumpe la electrificación del accionador de solenoide para cerrar la válvula 71 de regulación de la admisión, de modo que el suministro de combustible en la cámara de la bomba se interrumpe durante el resto del periodo de la carrera de admisión. Cuando se inicia la carrera de bombeo, la cantidad de combustible introducido en la cámara de la bomba durante la carrera de admisión es bombeada fuera del cilindro.

Es decir, la cantidad de combustible bombeada desde la bomba 5 de combustible de alta presión está determinada por el periodo de apertura de la válvula de regulación de admisión, es decir, el periodo de activación eléctrica del accionador de solenoide, en esta realización.

En esta realización, el combustible se bombea fuera en cada giro del cigüeñal de 180º por los cilindros 54A, 54B que bombean fuera alternativamente combustible, es decir, cada cilindro termina un ciclo de carreras, cada revolución de 360º del cigüeñal, como se ha descrito anteriormente. Por lo tanto, la cantidad de combustible establecida en el punto T_{1} de tiempo inmediatamente antes de la inyección de combustible en el primer cilindro del motor es bombeada hacia el carril común 3, no inmediatamente después de la inyección de combustible en el cilindro de motor, sino una vez terminada la inyección de combustible en el cilindro siguiente (cilindro tercero). La condición de funcionamiento del motor cambia entre el punto de tiempo de establecimiento de la cantidad de combustible y el punto de tiempo de bombeo real de la cantidad de combustible durante el funcionamiento transitorio o similar del motor. Por lo tanto, puede presentarse el problema de que la cantidad así bombeada sea inadecuada para la condición de funcionamiento presente.

Medidas para resolver este problema se describirán más adelante en combinación con las realizaciones primera a sexta.

La primera realización de la invención se describirá a continuación.

La primera realización calcula una cantidad de combustible requerida para incrementar la presión de carril común desde el nivel presente hasta una presión objetivo cambiada, por ejemplo, en el punto t_{0} de tiempo en la figura 13. La cantidad requerida de combustible es suministrada al carril común mediante una operación de bombeo de combustible o varias operaciones de bombeo de combustible de acuerdo con una máxima cantidad de combustible que puede ser bombeada mediante una operación. La cantidad de combustible requerida para incrementar la presión de carril común desde el presente nivel hasta la presión objetivo cambiada es proporcional a la diferencia entre la presente presión de carril común y la presión objetivo cambiada. Suponiendo que la presión de carril común iguala a la presión objetivo antes del cambio, la cantidad de combustible requerida para el incremento de presión es proporcional solamente a la cantidad de cambio de la presión objetivo. Por lo tanto, la presión de carril común llegará a ser igual a la presión objetivo cambiada si el carril común es alimentado con la suma de la cantidad de combustible expulsada del carril común en el momento de la inyección de combustible normal, es decir, la cantidad de bombeo básica, y la cantidad de combustible requerida para el incremento, anteriormente mencionado, de la presión. Si la cantidad total de combustible requerida para el incremento de la presión no puede ser bombeada mediante una operación de bombeo de combustible de la bomba, la cantidad total de combustible requerida puede ser bombeada hacia el carril común mediante una pluralidad de operaciones de bombeo de modo que la presión de carril común aumenta eventualmente hasta la presión objetivo. La cantidad de combustible requerida para el incremento de presión está determinada por la cantidad de cambio de la presión objetivo, y no es afectada por un cambio en la presión de carril común que se produzca después del cambio de la presión objetivo. Por lo tanto, la cantidad exacta de combustible requerida para incrementar la presión de carril común hasta la presión objetivo puede ser eventualmente suministrada al carril común, incluso si la presión de carril común cambia en cada operación de bombeo de combustible. La posibilidad de controlar la presión de carril común es mejorada por lo tanto.

La figura 3 muestra un diagrama de flujo que ilustra una operación de establecimiento de la cantidad de combustible de bombeo en esta realización. Esta operación se efectúa mediante una rutina ejecutada por el ECU 20 inmediatamente antes de la inyección de combustible en cada cilindro, es decir, en puntos de tiempo como se indica mediante T_{1}, T_{2}, T_{3} en la figura 12, es decir cada 180º de giro del cigüeñal.

Cuando la operación ilustrada en la figura 3 se inicia, el ECU 20 lee una presión PC de combustible de carril común, el presente valor TAU de la instrucción de cantidad de inyección de combustible, y un valor PCTRG de la presión de carril común objetivo, en la operación 301. El valor TAU de la instrucción de cantidad de inyección de combustible se calcula basándose en la velocidad de giro del motor y una abertura de acelerador (cantidad de depresión de pedal de acelerador), mediante una rutina ejecutada separadamente por el ECU 20 antes de la operación ilustrada en la figura 3. El valor PCTRG de la presión de carril común objetivo se calcula basándose en la velocidad de giro del motor y en el valor TAU de la instrucción de cantidad de inyección de combustible.

Posteriormente, en la operación 303, un cambio \DeltaPCTRG de la presión de carril común proporcionado entre la ejecución anterior y la presente ejecución de esta operación se calcula como:

\Delta PCTRG = PCTRG - PCTRG_{OLD}

donde PCTRG_{OLD} es la presión objetivo usada en la ejecución anterior de la operación.

Posteriormente, en la operación 305, una cantidad tTFFF requerida para incrementar la presión de carril común por el cambio \DeltaPCTRG de la presión de carril común se calcula como:

tTFFF = A \times \Delta PCTRG

La cantidad de combustible requerida para incrementar la presión de carril común en \DeltaPCTRG es proporcional a \DeltaPCTRG puesto que la capacidad del carril común es constante. Por lo tanto, si la presión objetivo se incrementa en \DeltaPCTRG, resulta necesario bombear una cantidad de combustible proporcional a \DeltaPCTRG para que la presión de carril común siga el cambio de la presión objetivo. En la operación 305 se calcula la cantidad tTFFF de combustible de bombeo requerida como en la ecuación anteriormente mencionada, donde A es un factor de proporcionalidad positivo determinado a partir de la capacidad del carril común y el módulo volumétrico de combustible.

