ES2242050T3 - Procedimiento y dispositivo de dosificacion de la cantidad de carburante inyectado. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de dosificacion de la cantidad de carburante inyectado.Info
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Abstract
Un procedimiento para controlar la cantidad de inyección de combustible que usa inyectores para inyectar combustible a alta presión contenido en un raíl común dentro de cámaras de combustión de un motor de combustión interna de forma dividida entre inyección principal e inyección piloto que precede a la inyección principal, estando caracterizado el procedimiento para controlar la cantidad de inyección de combustible porque: se adquiere una cantidad de desviación entre un valor deseado y un valor real que tiene lugar con respecto a una cantidad de inyección de combustible requerida para mantener el motor de combustión interna en estado de ralentí; y se corrige una cantidad de inyección piloto deseada calculada para la inyección piloto usando la cantidad de desviación adquirida obtenida por medio de la adquisición.
Description
Procedimiento y dispositivo de dosificación de la
cantidad de carburante inyectado.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un aparato para controlar la cantidad de inyección
de combustible que se usa para inyectar una cantidad requerida de
combustible a alta presión acumulado en un raíl común dentro de los
cilindros de un motor de combustión interna desde los
inyectores.
En los últimos años, se ha visto una gran
aplicación en sistemas de motor diésel de aparatos de inyección de
combustible para motores de combustión interna del tipo de raíl
común configurados de forma que acumulen de una vez combustible a
alta presión proporcionado bajo presión desde una bomba de alta
presión en un raíl común y, bajo una temporización de inyección
eléctricamente calculada y ajustada, inyectar las cantidades
requeridas de combustible a alta presión acumulado en el raíl común
dentro de los cilindros del motor desde los inyectores. Se sabe que,
en un motor diésel, la reducción de la tasa de inyección de
combustible durante la primera mitad de la inyección del combustible
cuando el combustible se quema en los cilindros es efectiva para
reducir el ruido de combustión y la cantidad de óxido de nitrógeno
(NOx) presente en el gas de escape. Convencionalmente, por lo tanto,
un sistema de inyección piloto se ha usado en el que, durante la
inyección de combustible desde los inyectores dentro de las cámaras
de combustión de los cilindros respectivos, la inyección de
combustible está dividida entre inyección principal e inyección
piloto que precede a la inyección principal, con lo que se reduce la
tasa de inyección de combustible durante la primera mitad de la
inyección de combustible.
La cantidad apropiada de inyección piloto depende
de las condiciones instantáneas de funcionamiento del motor. Aunque
la cantidad de inyección piloto difiere del volumen de los cilindros
del motor diésel, alcanza la cantidad de algunos mm^{3} y, cuando
se usa el sistema de inyección piloto, el control de apertura/cierre
del inyector se dirige precediendo la inyección principal, de forma
que se obtenga la cantidad de inyección piloto deseada determinada
mediante cálculos.
Lo que resulta problemático a este respecto es la
varianza en la cantidad de inyección entre los sistemas de inyección
de combustible individuales y el cambio en la cantidad de inyección
a lo largo del tiempo. Con otras palabras, las inconsistencias en
los diversos componentes usados en el sistema de inyección de
combustible y los cambios en sus características debido al
envejecimiento provocan la desviación entre la cantidad de inyección
piloto deseada calculada por medio de un microordenador o un
elemento similar y la cantidad de inyección piloto real inyectada
realmente. Cuando ocurre una desviación tal, la cantidad de
inyección piloto apropiada anticipada no puede efectuarse y, por lo
tanto, surge no sólo el problema de que el efecto esperado de la
inyección piloto no puede efectuarse, sino también el problema de
que, en el caso peor, la inyección piloto puede desaparecer
empeorando el ruido de combustión y el rendimiento de emisión.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un procedimiento y un aparato para controlar la
cantidad de inyección de combustible que puedan superar los
problemas mencionados de la técnica precedente.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un procedimiento y un aparato para controlar la
cantidad de inyección de combustible que permita que la inyección
piloto se realice apropiadamente incluso si hay inconsistencias en
los componentes usados en el sistema de inyección de combustible y/o
cambios en sus características debido al envejecimiento.
