ES2233342T3 - Sistema de alimentacion de combustible para una maquina motriz de combustion interna, particularmente de un vehiculo de motor. - Google Patents
Sistema de alimentacion de combustible para una maquina motriz de combustion interna, particularmente de un vehiculo de motor.Info
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Abstract
Procedimiento para el accionamiento de un sistema de alimentación de combustible (1) para una máquina de combustión interna, particularmente de un vehículo de motor, en el que se bombea combustible desde una bomba (6, 10) hacia un acumulador de presión (2), y en el que la presión en el acumulador de presión (2) se puede controlar y/o regular mediante una válvula de control de presión (4), en el que la válvula de control de presión (4) se cierra cuando se tiene que arrancar la máquina de combustión interna pero aún no existe ningún movimiento de giro, caracterizado porque la válvula de control de presión (4) se controla y/o regula de acuerdo con un modo normal de funcionamiento cuando se supera un valor límite (NG) predeterminado para el número de revoluciones por minuto.
Description
Sistema de alimentación de combustible para una
máquina motriz de combustión interna, particularmente de un vehículo
de motor.
La invención se refiere a un procedimiento para
el accionamiento de un sistema de alimentación de combustible para
una máquina motriz de combustión interna, particularmente de un
vehículo de motor, en el que el combustible se bombea mediante una
bomba hacia un acumulador de presión, y en el que la presión en el
acumulador de presión se puede controlar y/o regular mediante una
válvula de control de presión. Asimismo, la invención se refiere a
un programa correspondiente, a un medio de almacenamiento
correspondiente, así como a una unidad de mando correspondiente para
una máquina motriz de combustión interna.
Del documento DE 19539885 A1 se conoce un
procedimiento de este tipo. De acuerdo con el documento
DE-A-3304605, un acumulador de
presión para combustible se carga a través del motor de
arranque.
Cada vez se fijan requisitos más exigentes a una
máquina motriz de combustión interna de, por ejemplo, un vehículo de
motor en lo que respecta a una reducción del consumo de combustible
y de los gases de escape generados, a la vez que se desea una mayor
potencia. Para ello, las modernas máquinas de combustión interna
están provistas de un sistema de alimentación de combustible, en el
que el suministro de combustible hacia la cámara de combustión de la
máquina de combustión interna se controla y/o regula
electrónicamente, particularmente mediante una unidad de mando
asistida por ordenador. De este modo, es posible inyectar el
combustible en un tubo de aspiración de aire de la máquina de
combustión interna, o directamente a la cámara de combustión de la
máquina de combustión interna.
Particularmente, en el modelo mencionado en
último lugar, la denominada inyección directa, es necesario que el
combustible se inyecte bajo presión a la cámara de combustión. Para
ello está previsto un acumulador de presión, en el que se bombea el
combustible mediante una bomba y se somete a una elevada presión.
Desde allí se inyecta el combustible a las cámaras de combustión de
la máquina de combustión interna a través de unas válvulas de
inyección.
En la mayoría de los casos, al arrancar la
máquina de combustión interna no se encuentra presente, o al menos
no inmediatamente, la elevada presión anteriormente mencionada. Por
ello, es necesario controlar y/o regular de forma especial el
arranque de la máquina de combustión interna. Para ello es necesario
cumplir las condiciones de compatibilidad anteriormente mencionadas,
como, por ejemplo, un bajo nivel de expulsión de sustancias
contaminan-
tes.
tes.
El objetivo de la invención es lograr un
procedimiento para el accionamiento de un sistema de alimentación de
combustible para una máquina de combustión interna, mediante el cual
se pueda realizar un arranque de la máquina de combustión interna lo
más óptimo posible.
Este objetivo se alcanza de acuerdo con la
invención mediante un procedimiento o un sistema de alimentación de
combustible del tipo mencionado al principio con las características
de la reivindicación 1.
Mediante el cierre de la válvula de control de
presión se logra un estado definido de la máquina de combustión
interna para el proceso de arranque inicial. Asimismo, también se
logra con ello que la presión en el acumulador de presión no siga
cayendo.