Posteriormente, en la operación 307, se calcula la presente cantidad total de combustible TFFF requerida como la suma de la cantidad TFFF_{P} traspasada en la ejecución anterior y la presente cantidad de combustible tTFFF requerida. La cantidad TFFF_{P} traspasada, se describirá más adelante.

Posteriormente, en la operación 309, el ECU 20 calcula un término de integración de la realimentación TFBKI de la cantidad de combustible de bombeo. En esta realización, el término TFBKI se determina como un valor proporcional al valor \Sigma(PCTRG - PC) obtenido acumulando la diferencia entre la presión objetivo y la presión de carril común real en cada ejecución de esta operación, es decir:

TFBKI = B \times \Sigma(PCTRG - PC) donde B es un factor de integración (valor constante).

Si la cantidad requerida de combustible se calcula basándose en la cantidad de cambio de la presión objetivo con alta precisión, la presión de carril común puede ser controlada precisamente con la presión objetivo cambiada basándose solamente en la cantidad calculada requerida de combustible. No obstante, a pesar de la alta precisión en el cálculo de la cantidad requerida de combustible, pueden producirse variaciones en las características en una construcción real debido a tolerancias con respecto a la bomba de combustible, la válvula de regulación de entrada y similares que originen un pequeño error entre la presión de carril común y la presión objetivo. Por lo tanto, además del control basado en la cantidad de cambio de la presión objetivo, esta realización emplea el termino TFBKI de integración de realimentación para el preciso control.

En la operación 311, se calcula una cantidad TFBSE de bombeo de combustible básica. Una cantidad TFBSE de bombeo de combustible básica corresponde a una cantidad de combustible bombeada fuera cuando el motor está en una condición de funcionamiento uniforme y la cantidad de inyección de combustible y el valor de la presión de carril común son constantes. La cantidad TFBSE de bombeo de combustible básica está determinada por la cantidad TAU de inyección de combustible y el valor PCTRG de la presión de carril común objetivo. En esta realización, la cantidad TFBSE de bombeo de combustible básica se prealmacena en una ROM (Memoria de Sólo Lectura) del ECU 20 en la forma de una tabla numérica que usa la cantidad TAU de inyección de combustible y el valor PCTRG de la presión de carril común objetivo.

Posteriormente, en la operación 313, el ECU 20 calcula un valor de establecimiento final de la cantidad TF de bombeo de combustible como:

TF = TFBSE + TFFF + TFBKI

Es decir, el valor establecido de la cantidad TF de bombeo de combustible se calcula como la suma de la cantidad TFBSE de bombeo de combustible en la condición estable, una cantidad de combustible TFFF necesaria para originar que la presión de carril común siga el cambio de la presión objetivo en la condición transitoria, y la cantidad compensatoria TFBKI para las variaciones en las características de diversos factores.

El valor TF representa realmente la regulación de la apertura (ángulo de cigüeñal) de la válvula 71 de regulación de entrada. A medida que el valor TF aumenta, la cantidad de bombeo de combustible aumenta.

Posteriormente, en la operación 315, se determina si la cantidad TF de bombeo establecida como se ha descrito anteriormente excede la cantidad TFMAX de bombeo de combustible máxima de la bomba 5. En esta realización, el valor TFMAX es un ángulo de cigüeñal correspondiente al final de la carrera de admisión de los empujadores de la bomba 5. No obstante, esto es meramente ilustrativo. El valor TFMAX puede ser también un valor correspondiente a un ángulo de cigüeñal predeterminado.

Si en la operación 315 se determina que TF > TFMAX, esto significa que la cantidad total de combustible realmente requerida no puede ser suministrada por la presente carrera de bombeo. La cantidad de combustible TF - TFMAX que no puede ser suministrada por la presente carrera de bombeo es traspasada a la siguiente y posteriores carreras de bombeo de combustible (operación 317). En la operación 319, la cantidad máxima TFMAX de combustible es bombeada por la presente carrera de bombeo. Es decir, si el cambio del valor PCTRG de la presión de carril común objetivo es brusco de modo que la cantidad requerida de combustible no puede ser suministrada mediante una carrera de bombeo, la cantidad requerida de combustible es suministrada por una pluralidad de carreras de bombeo de combustible para eventualmente suministrar la cantidad exacta de combustible requerida. Inversamente, si se determina que TF \leq TFMAX en la operación 315, una cantidad traspasada de combustible TFFF_{P}, se establece en 0 en la operación 321. En la operación 323, el valor PCTRG_{OLD} se actualiza para que esté preparado para la ejecución siguiente de la operación. A continuación, la presente ejecución finaliza.

Cuando la cantidad TF de bombeo de combustible es establecida por la operación descrita anteriormente, la válvula 71 de regulación de la entrada de la bomba 5 está abierta mientras el cigüeñal gira un ángulo correspondiente al valor TF a partir de la posición angular correspondiente al inicio de la carrera de admisión de empujador, de modo que la cantidad establecida de combustible se introduce en el cilindro correspondiente de la bomba 5.

Esta realización alimenta eventualmente el carril común con la cantidad exacta de combustible requerida para cambiar la presión de carril común real a continuación de un cambio de la presión de carril común objetivo. Por lo tanto, la posibilidad de controlar la presión de carril común mejora considerablemente.

La segunda realización calcula una cantidad requerida total de combustible TFFF de la misma manera que en la primera realización, pero no refleja la cantidad total TFFF en la presente cantidad de bombeo de combustible si el valor TFFF es menor que un valor predeterminado C. La cantidad TFFF aumenta a medida que el cambio del valor PCTRG de la presión de carril común objetivo aumenta. Por lo tanto, la cantidad TFFF toma valores menores a medida que el cambio en la condición de funcionamiento disminuye y la condición se aproxima a la condición estable. El valor PCTRG de la presión de carril común objetivo se calcula basándose en la velocidad de giro del motor y el valor TAU de la instrucción de cantidad de inyección de combustible, como se ha expuesto anteriormente.