Los inventores realizaron la presente invención
concentrándose en el hecho de que existe una correlación entre la
cantidad de desviación \DeltaQ_{i} entre el valor deseado y el
valor real que tiene lugar con respecto a la cantidad de inyección
de combustible requerida para mantener un motor diésel en estado de
ralentí y la cantidad de desviación \DeltaQ_{p} entre el valor
deseado y el valor real que tiene lugar con respecto a la cantidad
de inyección de combustible para la inyección piloto efectuada antes
de la inyección principal. De acuerdo con la presente invención, una
cantidad de inyección piloto real apropiada se alcanza adquiriendo
un valor de \DeltaQ_{i} durante el ralentí de un motor diésel y
corrigiendo una cantidad de inyección piloto deseada calculada para
la inyección piloto basada en el valor adquirido que se obtiene de
esta forma.
Una característica propia de la presente
invención es el hecho de que, en un procedimiento para controlar la
cantidad de inyección de combustible que usa inyectores para
inyectar combustible a alta presión contenido en un raíl común
dentro de las cámaras de combustión de un motor de combustión
interna de forma dividida entre inyección principal e inyección
piloto que precede a la inyección principal, la cantidad de
desviación entre el valor deseado y el valor real que tiene lugar
con respecto a la cantidad de inyección de combustible requerida
para mantener el motor de combustión interna en estado de ralentí se
adquiere y una cantidad de inyección piloto deseado calculada para
la inyección piloto se corrige usando la cantidad de desviación
adquirida obtenida mediante el proceso de adquisición.
Puede adoptarse una configuración en la que,
basándose en la cantidad de desviación adquirida, la corrección
incrementa o decrementa una cantidad de inyección piloto deseada
para la inyección piloto calculada basándose en una condición de
funcionamiento o similar del motor de combustión interna. Aunque la
cantidad de desviación adquirida puede usarse aquí sin más, puede
adoptarse en su lugar una configuración que realice un cambio en la
cantidad de desviación adquirida de acuerdo con una condición de
funcionamiento instantánea del motor de combustión interna y la
cantidad de inyección piloto deseada se corrige de acuerdo con la
cantidad de desviación adquirida cambiada.
Puede adoptarse una configuración en la que la
idoneidad de la cantidad de desviación adquirida se decida a partir
de, por ejemplo, si la cantidad de desviación adquirida se encuentra
dentro de un intervalo prescrito, y cuando se decide que la cantidad
de desviación adquirida obtenida no es un valor apropiado, la
cantidad de inyección piloto deseada se usa sin más, sin efectuar la
corrección basándose en la cantidad de desviación adquirida, de
forma que se evite que la cantidad de inyección piloto deseada se
corrija hasta un valor inapropiado de acuerdo con una cantidad de
desviación adquirida inapropiada.
Para permitir la adquisición de la cantidad de
desviación que se debe realizar de forma apropiada durante el
funcionamiento al ralentí, es posible discriminar si ha surgido un
estado perturbado prescrito, y cuando el estado perturbado prescrito
ha surgido, por ejemplo, terminar o suspender la operación de
adquisición de la cantidad de desviación de forma que se asegure que
el valor de la cantidad de desviación adquirida obtenida por medio
de la adquisición es apropiada.
Con el fin de mejorar la exactitud de
adquisición, es preferible ajustar un largo periodo de adquisición,
tomar numerosas muestras de la diferencia entre el valor deseado y
el valor real durante el periodo largo, y realizar la operación de
adquisición basándose en los numerosos valores muestreados. Tal
operación de muestreo, esto es, el período de adquisición, puede
extenderse a lo largo de múltiples ciclos de funcionamiento. Es
posible por lo tanto mejorar la exactitud de adquisición mediante el
almacenamiento de los valores muestreados en una memoria no volátil
tal como una EEPROM o similar, u otra memoria apropiada y obtener
una cantidad de desviación adquirida basándose en los numerosos
valores muestreados adquiridos a lo largo de múltiples ciclos de
funcionamiento.