Cuando se cierra la válvula de control de presión
mediante la conexión del encendido, y cuando mediante esta conexión
del encendido también se conecta la bomba para el transporte de
combustible hacia el acumulador de presión, ello tiene como
consecuencia que la presión en el acumulador de presión dependa de
la capacidad de transporte de la bomba y, en su caso, aumente
correspondientemente. Esto resulta particularmente ventajoso para el
arranque previsto de la máquina de combustión interna.
Mediante el control y/o la regulación durante el
funcionamiento normal una vez superado el valor umbral predefinido
para el número de revoluciones por minuto, se logra de una forma
sencilla la transición del control y/o de la regulación de la
máquina de combustión interna desde el proceso de arranque al modo
normal de funcionamiento.
En una conformación ventajosa de la invención, la
válvula de control de presión se abre al menos parcialmente cuando
se ha arrancado la máquina de combustión interna y se encuentran
presentes los primeros movimientos de giro. De este modo, es posible
controlar y/o regular la presión en el acumulador de presión con la
ayuda de la válvula de control de
presión.
presión.
En una variante ventajosa de la invención, la
válvula de control de presión se abre en función de la temperatura
de la máquina de combustión interna. De este modo, se puede adaptar
la presión en el acumulador de presión a la temperatura de la
máquina de combustión interna.
En otra variante ventajosa de la invención, la
válvula de control de presión se abre en función del número de
inyecciones ya realizadas a la máquina de combustión interna. De
este modo, se puede adaptar de una forma sencilla la presión en el
acumulador de presión al desarrollo del proceso de arranque.
Resulta especialmente importante la realización
del procedimiento de acuerdo con la invención en forma de un
elemento de mando previsto para una unidad de mando de una máquina
de combustión interna, particularmente de un vehículo de motor. Para
ello, el elemento de mando tiene almacenado un programa que se puede
ejecutar en un equipo de cálculo, particularmente en un
microprocesador, y que es adecuado para la realización del
procedimiento de acuerdo con la invención. Como elemento de mando se
puede utilizar particularmente un medio de almacenamiento eléctrico,
como, por ejemplo, una memoria de sólo lectura.
De la descripción que se ofrece a continuación de
unos ejemplos de realización de la invención representados en las
figuras del dibujo se deducen otras características, posibilidades
de uso y ventajas de la invención.
Figura 1 muestra una representación esquemática
de un ejemplo de realización de un sistema de alimentación de
combustible de acuerdo con la invención,
figura 2 muestra un diagrama esquemático de
bloque de un ejemplo de realización de un procedimiento de acuerdo
con la invención para el accionamiento de un sistema de alimentación
de combustible de la figura 1, y
figura 3 muestra un diagrama esquemático en
función del tiempo correspondiente al procedimiento de la figura
2.
En la figura 1 se representa un sistema de
alimentación de combustible 1 previsto para su uso en una máquina de
combustión interna de un vehículo de motor. El sistema de
alimentación de combustible 1 consiste en el denominado sistema
Common-Rail, que se utiliza particularmente en una
máquina de combustión interna con inyección directa de gasolina.
El sistema de alimentación de combustible 1
presenta un acumulador de presión 2 provisto de un sensor de presión
3 y una válvula de control de presión (DSV) 4. El acumulador de
presión 2 está conectado con una bomba de alta presión 6 a través de
una tubería de presión 5. La bomba de alta presión 6 está acoplada a
la máquina de combustión interna y genera una alta presión al girar
la máquina de combustión interna. La bomba de alta presión 6 está
conectada a la válvula de control de presión 4 a través de una
tubería de presión 8. La válvula de control de presión 4 y con ello
también la bomba de alta presión 6 está conectada con una bomba
eléctrica de combustible 10 a través de una tubería de presión 9 y
un filtro, la cual es adecuada para aspirar combustible desde un
depósito de combustible 11. La bomba eléctrica de combustible 10
genera una presión tan pronto como se la conecta a una tensión. Este
es el caso, al menos brevemente, cuando se conecta el encendido del
vehículo de motor.