Por lo tanto, puede presentarse un caso en el que el valor PCTRG de la presión de carril común objetivo fluctúe con pequeñas oscilaciones de la velocidad de giro del motor incluso durante un funcionamiento uniforme. Si la cantidad requerida total TFFF de combustible se calcula cada vez que el valor PCTRG de la presión de carril común objetivo cambia ligeramente, la fluctuación de la presión PC de combustible de carril común puede llegar a ser significativa causando oscilaciones. Por lo tanto, esta realización evita reflejar la cantidad requerida total de combustible TFFF en la cantidad de bombeo de combustible real para impedir la oscilación mecánica, si el valor TFFF disminuye hasta o por debajo del valor predeterminado.

Si la realización deja de reflejar la cantidad requerida total TFFF de combustible en la cantidad de bombeo de combustible, la realización efectúa el control proporcional de la realimentación en base a la desviación de la presión PC de combustible de carril común real de la presión objetivo PCTRG, para acelerar la convergencia de la presión de carril común con el valor objetivo. El control proporcional de la realimentación se realiza solamente cuando el control de TFFF basado en el cambio de la presión objetivo PCTRG se detiene, porque el comportamiento simultáneo del control de TFFF y el control proporcional de realimentación pueden interferir entre sí de modo que la oscilación de la presión de carril común pueda ser amplificada.

Aunque la realización anterior realiza el control proporcional de realimentación cuando el control de TFFF se detiene, el control proporcional de realimentación no es realizado necesariamente cuando el control de TFFF se detiene. También es posible realizar meramente el control basado solamente en la cantidad TFBSE de bombeo de combustible básica y el término TFBKI de integración de realimentación como en el funcionamiento normal.

La figura 4 muestra un diagrama de flujo que ilustra una operación de establecimiento de cantidad de bombeo de combustible según esta realización. Esta operación se realiza con la misma regulación que en la realización anterior.

En las operaciones 401, 403 en la figura 4, se calcula una cantidad requerida total de combustible TFFF de la misma manera que en las operaciones 301 a 307 en la figura 3.

Después de calcular la cantidad TFFF, esta realización determina en la operación 405 si el valor absoluto de la cantidad TFFF es menor que el valor predeterminado C. Si | TFFF | \geq C, el ECU 20 establece un indicador XF en 1 en la operación 413, y un término TFBKP proporcional de realimentación (descrito más adelante) en 0 en la operación 415. El indicador XF indica si la cantidad TFFF ha de ser reflejada en la cantidad de bombeo de combustible, es decir, si el control de TFFF ha de ser realizado, donde XF = 1 indica que el control de TFFF ha de ser realizado. En este caso, puesto que el término TFBKP proporcional de realimentación se establece igual a 0 en la operación 415, el control proporcional de realimentación no se realiza.

Si se determina en la operación 405 que | TFFF | < C, el ECU 20 establece el indicador XF igual a 0 (el control de TFFF se detiene) en la operación 407, y establece el valor TFFF igual 0 en la operación 409. Posteriormente, en la operación 411, el término TFBKP proporcional de realimentación se calcula como un valor proporcional a la desviación de la presión PC de combustible de carril común de la presión objetivo PCTRG, que es, TFBKP = D \times(PCTRG-PC) donde D es un factor proporcional positivo.

La constante C usada en la operación 405 es un valor límite inferior de la cantidad requerida total de combustible TFFF que puede causar oscilaciones durante el control de TFFF. El valor preciso de la constante C se establece en base a la experimentación.

Después de establecer los valores TFFF y TFBKP, el ECU 20 calcula, en la operación 417, el término TFBKI de integración de realimentación y la cantidad TFBSE de bombeo de combustible de la misma manera que en las operaciones 309, 311 en la figura 3. Posteriormente, en la operación 419, el valor establecido final de la cantidad TF de bombeo de combustible se establece como:

TF = TFBSE + TFFF + TFBKP + TFBKI

En las operaciones 421 a 429, se calcula la cantidad TFFF_{P} de bombeode combustible traspasado solamente si se está realizando el control de TFFF (XF = 1).

Esta realización detiene el control de TFFF en base a la cantidad de cambio de la presión objetivo si el valor TFFF es pequeño, como se ha descrito anteriormente. Por lo tanto, la realización puede impedir la oscilación de la presión de carril común y hacer converger la presión de carril común hacia la presión objetivo.

La tercera realización de la invención se describirá a continuación.

Como en la segunda realización, la tercera realización detiene el control de TFFF y realiza el control proporcional de realimentación si el valor TFFF llega a ser pequeño. Esta realización difiere de la segunda realización porque el control proporcional de realimentación se realiza también durante el control de TFFF. La segunda realización conmuta el modo de control entre el control de TFFF y el control proporcional de realimentación en el momento de | TFFF | = C. Aunque | TFFF | = C es un estado correspondiente a la transición desde el funcionamiento transitorio del motor al funcionamiento uniforme, la conmutación brusca desde el control de TFFF al control proporcional de realimentación en respuesta al establecimiento de | TFFF | = C puede degradar la posibilidad de controlar la presión.

Por otra parte, el comportamiento simultáneo del control de TFFF y el control proporcional de realimentación puede amplificar las oscilaciones de la presión a causa de la interferencia entre los dos controles como se ha expuesto anteriormente.

Por lo tanto, si | TFFF | \geq C, la tercera realización realiza el control proporcional de realimentación junto con el control de TFFF, con la ganancia D fijada en un valor que es menor que el usado cuando se detiene el control de TFFF. Esta fijación reduce la influencia del término TFBKP proporcional de realimentación en el valor establecido en el valor establecido de la cantidad TF de bombeo de combustible mientras el control de TFFF se está realizando, de modo que el efecto del control proporcional de realimentación disminuye. Por lo tanto, se evita la interferencia entre el control proporcional de realimentación y el control de TFFF.

La figura 5 muestra un diagrama de flujo que ilustra una operación de establecimiento de la cantidad de bombeo de combustible según esta realización. Esta operación es realizada por el ECU 20 con la misma regulación que en las realizaciones ilustradas en las figuras 3 y 4.

En las operaciones 501, 503 de la figura 5, se calcula una cantidad requerida total de combustible TFFF basándose en la cantidad de cambio de la presión objetivo de la misma manera que en las operaciones 301 a 307 en la figura 3 y operaciones 401, 403 en la figura 4.