Otra característica propia de la presente
invención es el hecho de que, en un aparato para controlar la
cantidad de inyección de combustible que usa inyectores para
inyectar combustible a alta presión contenido en un raíl común
dentro de cámaras de combustión de un motor de combustión interna de
forma dividida entre inyección principal e inyección piloto que
precede a la inyección principal, se adopta una configuración que
comprende un primer medio aritmético para calcular una cantidad de
inyección básica que indica un valor deseado de combustible para su
inyección en una cámara de combustión basándose en una condición de
funcionamiento del motor de combustión interna, un segundo medio
aritmético que responde al primer medio aritmético para calcular una
cantidad de inyección piloto deseada que se ajuste a la cantidad de
inyección básica, un medio de decisión para decidir si el motor de
combustión interna se encuentra en estado de ralentí, un medio de
salida del valor adquirido para, cuando el medio de decisión decida
que el motor de combustión interna se encuentra en el estado de
ralentí, adquirir como una cantidad de desviación adquirida una
cantidad de desviación entre el valor deseado y un valor real que
tiene lugar con respecto a la cantidad de inyección de combustible
requerido para mantener el motor de combustión interna en el estado
de ralentí, un medio para corregir la cantidad de inyección piloto
deseada basándose en la cantidad de desviación adquirida para
adquirir una cantidad de inyección piloto deseada corregida, y un
medio para calcular una cantidad de inyección principal deseada a
partir de la cantidad de inyección piloto deseada corregida, estando
controlada la inyección de combustible dentro de la cámara de
combustión del motor de combustión interna de acuerdo con la
cantidad de inyección principal deseada y la cantidad de inyección
piloto deseada corregida.
Puede adoptarse una configuración en la que la
cantidad de inyección básica cuando el motor de combustión interna
se encuentra en el estado de ralentí se compare con una cantidad de
inyección básica en ralentí dada que indique una cantidad de
inyección de combustible requerida para que el motor de combustión
interna mantenga el estado de ralentí y la cantidad de desviación
adquirida se calcula basándose en una diferencia obtenida como
resultado de la comparación. La cantidad de inyección básica cuando
el motor de combustión interna se encuentra en el estado de ralentí
en este caso puede definirse como el resultado de los cálculos en el
primer medio aritmético cuando el medio de decisión decide que el
motor de combustión interna se encuentra en el estado de ralentí. La
cantidad de inyección básica en ralentí dada puede adquirirse
utilizando datos de referencia de cantidad de inyección en ralentí
basándose en datos de diseño. Puede adoptarse una configuración en
la que la diferencia obtenida como resultado de la comparación se
calcula mediante la adquisición de numerosos datos muestreados
adquiridos mediante el muestreo en intervalos de tiempo apropiados
durante el período en el que el motor de combustión interna se
decide que se encuentra en el estado de ralentí, almacenando los
datos adquiridos en un medio de memoria, y calculando una cantidad
de desviación adquirida mediante el procesamiento apropiado de los
datos muestreados adquiridos almacenados. Dado que la cantidad de
desviación adquirida de esta manera es un valor promedio, puede
usarse como tal, pero también es posible usar la cantidad de
desviación adquirida después de corregirla para la presión de raíl
instantánea y/o la cantidad de inyección básica.
La Figura 1 es un diagrama estructural
esquemático que muestra una realización de un aparato de inyección
de combustible del tipo de raíl común para un motor de vehículo de
combustión interna equipado con un aparato para controlar la
cantidad de inyección de combustible de acuerdo con la presente
invención.
La Figura 2 es un diagrama de bloques que muestra
la configuración de una unidad de control mostrada en la Figura
1.
La Figura 3 es un diagrama de bloques detallado
que muestra la configuración de un medio de salida de valor
adquirido mostrado en la Figura 2.
La Figura 4 es un gráfico que muestra un ejemplo
de la relación entre la cantidad de desviación entre un valor
deseado y un valor real que tiene lugar con respecto a un estado de
ralentí y la cantidad de desviación entre un valor deseado y un
valor real que tiene lugar con respecto a la inyección piloto.