El sistema de alimentación de combustible 1
presenta cuatro válvulas de inyección 13, conectadas con el
acumulador de presión 2 a través de unas tuberías de presión 14. Las
válvulas de inyección 13 son adecuadas para inyectar combustible a
unas cámaras de combustión correspondientes de la máquina de
combustión interna.
El sensor de presión 3 está conectado con una
unidad de mando 16 a través de una línea de señal 15, a la que se
encuentran conectadas además varias líneas de señal diferentes que
actúan como líneas de entrada. La bomba de combustible 10 está
conectada con la unidad de mando 16 a través de una línea de señal
17, y la válvula de control de presión 4 a través de una línea de
señal 18. Asimismo, las válvulas de inyección 13 están conectadas a
la unidad de mando 16 a través de unas líneas de señal 19.
Durante el funcionamiento normal de la máquina de
combustión interna, el combustible se bombea mediante la bomba de
combustible 10 desde el depósito de combustible 11 hacia la bomba de
alta presión 6. Con la ayuda de la bomba de alta presión 6 se genera
una presión en el acumulador de presión 2, que se mide mediante el
sensor de presión 3 y que se puede controlar y/o regular mediante un
accionamiento correspondiente de la válvula de control de presión 4
y/o el control de la bomba de combustible 10 hasta un valor deseado.
El combustible se inyecta de este modo en las cámaras de combustión
de la máquina de combustión interna a través de las válvulas de
inyección 13.
Para dimensionar la cantidad de combustible a
inyectar en la cámara de combustión correspondiente es fundamental,
entre otros, la presión en el acumulador de presión 2. Cuanto mayor
sea la presión en el acumulador de presión 2, tanto más combustible
se inyecta en la cámara de combustión durante el mismo tiempo de
inyección. Esta presión en el acumulador de presión 2 se puede
controlar y/o regular mediante la unidad de mando 16.
La unidad de mando 16 controla para ello, por
ejemplo, la válvula de control de presión 4 en su estado cerrado, de
tal forma que la bomba de alta presión 6 y la bomba de combustible
10 generan una presión creciente en el acumulador de presión 2. Esta
presión creciente se puede medir mediante un sensor de presión
3.
También es posible que la unidad de mando 16
incremente el número de revoluciones por minuto de la bomba de
combustible 10, lo que da lugar a una mayor capacidad de transporte
de la bomba de combustible 10 y tiene como consecuencia una mayor
presión en el acumulador de presión 2. El incremento de esta presión
y con ello el incremento del número de revoluciones por minuto o de
la capacidad de transporte de la bomba de combustible 10 se puede
determinar igualmente mediante un sensor de presión 3.
Para el arranque de la máquina de combustión
interna se tiene que tener en cuenta una pluralidad de condiciones
de compatibilidad especiales. Esto se realiza en la unidad de mando
16 mediante el siguiente procedimiento representado a través de las
figuras 2 y 3. Para ello se pueden implementar los bloques
individuales del procedimiento por ejemplo como módulos de un
programa o similar en la unidad de mando 16.
Antes de un instante t1 representado en la figura
3, el sistema de encendido de la máquina de combustión interna aún
no se ha conectado y el motor de arranque de la máquina de
combustión interna todavía no se ha accionado. Las dos señales
binarias Bst y Bstend representadas en la figura 3 presentan un
estado irrelevante, al menos para la presente descripción.
Las señales binarias Bst y Bstend presentan las
siguientes características a continuación del instante t1. La señal
binaria Bst sólo está a "1" cuando se encuentra conectado el
encendido, el motor de arranque provoca un movimiento de giro de la
máquina de combustión interna, pero la máquina de combustión interna
aún no ha superado el límite NG predefinido para el número de
revoluciones por minuto. La señal binaria Bstend pasa a "1"
cuando ha finalizado el arranque de la máquina de combustión
interna, esto es, cuando la máquina de combustión interna ha
superado el límite NG predefinido para el número de revoluciones por
minuto.