Posteriormente, en la operación 505, el ECU 20 determina si el valor | TFFF | es menor que la constante C, como en la operación ilustrada en la figura 4. Si | TFFF | < C, el ECU 20 establece el valor TFFF igual a 0 en la operación 507, para detener el control de TFFF. Posteriormente, en la operación 509, la ganancia D del termino proporcional de realimentación se establece en un valor constante D_{2}. Inversamente, si en la operación 505 se determina que
| TFFF | \geq C, el ECU 20 no cambia el valor TFFF pero realiza el control de TFFF, y establece la ganancia D del término proporcional de realimentación en D_{1} en la operación 511, donde D_{1} es un valor positivo menor que D_{2}, es decir, 0<D_{1}<D_{2}.

En la operación 513, el ECU 20 calcula el término TFBKP proporcional de realimentación usando la ganancia D así establecida. A través de esta operación, el valor del término proporcional de realimentación se establece más pequeño en un caso en el que el control de TFFF se está realizando que en un caso en el que el control de TFFF está detenido, incluso si la diferencia entre la presión de carril común real y la presión objetivo permanece sin cambios en los dos casos. Por lo tanto, se impide la interferencia entre el control de TFFF y el control proporcional de la realimentación.

En las operaciones 519 a 523, el ECU 20 realiza la misma operación de cálculo que en las operaciones 315 a 319 en la figura 3.

De esta manera, esta realización es capaz de impedir el deterioro de la posibilidad de controlar la presión de carril común a causa de la conmutación entre el control de TFFF y el control proporcional de realimentación, y de mantener la presión de carril común precisamente en la presión objetivo.

La cuarta realización de la invención se describirá a continuación.

Esta realización no realiza el control de TFFF basado en la cantidad de cambio de la presión objetivo como se realiza en las reivindicaciones primera y tercera, sino que establece una cantidad de bombeo usando solamente la cantidad TFBSE de bombeo de combustible, el término TFBKI de integración de realimentación, y el término TFBKP proporcional de realimentación.

Esta realización prevé una presión PRPC de carril común que se produce en el instante de realizar la siguiente operación de establecimiento de la cantidad de bombeo de combustible (punto T_{2} de tiempo en la figura 12), y usa la presión PRPC de carril común prevista, en vez de la presión PC de carril común real, para calcular un término TFBKP proporcional de realimentación.

Como se indicó en la figura 12, la cantidad de combustible establecida basándose en la presión objetivo y la presión de carril común en el punto T_{1} de tiempo se suministra al punto P_{1}' de tiempo en la bomba de leva de dos lóbulos de tipo de ajuste de la admisión. Por lo tanto, si la diferencia entre la presión objetivo y la presión real es grande en el punto T_{1}' de tiempo, la cantidad de combustible suministrada al carril común en el punto P_{1}' de tiempo resultará grande. Si la cantidad de combustible bombeado hacia el carril común después del punto T_{1} de tiempo (la cantidad de combustible bombeada después de la inyección de combustible en el primer cilindro de motor) es suficientemente grande, la presión de carril común aumentará en respuesta a la operación de bombeo, de modo que la diferencia entre la presión objetivo y la presión real en el punto T_{2} resultará pequeña. En este caso, incluso aunque la diferencia entre la presión objetivo y la presión de carril común en el punto T_{2} sea pequeña, la gran cantidad de combustible establecida en el punto T_{1} de tiempo se suministra al carril común en el punto P_{1}', de modo que la presión de carril común puede aumentar más allá de la presión objetivo, resultando por tanto una sobrepresión. Inversamente, si la diferencia entre la presión objetivo y la presión de carril común en el punto T_{1} de tiempo es pequeña, la diferencia entre la presión objetivo y la presión de carril común en el punto T_{2} de tiempo puede llegar a ser grande siempre que la cantidad de combustible bombeada hacia el carril común después del punto T_{1} de tiempo sea pequeña. En este caso, el suministro de la cantidad de combustible establecida en el punto T_{1} de tiempo al carril común resulta un suministro de combustible insuficiente, de modo que la presión de carril común no alcanza la presión objetivo, es decir, se produce una presión inferior.

Por lo tanto, cuando se establece una cantidad de bombeo de combustible en el punto T_{1} de tiempo, esta realización prevé la presión PRPC de carril común en el punto T_{2} de tiempo, y usa la PRPC prevista y la presión objetivo para calcular un término TFBKP proporcional de realimentación.

Un método para calcular un valor PRPC de presión de carril común prevista se describirá a continuación.

La figura 6 es un gráfico que ilustra cambios en la presión PC de carril común entre los puntos T_{1} y T_{2} de tiempo indicados en la figura 12. En la figura 6, PD indica el periodo de disminución de la presión de carril común originado por la inyección de combustible en el primer cilindro de motor, y PU indica el periodo de aumento de la presión de carril común originado por el grupo B de empujadores después de la inyección de combustible en el primer cilindro de motor. La presión de carril común remanente en PC_{1} después del punto T_{1} tiempo, disminuye de DPD a PC_{d} durante el periodo PD de inyección de combustible. Después de éste, la presión de carril común aumenta en DPU durante el periodo PU de bombeo, y alcanza el punto T_{2} de tiempo. La disminución DPD de la presión de carril común causada por la inyección de combustible y el incremento DPU de la presión de carril común causado por la operación de bombeo de combustible pueden ser expresados como:

DPD = (Kv/VPC) \times TAU \times E

DPU = (Kv/VPC) \times TF \times F

donde Kv es el módulo volumétrico del combustible; VPC es la capacidad interior del carril común 3; TAU es la cantidad de combustible inyectada durante el periodo PD de inyección de combustible (es decir, la cantidad de combustible inyectada en el primer cilindro); TF es la cantidad de combustible bombeada al carril común 3 durante el periodo PU de bombeo de combustible (es decir, la cantidad de combustible bombeada por el grupo B de empujadores) y E, F, son factores de conversión para convertir TAU, TF en volúmenes reales.