La Figura 5 es un diagrama de bloques detallado
que muestra la configuración de una sección de control de presión de
raíl mostrada en la Figura 2.
Con el objeto de clarificar la presente invención
con mayor detalle, se explicará ahora con respecto a los dibujos
adjuntos.
La Figura 1 es un diagrama estructural
esquemático que muestra una realización de un aparato de inyección
de combustible del tipo de raíl común para un motor de vehículo de
combustión interna equipado con un aparato para controlar la
cantidad de inyección de combustible de acuerdo con la presente
invención. El aparato de inyección de combustible 1 es un aparato de
inyección de combustible para un motor de combustión interna del
tipo de raíl común que se usa para suministrar combustible al motor
de combustión interna de un vehículo de motor de combustión interna
por medio de inyección. Está equipado con un raíl común 2, un
mecanismo de bombeo de alta presión 3 para suministrar combustible a
alta presión al raíl común 2, e inyectores múltiples 4.1 - 4.N para
inyectar combustible a alta presión acumulado en el raíl común 2
dentro de las cámaras de combustión de los cilindros 11.1 -
11-N de un motor diésel de N cilindros 10. Los
inyectores 4.1 - 4.N están equipados con válvulas de solenoide
respectivas V1 - VN para el control de la inyección de combustible.
Las válvulas de solenoide V1 - VN están configuradas para
abrirse/cerrarse independientemente controladas por medio de un
circuito de accionamiento de inyector 13, de forma que las
cantidades requeridas de combustible a alta presión se inyecten
dentro de los cilindros asociados en la temporización requerida, de
forma dividida entre inyección principal e inyección piloto
precedente. La configuración es de tal modo que la salida giratoria
de un eje de salida 12 del motor diésel 10 se transmite a un
dispositivo de accionamiento de rueda no mostrado que incluye una
transmisión.
El mecanismo de bombeo de alta presión 3 consiste
en una unidad principal de bombeo de alta presión 31 accionada por
medio del motor diésel 10, una unidad de medición de combustible 32
y una válvula de admisión/expulsión 33, que están ensambladas de
forma integrada. A la unidad de medición de combustible 32 se le
suministra combustible desde el depósito de combustible 5 por medio
de la bomba de alimentación 6. En la unidad de medición de
combustible 32, el combustible suministrado desde la bomba de
alimentación 6 está regulado en presión a la presión de combustible
requerida por el motor diésel 10. El combustible regulado en presión
se envía a la válvula de admisión/expulsión 33. La válvula de
admisión/expulsión 33 suministra el combustible recibido desde la
unidad de medición de combustible 32 hasta una cámara de émbolo (no
mostrada) del mecanismo de bombeo de alta presión 3 y suministra el
combustible llevado hasta una alta presión dentro de la cámara de
émbolo hasta el raíl común 2, mientras asegura que no refluye dentro
de la unidad de medición de combustible 32. La regulación de la
presión del combustible en la unidad de medición de combustible 32
se lleva a cabo por medio del control de apertura/cierre de una
válvula de solenoide 34 proporcionada en la unidad de medición de
combustible 32.
Como se explicará más adelante, la válvula de
solenoide 34 está configurada para su control de apertura/cierre por
medio de una señal de control de accionamiento SV desde una unidad
de control 7, de forma que la presión del combustible en el raíl
común 2 alcanza una presión correspondiente con la cantidad de
inyección instantánea requerida por el motor diésel 10. Como señal
de entrada, la unidad de control 7 recibe una señal de presión real
PA desde un detector de presión 8 que detecta la presión de
combustible real en el raíl común 2 y recibe también entrada desde
un detector de velocidad del motor 9A con una señal de velocidad del
motor N que representa la velocidad del motor del motor diésel 10 y
desde un detector de aceleración 9B con una señal de aceleración A
que representa la cantidad de manipulación de un pedal de
aceleración (no mostrado). La unidad de control 7 recibe
adicionalmente entrada desde un detector de velocidad del vehículo
9C con una señal de velocidad del vehículo V que representa la
velocidad del vehículo, desde un detector de temperatura del
refrigerante 9D con una señal de temperatura del refrigerante W que
representa la temperatura del refrigerante del motor diésel 10, y
con una señal de voltaje de la batería VB que representa el voltaje
terminal de una batería no mostrada.