En el instante t1 se conecta el encendido de la
máquina de combustión interna, si bien el motor de arranque aún no
realiza ningún movimiento de giro. Esto significa que un usuario del
vehículo de motor quiere arrancar la máquina de combustión interna,
pero la máquina de combustión interna aún no realiza ningún
movimiento de giro. Las señales binarias Bst y Bstend se encuentran
a "0" en el instante t1. A partir del instante t1 y hasta el
instante t2, el encendido permanece conectado y el motor de arranque
aún no está accionado. Las señales binarias Bst y Bstend permanecen
a "0".
En el espacio de tiempo comprendido entre los
instantes t1 y t2 se cierra la válvula de control de presión 4. Para
ello se transmite, de acuerdo con la figura 2, una relación de paso
K predefinida, preferentemente constante, a la válvula de control de
presión 4 a través de dos interruptores 20, 21. La válvula de
control de presión 4 se pasa a su estado cerrado con la relación de
paso K, siempre y cuando la válvula de control de presión 4 no esté
cerrada, o se mantendrá el estado cerrado de la válvula de control
de presión 4.
Para ello se invierten las dos señales binarias
Bst y Bstend mediante dos inversores 22, 23 y se conducen hasta un
elemento Y 24. El elemento Y 24 genera un "1" binario que
transfiere al interruptor 20 al estado no representado en la figura
2.
Asimismo, la señal binaria Bstend invertida, esto
es, un "1" binario, se conduce al interruptor 21, transfiriendo
a éste al estado no representado en la figura 2.
Ello hace que en conjunto - tal y como se ha
indicado anteriormente - la relación de paso K se transmita a la
válvula de control de presión 7 a través de los interruptores 20,
21.
En el instante t2 de la figura 3, el motor de
arranque aplica un movimiento de giro a la máquina de combustión
interna. Con ello la señal binaria Bst pasa a "1". Asimismo, el
número de revoluciones por minuto N de la máquina de combustión
interna toma un valor diferente de cero y aumenta. Tan pronto como
la máquina de combustión interna realice un movimiento de giro con
su propia fuerza debido a las inyecciones realizadas de combustible
hacia las cámaras de combustión de la misma, el número de
revoluciones por minuto N de la máquina de combustión interna
aumenta cada vez más. La máquina de combustión interna está
arrancada.
Tan pronto como el número de revoluciones por
minuto N de la máquina de combustión interna supera el valor límite
NG del número de revoluciones por minuto, por ejemplo, 800
revoluciones por minuto, la señal binaria Bst pasa de nuevo a
"0" y la señal binaria Bstend pasa a "1". Esto ocurre en
la figura 3 en el instante t3.
En el espacio de tiempo comprendido entre los
instantes t2 y t3 se abre al menos parcialmente la válvula de
control de presión 4. Esto se logra mediante la lectura de una
relación de paso V variable del campo característico 25 y su
transmisión a la válvula de control de presión 4 a través de los
interruptores 20, 21. Debido a la modificación en la señal binaria
Bst, el interruptor 20 cae en el estado representado en la figura 3.
Puesto que la señal binaria Bstend se encuentra aún a "0" en el
espacio de tiempo comprendido entre los instantes t2 y t3, el
interruptor 21 permanece en el estado no representado en la figura
3. De este modo, la relación de paso V llega desde el campo
característico 25 hasta la válvula de control de presión 4 a través
de los interruptores 20, 21.
El campo característico 25 depende de la
temperatura TM de la máquina de combustión interna y del número ATI
de inyecciones, que se hayan realizado en el arranque actualmente
presente de la máquina de combustión interna. Es posible que el
campo característico 25 dependa también alternativamente y/o
adicionalmente de otras dimensiones de funcionamiento de la máquina
de combustión interna. La relación de paso V generada por el campo
característico controla la válvula de control de presión 4 en un
estado generalmente abierto, al menos en ningún caso cerrado.