Usando DPD, DPU y la presión PC_{1} de carril común que se produce en el punto T_{1} de tiempo, la presión de carril común que se produce en el punto T_{2} de tiempo puede ser expresada como:

PC_{2} = PC_{1} - DPD + DPU

En el punto T_{1} de tiempo, han sido calculados el valor TAU de la instrucción de cantidad de inyección de combustible durante el periodo PD y el valor establecido de la cantidad TF de bombeo de combustible durante el periodo PU. La capacidad interior VPC del carril común 3 y el módulo Kv volumétrico del combustible se conocen. Por lo tanto, si la cantidad de inyección de combustible real y la cantidad de bombeo de fluido real igualan al valor TAU de la instrucción de cantidad de inyección de combustible y al valor establecido de la cantidad TF de bombeo de combustible, respectivamente, es posible calcular DPD y DPU en el punto T_{1} de tiempo.

En esta realización, en el punto T_{1} de tiempo, DPD y DPU se calculan de la manera descrita anteriormente, y un valor previsto PRPC de la presión PC_{2} de carril común en el instante T_{2} se calcula usando la ecuación siguiente:

PRPC = PC_{1} - (Kv/VPC)\times(TAU\times E - TF\times F)

Usando la presión PRPC de carril común prevista calculada como se ha descrito anteriormente, se calcula un término TFBKP proporcional de realimentación, de modo que la presión de carril común puede ser precisamente controlada con la presión objetivo.

La figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de establecimiento de la cantidad de bombeo de combustible según esta realización. Esta operación se realiza por medio de una rutina ejecutada por el ECU 20 inmediatamente antes de la inyección de combustible en los cilindros (puntos de tiempo indicados mediante T_{1}, T_{2}, T_{3} en la figura 12, es decir cada giro de cigüeñal de 180º).

En la operación 701 en la figura 7, el ECU 20 lee la presión PC de combustible de carril común presente y la presión objetivo presente PCTRG, y el valor TAU de instrucción de cantidad de inyección de combustible y el valor establecido de cantidad TF de bombeo de combustible que han sido calculados separadamente por el ECU 20.

Posteriormente, en la operación 703, usando TAU y TF, el ECU 20 calcula una presión PRPC de carril común prevista en un ángulo de cigüeñal de 180º a partir del ángulo presente, como:

PRPC = PC - (Kv/VPC)\times(TAU\times E - TF\times F)

Posteriormente, en la operación 705, usando la presión PRPC prevista y la presión objetivo PCTRG leída en la operación 701, el ECU calcula un término proporcional TFBKP de realimentación como:

TFBKP = G \times(PCTRG - PRPC)

donde G es un factor de proporcionalidad positivo (ganancia).

Posteriormente, el ECU 20 calcula el término TFBKI de integración de realimentación en la operación 707, y calcula una cantidad TFBSE de bombeo de combustible básica de la misma manera que en las realizaciones anteriores. En la operación 711, el ECU 20 calcula un valor establecido de cantidad TF de bombeo de combustible como la suma de TFBSE, TFBKP y TFBKI, es decir:

TF = TFBSE + TFBKP + TFBKI

La quinta realización de la invención se describirá a continuación.

Esta realización realiza el control proporcional de realimentación basándose en la presión PRPC de carril común prevista como en la cuarta realización. La quinta realización difiere de la cuarta realización en que si la desviación de la presión PC de carril común presente de la presión PCTRG objetivo es menor que un valor predeterminado, la quinta realización no usa la presión PRPC prevista, sino que usa la presión PC de carril común real para realizar un control proporcional de realimentación similar.

El valor PRPC de la presión de carril común prevista se calcula basándose en el valor TAU de la instrucción de cantidad de inyección de combustible y el valor establecido de cantidad TF de bombeo de combustible como se ha descrito anteriormente. No obstante, debido a variaciones en características resultantes de las tolerancias referentes a las válvulas de inyección y la bomba de combustible, la cantidad de inyección de combustible real y la cantidad de bombeo de combustible real pueden ser ligeramente diferentes de TAU y TF, respectivamente. Si es así, el valor PRPC de la presión de carril común contiene un cierto error de previsión. Por lo tanto, si el control de realimentación se realiza usando solamente el valor previsto PRPC, la presión de carril común real puede ser controlada con una desviación del valor de la presión PCTRG objetivo mediante el error de previsión anteriormente mencionado. Para eliminar esta desviación, esta realización detiene el control proporcional de realimentación basándose en la presión prevista y conmuta al control basado en la presión de carril común real, cuando la presión de carril común real se aproxima suficientemente a la presión objetivo, más concretamente, dentro del error de previsión de la presión objetivo. Por medio de esta operación, la presión de carril común es controlada precisamente con la presión objetivo.

La figura 8 muestra un diagrama de flujo que ilustra una operación de establecimiento de la cantidad de bombeo de combustible según esta realización. Esta operación es realizada por el ECU 20 con la misma regulación que en la operación ilustrada en la figura 7.

En la operación 801, en la figura 8, el ECU 20 lee en PCTRG, PC, TAU, TF como en la operación 701 en la
figura 7.

Posteriormente, en la operación 803, el ECU 20 determina si el valor absoluto | PCTRG - PC | de la diferencia entre la presión objetivo PCTRG y la presión PC de carril común real, leída en la operación 801, es igual a o mayor que un valor positivo Pe predeterminado. El valor Pe corresponde al error de previsión contenido en la presión PRPC de carril común prevista, y un valor preciso del mismo es determinado mediante experimentos.

Si en la operación 803 se determina que: | PCTRG - PC | \geq Pe, el ECU 20 calcula un valor previsto PRPC, y calcula un término TFBKP proporcional de realimentación a partir del valor previsto PRPC, de la misma manera que en las operaciones 703, 705 en la figura 7.

Inversamente, si en la operación 803 se determina que | PCTRG - PC | < Pe, el funcionamiento continúa en la operación 809, en la que un valor del término proporcional de realimentación TFBKP se calcula a partir de la presión PC de carril común real usando la ecuación TFBKP = H \times(PCTRG - PC), para evitar el efecto del error de previsión en el control de la presión. El factor H de proporcionalidad (ganancia) usado en la operación 809 se establece menor que la ganancia G usada en la operación 807, es decir, 0<H<G. El procedimiento en la operación 809 se realiza porque la presión PC de carril común real se aproxima a la presión PCTRG objetivo. Puesto que la ganancia del término proporcional TFBKP de realimentación usado en la operación 809 tiene un valor reducido, la presión de carril común real puede converger favorablemente hacia la presión objetivo.