La señal de control de accionamiento SV de salida
de la unidad de control 7 para controlar la apertura/cierre de la
válvula de solenoide 34 es una señal de pulsos cuya razón de trabajo
está determinada en la unidad de control 7 como un valor de salida
para controlar la válvula de solenoide 34. Por medio de esto, la
tasa de flujo del combustible a alta presión que fluye desde la
unidad principal de bombeo de alta presión 31 hasta el raíl común 2
puede regularse y la presión del combustible a alta presión en el
raíl común 2 puede controlarse hasta una presión prescrita mediante
esta regulación de tasa de flujo. Hay que destacar que la
configuración del mecanismo de bombeo de alta presión 3 para manejar
la apertura/cierre de la válvula de solenoide 34 por medio de tal
control de la razón de trabajo con el fin de efectuar de esta forma
la regulación de la tasa de flujo del combustible es en sí misma
conocida, y, por lo tanto, la explicación detallada del mecanismo de
bombeo de alta presión 3, es omitida.
La Figura 2 es un diagrama de bloques que muestra
la configuración de la unidad de control 7. Una sección de cálculo
de la cantidad de inyección básica 71 usa la señal de velocidad del
motor N y la señal de aceleración A para calcular, como una cantidad
de inyección básica, la cantidad de inyección requerida para su
suministro dentro de las cámaras de combustión de los cilindros del
motor diésel 10 con el fin de responder a la intención instantánea
del conductor y da como salida datos de la cantidad de inyección
básica D1 que representan la cantidad de inyección básica adquirida
de esta forma.
Una sección de cálculo de la cantidad de
inyección piloto deseada 72 usa los datos de la cantidad de
inyección básica D1 y la señal de velocidad del motor N para
calcular una cantidad de inyección piloto deseada correspondiente
con la cantidad de inyección básica instantánea representada por los
datos de la cantidad de inyección básica D1 y da como salida datos
de la cantidad de inyección piloto deseada D2 que representa el
resultado de los cálculos.
Cuando la cantidad de inyección piloto está
controlada basándose en los datos de la cantidad de inyección piloto
deseada D2 adquirida de esta forma, las inconsistencias entre los
inyectores y otros componentes del aparato de inyección de
combustible 1 y los cambios en sus características debido al
envejecimiento hacen que la cantidad de inyección piloto realmente
inyectada dentro de las cámaras de combustión se desvíe del valor
representado por los datos de la cantidad de inyección piloto
deseada D2, de forma que surgen inconvenientes tales que el efecto
esperado de la inyección piloto no puede efectuarse y, en algunos
casos, aumenta el ruido de combustión en vez de reducirse y el
rendimiento de emisión se degrada.
De forma que para efectuar la corrección
apropiada con respecto a los datos de la cantidad de inyección
piloto deseada D2 para asegurarse de que la cantidad de inyección
piloto real es una cantidad de inyección correspondiente con los
datos de la cantidad de inyección piloto deseada D2, el aparato de
inyección de combustible 1 está configurado para adquirir la
cantidad de desviación entre el valor deseado y el valor real que
tiene lugar con respecto a la cantidad de inyección de combustible
requerida para mantener el motor diésel 10 en el estado de ralentí y
para corregir la cantidad de inyección piloto deseada calculada para
la inyección piloto usando la cantidad de desviación adquirida
obtenida por medio de la adquisición.
A estos fines, el aparato de inyección de
combustible 1 está equipado con una sección de discriminación de
ralentí 73 para decidir si el motor diésel 10 se encuentra en estado
de ralentí y una sección de salida del valor adquirido 74 para,
cuando la sección de discriminación de ralentí 73 decide que el
motor diésel 10 se encuentra en el estado de ralentí, adquirir una
cantidad de desviación adquirida mediante la adquisición de la
cantidad de desviación entre el valor deseado y el valor real que
tiene lugar con respecto a la cantidad de inyección de combustible
requerida para mantener el motor diésel 10 en el estado de
ralentí.