También son posibles otros estados intermedios.
La máquina de combustión interna alcanza en el
instante t3 el valor límite NG de número de revoluciones por minuto
anteriormente mencionado. Ello tiene como consecuencia, que el
arranque de la máquina de combustión interna ha finalizado y la
señal binaria Bstend pasa a "1". La señal binaria Bstend
invertida, esto es, un "0" binario, hace que el interruptor 21
permanezca en el estado representado en la figura 3. De este modo,
no se transmite la relación de paso K ni la relación de paso V a la
válvula de control de presión 4.
En su lugar, se transmite una relación de paso N
a la válvula de control de presión 4, que se genera en un estado
normal de funcionamiento de la máquina de combustión interna. Este
modo normal de funcionamiento se ha descrito anteriormente y se ha
representado en la figura 2 mediante un bloque 26.
En su conjunto se obtiene de este modo el
siguiente proceso de arranque de la máquina de combustión
interna:
Antes del instante t1, esto es, antes de conectar
el sistema de encendido y antes de arrancar el motor de arranque, la
válvula de control de presión 4 puede estar en cualquier estado,
abierto o cerrado.
En el instante t1, esto es, tan pronto como se
conecta el encendido del vehículo de motor, se cierra la válvula de
control de presión 4. Este estado se mantiene hasta el instante t2,
esto es, hasta que se acciona el motor de arranque. De este modo, la
presión en el acumulador de presión 2 depende durante este espacio
de tiempo de la presión existente antes del instante t1 y de la
presión generada por la bomba eléctrica de combustible 10.
En el instante t2, esto es, cuando el encendido
está conectado y el motor de arranque gira, se abre al menos
parcialmente la válvula de control de presión 4. Este estado se
mantiene hasta el instante t3, esto es, hasta que finaliza el
proceso de arranque de la máquina de combustión interna y se ha
alcanzado el valor límite NG para el número de revoluciones por
minuto. Debido al bajo número de revoluciones por minuto generado
por el motor de arranque, la bomba de alta presión 6 acoplada a la
máquina de combustión interna aún no entra en acción. Por ello, la
presión existente en el acumulador de presión 2 depende durante este
espacio de tiempo en su mayor medida de la bomba eléctrica de
combustible 10.
A partir del instante t3 actúa principalmente la
bomba de alta presión 6. De este modo, la presión en el acumulador
de presión depende a partir del instante t3 en su mayor medida de la
bomba de alta presión 6.
Claims (7)
1. Procedimiento para el accionamiento de un
sistema de alimentación de combustible (1) para una máquina de
combustión interna, particularmente de un vehículo de motor, en el
que se bombea combustible desde una bomba (6, 10) hacia un
acumulador de presión (2), y en el que la presión en el acumulador
de presión (2) se puede controlar y/o regular mediante una válvula
de control de presión (4), en el que la válvula de control de
presión (4) se cierra cuando se tiene que arrancar la máquina de
combustión interna pero aún no existe ningún movimiento de giro,
caracterizado porque la válvula de control de presión (4) se
controla y/o regula de acuerdo con un modo normal de funcionamiento
cuando se supera un valor límite (NG) predeterminado para el número
de revoluciones por minuto.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la válvula de control de presión (4) se
abre al menos parcialmente cuando se arranca la máquina de
combustión interna y ésta realiza los primeros movimientos de
giro.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque la válvula de control de presión (4) se
abre en función de la temperatura (TM) de la máquina de combustión
interna.
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque la válvula de control de presión (4) se
abre en función del número (ATI) de inyecciones realizadas en la
máquina de combustión interna.
5. Programa, caracterizado porque está
programado para su uso en un procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4.
6. Medio de almacenamiento eléctrico para una
unidad de mando (16) de una máquina de combustión interna,
caracterizado porque en él se encuentra almacenado un
programa para su uso en un procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4.
7. Unidad de mando (16) para una máquina de
combustión interna, caracterizada porque está preparada para
su uso en un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a
4.
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