Después de fijar el término proporcional TFBKP de realimentación como se ha descrito anteriormente, el ECU 20 calcula el término TFBKI de integración de la realimentación y la cantidad TFBSE de bombeo de combustible básica en las operaciones 811, 813, y calcula un valor establecido de cantidad TF de bombeo de combustible como la suma de TFBKI y TFBSE en la operación 815, de manera similar a la usada en las operaciones 707 a 711 en la figura 7.

La sexta realización de la invención se describirá a continuación. Las realizaciones primera y tercera realizan solamente el control usando la cantidad requerida total de combustible TFFF basándose en la cantidad de cambio de la presión objetivo PCTRG. La cuarta y la quinta realizaciones realizan solamente el control proporcional de realimentación basándose en el valor previsto PRPC de la presión de carril común. En contraste, la sexta realización usa ambos, el control de TFFF como en la segunda realización y el control proporcional de realimentación basado en el valor de la presión de carril común previsto como en la cuarta realización, para controlar así la presión de carril común precisamente con la presión objetivo con una respuesta mejorada.

Las figuras 9 y 10 muestran un diagrama de flujo que ilustra una operación de establecimiento de la cantidad de bombeo de combustible según esta realización.

Esta operación se realiza por medio de una rutina ejecutada por el ECU 20 inmediatamente antes de la inyección de combustible en los cilindros (puntos de tiempo indicados por T_{1}, T_{2}, T_{3} en la figura 12, es decir, cada giro de 180º del cigüeñal). En las figuras 9 y 10, el funcionamiento en las operaciones 901, 903, 933 a 941 corresponde al control que usa la cantidad requerida total de combustible TFFF en base a la cantidad de cambio de la presión objetivo PCTRG, y el funcionamiento en las operaciones 919 a 925 corresponde al control proporcional de la realimentación basado en el valor PRPC de la presión de carril común prevista.

El diagrama de flujo de las figuras 9 y 10 se describirá brevemente. En la operación 901 en la figura 9 el ECU 20 lee en el valor PCTRG de la presión de carril común objetivo, la presión PC de carril común real, el valor TAU de la instrucción de cantidad de inyección de combustible y el valor establecido de la cantidad TF de bombeo de combustible. En las operaciones 903, 905, el ECU 20 calcula una cantidad requerida total de combustible TFFF a partir de PCTRG usando PCTRG_{OLD} y TFFF_{p} de la misma manera que en las operaciones 303 a 307 en la figura 3.

Si el valor | TFFF | es menor que el valor predeterminado C en la operación 907, el ECU 20 establece el indicador XF en 0 en la operación 909, y restablece la cantidad requerida total de combustible TFFF en 0 para detener el control basado en el valor TFFF en la operación 911, y establece la ganancia J del término proporcional TFBKP de realimentación en J_{2} en la operación 913. Inversamente, si el valor | TFFF | es igual o mayor que el valor predeterminado C en la operación 907, el ECU 20 establece el indicador XF igual a 1 en la operación 915, para realizar el control basado en el valor TFFF calculado en la operación 905. En la operación 917, el ECU 20 establece la ganancia J del término TFBKP proporcional de realimentación igual a J_{1}. En este caso, se realiza tanto el control de TFFF como el control de TFBKP. Para impedir la interferencia entre los dos controles, la ganancia J_{1} se establece menor que J_{2}, es decir, 0 < J_{1} < J_{2}.

Posteriormente, en las operaciones 919 a 925 en la figura 10, el ECU 20 realiza operaciones similares a las de las operaciones 803 a 809 en la figura 8. Es decir, si la desviación de la presión PC de carril común presente de la presión objetivo PCTRG es igual o mayor que el valor predeterminado Pe, el ECU 20 establece la ganancia J igual a J_{3}, es decir, 0 < J_{3} < J_{2}, en la operación 922, y establece un término TFBKP proporcional de realimentación basado en el valor PRPC de la presión de carril común prevista en las operaciones 921, 923. Si la desviación de la presión de carril común real es menor que el valor predeterminado Pe, el ECU 20 calcula un término TFBKP proporcional de realimentación basado en la presión PC de carril común real en la operación 925.

En las operaciones 927, 929, el ECU 20 calcula un término TFBKI de integración de realimentación y una cantidad TFBSE de bombeo de combustible básica como en las operaciones 811, 813 en la figura 8. En la operación 931, el ECU 20 calcula un valor establecido de la cantidad TF de bombeo de combustible como:

TF = TFBSE + TFFF + TFBKP + TFBKI

En las operaciones 933 a 941, el ECU 20 calcula una cantidad traspasada de combustible TFFF_{P} solamente si el valor del indicador XF es 1 (es decir, solamente si el control de TFFF se realiza) como en las operaciones 421 a 427 en la figura 4.

Realizando tanto el control que usa la cantidad requerida total de combustible TFFF basado en la cantidad de cambio de la presión objetivo como el control proporcional de realimentación basado en el valor de la presión de carril común previsto como se ha descrito anteriormente, esta realización mejora más la posibilidad de controlar la presión de carril común.

Aunque la presente invención ha sido descrita con referencia a las que actualmente se consideran las realizaciones preferidas de la misma, se ha de entender que la invención no está limitada a las realizaciones o construcciones descritas. Por el contrario, la invención está destinada a cubrir varias modificaciones y disposiciones equivalentes. Por ejemplo, aunque en las realizaciones primera a tercera, el control que usa la cantidad requerida total de combustible TFFF basado en la cantidad de cambio de la presión objetivo se aplica a una bomba de leva de dos lóbulos de tipo de ajuste de entrada, también es posible aplicar el control de TFFF a una bomba de leva de cuatro lóbulos de tipo de carrera previa.

Como se deduce de la descripción anterior, la invención mejora ventajosamente la posibilidad de controlar la presión de carril común durante el control de la cantidad de combustible bombeado por la bomba de combustible, de modo que, por ejemplo, una bomba de leva de dos lóbulos puede ser usada para suministrar combustible a un carril común de un motor de combustión interna.