La sección de discriminación de ralentí 73 recibe
como entrada la señal de velocidad del motor N, la señal de la
presión real PA, la señal de voltaje de la batería VB, la señal de
velocidad del vehículo V y la señal de temperatura del refrigerante
W que representa la temperatura del refrigerante del motor diésel
10, y adicionalmente los datos de primera decisión DA desde una
sección de primera decisión 75 para decidir si el motor diésel 10 se
encuentra en un estado de transición, los datos de segunda decisión
DB desde una sección de segunda decisión 76 para decidir si el motor
diésel 10 se encuentra en un estado de inicio, y los datos de
tercera decisión DC desde una sección de tercera decisión 77 para
decidir si el motor diésel 10 se encuentra en un estado de
carga.
La sección de discriminación de ralentí 73 está
configurada para usar las señales de entrada y los datos de entrada
para decidir si el motor diésel 10 se encuentra en el estado de
ralentí y, cuando decide que el motor diésel 10 se encuentra en el
estado de ralentí, da como salida una señal de estado de ralentí
SA.
Esta realización está configurada para decidir
que el motor diésel 10 se encuentra en el estado de ralentí cuando
todas las siguientes condiciones (1) - (9) se cumplen:
(1) La cantidad de manipulación de aceleración
según se indica por parte de la señal de aceleración A es cero.
(2) El voltaje de la batería según se indica por
parte de la señal de voltaje de la batería VB se encuentra dentro de
un intervalo prescrito de variación.
(3) La variación de la temperatura del
refrigerante según se indica por parte de la señal de temperatura
del refrigerante W es estable a aproximadamente cero.
(4) La velocidad del motor según se indica por
parte de la señal de velocidad del motor N no es mayor que un valor
prescrito.
(5) La velocidad del vehículo según se indica por
parte de la señal de velocidad del vehículo V es cero.
(6) La presión de raíl según se indica por parte
de la señal de presión real PA es la alta presión prescrita durante
el ralentí.
(7) Los datos de primera decisión DA no indican
que el motor se encuentra en un estado de transición.
(8) Los datos de segunda decisión DB no indican
que el motor se encuentra en el estado de inicio.
(9) Los datos de tercera decisión DC no indican
que el motor se encuentra en estado de carga.
Hay que destacar que lo anterior sólo es un
ejemplo de la discriminación de ralentí y el propósito no es limitar
la configuración de la sección de discriminación de ralentí 73 a
este único ejemplo; y, por ejemplo, el estado de ralentí puede
decidirse cuando un cierto número de (1) - (9) se cumple o, por
supuesto, es posible llevar a cabo la discriminación de ralentí de
otra forma basándose en otros criterios de decisión apropiados.
En lo que sigue, se explicará la sección de
salida del valor adquirido 74 con respecto a la Figura 3. Los datos
de la cantidad de inyección básica D1 de la sección de cálculo de la
cantidad de inyección básica 71 se añaden en un sumador 74A con la
polaridad indicada a los datos DL que representan una cantidad de
inyección de ralentí de referencia requerida para mantener el motor
diésel 10 en el estado de ralentí. Con otras palabras, el cálculo D1
- DL (=\DeltaQ_{i}) se efectúa y los datos de la diferencia D3
que representan la diferencia \DeltaQ_{i} se envía a través de
un conmutador 74B controlado en apertura/cierre en respuesta a la
señal de estado de ralentí SA hasta una sección de filtro 74C donde
se le quitan componentes de ruido y se envía después a una sección
limitadora 74D.
El propósito del conmutador 74B es permitir que
la adquisición de la cantidad de desviación durante el
funcionamiento en ralentí se realice apropiadamente. El conmutador
74B responde a la señal de estado de ralentí SA de la sección de
discriminación de ralentí 73 para el control de su apertura/cierre
de forma que se cierre cuando la decisión es "ralentí" y se
abra cuando la decisión sea "no ralentí", con lo que se puede
alcanzar el propósito mencionado anteriormente. Esta realización
está configurada de forma que la decisión de si el estado de ralentí
está o no presente se realice también teniendo en cuenta los datos
de primera a tercera decisión DA, DB y DC que indican si prevalecen
los estados perturbados prescritos, y, cuando un estado perturbado
prevalece, el conmutador 74B se abre para detener el funcionamiento
de adquisición de la cantidad de desviación, con lo que se asegura
que el valor de la cantidad de desviación adquirida por medio de la
adquisición es apropiada.
Cuando el valor de la cantidad de desviación
\DeltaQ_{i} indicada por medio de los datos de la diferencia D3
se encuentra dentro de un intervalo prescrito, la sección limitadora
74D da como salida los datos de la diferencia D3 como tales. Por
otro lado, cuando la cantidad de desviación \DeltaQ_{i} indicada
por medio de los datos de la diferencia D3 no se encuentra dentro
del intervalo prescrito, la sección limitadora 74D da como salida
del valor de los datos de la diferencia D3 en ese instante cualquier
valor que sea apropiado entre un valor de límite superior
\DeltaQ_{ia} y un valor de límite inferior \DeltaQ_{ib}
definidos de antemano.
Los datos de la diferencia D3 de salida de la
sección de medio limitador D se envían de esta manera hasta una
sección de almacenamiento del valor adquirido 74E como un valor
adquirido para su almacenamiento en la misma. Como sección de
almacenamiento del valor adquirido 74E puede usarse una memoria, por
ejemplo, una EEPROM, que pueda retener datos almacenados incluso si
una cerradura de contacto (no mostrada) se desconecta para detener
el suministro de energía al aparato de inyección de combustible
1.
El sumador 74A está configurado para calcular la
cantidad de desviación \DeltaQ_{i} en intervalos de tiempo
prescritos basándose en, por ejemplo, los impulsos de reloj del
sistema y para dar como salida secuencialmente los datos de la
diferencia D3 adquiridos de esta forma en intervalos de tiempo
prescritos. Dado que el conmutador 74B se cierra en respuesta a la
señal de estado de ralentí SA únicamente cuando la sección de
discriminación de ralentí 73 decide que el motor diésel 10 se
encuentra en el estado de ralentí, sólo se acumulan en la sección de
almacenamiento del valor adquirido 74E datos de la diferencia D3
cuando el motor diésel 10 se encuentra con seguridad en el estado de
ralentí. Esto permite adquirir datos de la diferencia altamente
fiables.
Como se comprenderá a partir de la explicación
anterior, esta acumulación se lleva a cabo siempre que al sección de
discriminación de ralentí 73 decide que el motor diésel 10 se
encuentra en el estado de ralentí, de forma que la acumulación de
los datos de la diferencia D3 se extienda a lo largo de múltiples
ciclos de funcionamiento del motor diésel 10.
Específicamente, para mejorar la exactitud de
adquisición, es preferible ajustar un largo período para la
adquisición, tomar numerosas muestras de la diferencia entre el
valor deseado y el valor real durante este largo período, y llevar a
cabo la operación de adquisición basándose en los numerosos valores
muestreados. Tal operación de muestreo, esto es, el período de
adquisición, puede extenderse a lo largo de múltiples ciclos de
funcionamiento. Se adopta por lo tanto una configuración para
mejorar la exactitud de adquisición por medio del almacenamiento de
los valores muestreados en la sección de almacenamiento del valor
adquirido 74E constituida como una EEPROM u otra memoria no volátil
y de la obtención de una cantidad de desviación adquirida basándose
en los numerosos valores muestreados adquiridos a lo largo de
múltiples ciclos de funcionamiento.
Una sección de cálculo de la cantidad de
desviación adquirida 74F calcula una cantidad de desviación
adquirida \DeltaE tomando el promedio simple, la media móvil u
otro valor promedio de los múltiples datos de la diferencia D3
acumulados en la sección de almacenamiento del valor adquirido 74E y
da como salida los datos del valor adquirido D4 que representan la
cantidad de desviación adquirida \DeltaE obtenida por medio de
este cálculo.