Un aparato y un método controlan una cantidad de fluido a presión que ha de ser bombeado mediante una bomba de fluido de alta presión en un carril común, usando un circuito de control (ECU), para mejorar la posibilidad de controlar la cantidad de bombeo de la bomba de fluido. El ECU establece una cantidad de bombeo de fluido de base basándose en un valor objetivo de la presión en el carril común y una cantidad de fluido expulsado del carril común. El ECU calcula también una cantidad de bombeo de fluido requerida para originar que la presión real del carril común siga un cambio de una presión objetivo del carril común basado en una cantidad de cambio de la presión objetivo. El ECU establece la suma de la cantidad de bombeo de fluido básica, la cantidad de bombeo de fluido requerida y una cantidad traspasada de fluido, como un valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido. Si el valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido excede una capacidad predeterminada de la bomba de fluido, el ECU establece una diferencia entre el valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido y la capacidad predeterminada como cantidad traspasada de fluido que se traspasa a una fijación siguiente de la cantidad de bombeo de fluido, reflejando de ese modo la diferencia entre ambas en un valor establecido siguiente de la cantidad de bombeo de fluido.

Claims (12)

1. Aparato de control de bomba de fluido para una bomba (5) de fluido para bombear fluido a una cámara (3) de acumulación de presión que mantiene el fluido a presión, que comprende:

primeros medios de control para establecer una cantidad (TFBSE) de bombeo de fluido básica que ha de ser bombeada por la bomba (5) de fluido basándose en un valor objetivo (PCTRG) de la presión en la cámara (3) de acumulación;

segundos medios de control para calcular una cantidad (tTFFF) de bombeo de fluido requerida para llevar una presión (PC) en la cámara (3) de acumulación de presión desde un presente nivel al valor objetivo (PCTRG) de la presión en base a un cambio (\DeltaPCTRG) del valor objetivo (PCTRG) de la presión desde el valor objetivo establecido anterior (PCTRG_{OLD}) de la presión;

medios de establecimiento para establecer una suma (TF) de una cantidad requerida total de fluido que incluye la cantidad (tTFFF) de bombeo de fluido requerida calculada por los segundos medios de control, y la cantidad (TFBSE) de bombeo de fluido básica de la bomba (5) de fluido establecida por los primeros medios de control, como un valor establecido (TF) de la cantidad de bombeo de fluido que ha de ser bombeada por la bomba (5) de fluido; y

medios de establecimiento de la cantidad a traspasar para, si el valor establecido (TF) de la cantidad de bombeo de fluido que establecen los medios de establecimiento excede la cantidad (TFMAX) de bombeo de fluido predeterminada de la bomba (5) de fluido, establecer una cantidad (TFFF_{P}) a traspasar de fluido mediante la cual el valor establecido (TF) de la cantidad de bombeo de fluido excede la cantidad (TFMAX) de bombeo de fluido predeterminada, siendo traspasada la cantidad (TFFF_{P}) de fluido a traspasar al siguiente establecimiento de la cantidad de bombeo.

2. Un aparato de control de bomba de fluido según la reivindicación 1, caracterizado porque

la cantidad requerida total (TFFF) de fluido es una suma de la cantidad (tTFFF) de bombeo de fluido requerida y la cantidad (TFFF_{P}) traspasada.

3. Un aparato de control de bomba de fluido según la reivindicación 2, caracterizado porque

los medios de establecimiento establecen la cantidad (TFBSE) de bombeo de fluido básica como el valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido, y los medios de establecimiento de la cantidad a traspasar establecen la cantidad (TFFF_{P}) a traspasar igual a cero cuando la cantidad requerida total (TFFF) de fluido es menor que una cantidad predeterminada (TFMAX).

4. Un aparato de control de bomba de fluido según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende además:

medios de previsión para calcular una presión prevista (PRPC) en la cámara (3) de acumulación de presión que tiene lugar antes de iniciar una siguiente operación de bombeo de fluido, basándose en una presión (PC_{1}) en la cámara (3) de acumulación de presión que se produce antes de iniciar una presente operación de bombeo de fluido, una cantidad (TAU) de fluido expulsada desde la cámara (3) de acumulación de presión, y una cantidad (TF)de bombeo de fluido;

medios de realimentación de la previsión para establecer una cantidad (TFBKI) de realimentación de la previsión para la cantidad de bombeo de fluido basándose en el valor objetivo (PCTRG) de la presión y la presión (PRPC) en la cámara (5) de acumulación de presión prevista por los medios de previsión, de tal manera que la presión en la cámara (3) de acumulación de presión que se produce en un momento de terminación de la siguiente operación de bombeo de fluido llega a ser sustancialmente igual al valor objetivo (PCTRG) de la presión; y

medios de corrección para corregir la cantidad (TF) de bombeo de fluido que ha de ser bombeada durante la siguiente operación de bombeo de fluido cuya cantidad de bombeo de fluido es establecida por los medios de establecimiento, usando la cantidad (TFBKI) de realimentación de la previsión.

5. Un aparato de control de bomba de fluido según la reivindicación 1, caracterizado porque

el aparato comprende además terceros medios de control para establecer una cantidad (TFBKP) de corrección de la realimentación para una cantidad de bombeo de fluido basándose en el valor objetivo (PCTRG) de la presión y en una presión real presente (PC) en la cámara (3) de acumulación de presión, de tal manera que la presión real (PC) en la cámara (3) de acumulación de presión llega a ser sustancialmente igual al valor objetivo (PCTRG) de la presión, y

si la cantidad total requerida (TFFF) de fluido iguala o excede la cantidad (TFMAX) de bombeo de fluido predeterminada, los terceros medios de control establecen la cantidad de corrección de realimentación (TFBKP) de modo que la cantidad de corrección de realimentación (TFBKP) resulta menor que si la cantidad requerida total (TFFF) de fluido es menor que la cantidad de bombeo de fluido predeterminada (TFMAX), y

los medios de establecimiento establecen como valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido una suma de la cantidad de fluido básica (TFBSE) establecida por los primeros medios de control, la cantidad requerida total (TFFF) de fluido, y la cantidad de corrección de realimentación (TFBKP).

6. Un aparato de control de bomba de fluido según la reivindicación 1, caracterizado porque

el aparato comprende además terceros medios de control para establecer una cantidad (TFBKP) de corrección de realimentación para una cantidad de bombeo de fluido basada en el valor objetivo (PCTRG) de la presión y una presión real presente (PC) en la cámara (3) de acumulación de presión, de tal manera que la presión real (PC) en la cámara (3) de acumulación de presión llega a ser sustancialmente igual al valor objetivo (PCTRG) de la presión, y

los medios de establecimiento establecen como el valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido una suma de la cantidad (TFBSE) de bombeo de fluido básica establecida por los primeros medios de control y la cantidad (TFBKP) de corrección de realimentación establecida por los terceros medios de control cuando la cantidad requerida total de fluido iguala o excede la cantidad (TFMAX) de bombeo de fluido predeterminada.

7. Un método de control de bomba de fluido para una bomba (5) de fluido destinada a bombear fluido en una cámara (3) de acumulación de presión que mantiene el fluido a presión, que comprende las operaciones de:

establecer una cantidad (TFBSE) de bombeo de fluido básica que ha de ser bombeada por la bomba (5) de fluido basándose en un valor objetivo (PCTRG) de la presión en la cámara (3) de acumulación de presión;

calcular una cantidad (tTFFF) de bombeo de fluido requerida para llevar una presión (PC) en la cámara (3) de acumulación de presión de una presión presente al valor objetivo (PCTRG) de la presión basándose en un cambio (\DeltaPCTRG) del valor objetivo (PCTRG) de la presión desde el valor objetivo anterior (PCTRG_{OLD}) de la presión;

establecer una suma (TF) de una cantidad requerida total de fluido que incluye la cantidad (tTFFF) de bombeo de fluido requerida calculada en la operación de cálculo, y la cantidad (TFBSE) de bombeo de fluido básica de la bomba (5) de fluido establecida basándose en el valor objetivo (PCTRG) de la presión, como un valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido que ha de bombear la bomba (5) de fluido; y

establecer una cantidad traspasada (TFFF_{P}) mediante la cual el valor establecido de la cantidad de bombeo excede una cantidad (TFMAX) de bombeo de fluido predeterminada de la bomba (%) de fluido, siendo traspasada la cantidad (TFFF_{P}) a un siguiente establecimiento de la cantidad de bombeo de fluido, si el valor establecido (TF) de la cantidad de bombeo de fluido excede la cantidad de bombeo de fluido predeterminada (TFMAX).

8. Un método de control de bomba de fluido según la reivindicación 7, caracterizado porque

la cantidad requerida total (TFFF) de fluido es una suma de la cantidad de bombeo de fluido requerida (tTFFF) y la cantidad traspasada (TFFF_{P}).

9. Un método de control de bomba de fluido según la reivindicación 8, caracterizado porque

la cantidad de bombeo de fluido básica (TFBSE) se establece como el valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido y la cantidad traspasada (TFFF_{P}) se establece igual a cero cuando la cantidad requerida total (TFFF) de fluido es menor que la cantidad predeterminada (TFMAX).

10. Un método de control de bomba de fluido según la reivindicación 9, caracterizado porque comprende además las operaciones de:

prever una presión (PRPC) en la cámara (3) de acumulación de presión que se produce antes de iniciar una siguiente operación de bombeo de fluido, basándose en una presión (PC_{1}) en la cámara (3) de acumulación de presión que se produce antes de iniciar una operación de bombeo de fluido presente, una cantidad (TAU) de fluido expulsada de la cámara (3) de acumulación de presión, y una cantidad (TF) de bombeo de fluido;

establecer una cantidad (TFBKI) de realimentación de previsión para la cantidad de bombeo de fluido basándose en el valor objetivo (PCTRG) de la presión y la presión prevista (PRPC) en la cámara (3) de acumulación de presión, de tal manera que la presión en la cámara (3) de acumulación de presión que se produce en un momento de terminación de la operación de bombeo siguiente llega a ser sustancialmente igual al valor objetivo (PCTRG) de la presión;
y

corregir el valor establecido de la cantidad (TF) de bombeo de fluido que ha de ser bombeada durante la operación siguiente, usando la cantidad (TFBKI) de realimentación de la previsión.

11. Un método de control de bomba de fluido según la reivindicación 7, caracterizado porque:

se establece una cantidad (TFBKP) de corrección de realimentación para una cantidad de bombeo basándose en el valor objetivo (PCTRG) de la presión y una presión real (PC) presente en la cámara (3) de acumulación de presión, de tal manera que la presión real (PC) en la cámara (3) de acumulación de presión llega a ser sustancialmente igual al valor objetivo (PCTRG) de la presión, y

si la cantidad (tTFFF) de bombeo de fluido requerida iguala o excede una cantidad predeterminada (TFMAX) y la cantidad requerida total (TFFF) de fluido iguala o excede una cantidad predeterminada (TFMAX), la cantidad (TFBKP) de corrección de realimentación resulta más pequeña que si la cantidad requerida total (TFFF) de fluido es menor que la cantidad predeterminada (TFMAX), y

se establece una suma de la cantidad de bombeo de fluido básica (TFBSE), la cantidad requerida total de fluido (TFFF) y la cantidad (TFBKP) de corrección de realimentación como valor establecido (TF) de la cantidad de bombeo de fluido.

12. Un método de control de bomba de fluido según la reivindicación 7, caracterizado porque:

se establece una cantidad (TFBKP) de corrección de realimentación para la cantidad de bombeo de fluido basada en el valor objetivo (PCTRG) de la presión y una presión (PC) real presente en la cámara (3) de acumulación de presión de tal manera que la presión real (PC) en la cámara (3) de acumulación de presión llega a ser sustancialmente igual al valor objetivo (PCTRG) de la presión, y

se establece una suma de la cantidad (TFBSE) de bombeo de fluido básica y la cantidad (TFBKP) de corrección de realimentación como el valor establecido de la cantidad de bombeo de fluido cuando la cantidad requerida total (TFFF) de fluido es menor que la cantidad predeterminada (TFMAX).