Los datos del valor adquirido D4 adquiridos en la
sección de salida del valor adquirido 74 es el valor adquirido de la
cantidad de desviación entre el valor deseado y el valor real que
tiene lugar con respecto a la cantidad de inyección de combustible
requerida para mantener el motor diésel 10 en el estado de ralentí y
este valor adquirido tiene una correlación con la cantidad de
desviación entre el valor deseado y el valor real que tiene lugar
con respecto a la cantidad de inyección de combustible para la
inyección piloto llevada a cabo antes de la inyección
principal.
principal.
La Figura 4 es un gráfico que muestra un ejemplo
de la relación entre la cantidad de desviación x entre el valor
deseado y el valor real que tiene lugar con respecto a la cantidad
de inyección de combustible requerida para mantener el motor diésel
10 en el estado de ralentí y la cantidad de desviación y entre el
valor deseado y el valor real que tiene lugar con respecto a la
cantidad de inyección de combustible para la inyección piloto. En
este ejemplo, la cantidad de las desviaciones x e y tienen
sustancialmente una relación lineal, de forma que la cantidad de
desviación y puede determinarse mediante la adquisición de la
cantidad de desviación x a través de la adquisición. La correlación
entre la cantidad de las desviaciones x e y mostrada por el gráfico
de la Figura 4 es únicamente un ejemplo y, en la práctica real, cada
sistema se verifica y la naturaleza de la correlación se determina a
partir de los resultados de la verificación.
Volviendo a la Figura 2, con el fin de usar esta
correlación para corregir los datos de la cantidad de inyección
piloto deseada D2, los datos del valor adquirido D4 se envían a una
sección de cálculo de coeficiente de corrección 78A. La sección de
cálculo de coeficiente de corrección 78A almacena datos mapeados
correspondientes al gráfico mostrado en la Figura 4, y la sección de
cálculo de coeficiente de corrección 78A se refiere a los datos
mapeados para llevar a cabo un cálculo para obtener un coeficiente
de corrección basándose en los datos del valor adquirido D4. Una
sección de cálculo de cantidad de corrección básica 78 es una
sección para usar la señal de presión real PA y los datos de la
cantidad de inyección básica D1 con el fin de calcular una cantidad
de corrección básica de acuerdo con la condición de funcionamiento
instantánea del motor diésel 10 y está proporcionada con el fin de
permitir que la corrección de los datos de la cantidad de inyección
piloto deseada D2 se lleve a cabo con mayor exactitud.
Un multiplicador 79 lleva a cabo el procesamiento
multiplicativo sobre los datos de la cantidad de corrección D5 y los
datos del coeficiente de corrección D9. Este procesamiento
multiplicativo corrige la cantidad de desviación adquirida
\DeltaE, y el multiplicador 79 da como salida datos del valor
adquirido corregidos D6 que representan la cantidad de desviación
adquirida corregida \DeltaE_{a} como resultado del cálculo. Los
datos del valor adquirido corregido D6 se envían a un sumador 80.
Como el procesamiento para corregir los datos de la cantidad de
corrección básica D5 usando los datos del coeficiente de corrección
D9 no es absolutamente necesario aquí, es posible, dependiendo de
las circunstancias, adoptar una configuración en la que los datos
del valor adquirido D4 se envíen directamente al sumador 80 sin
modificación, de forma que se corrijan los datos de la cantidad de
inyección piloto deseada D2 por medio de los datos del valor
adquirido D4.
El sumador 80 recibe los datos de la cantidad de
inyección piloto deseada D2, y los datos de la cantidad de inyección
piloto deseada D2 y los datos del valor adquirido corregido D6 se
añaden aquí con la polaridad indicada para calcular la cantidad de
inyección piloto deseada corregida como resultado. Los datos de la
cantidad de inyección piloto deseada corregida D7 que representan la
cantidad de inyección piloto deseada corregida obtenida de esta
forma se envían a una sección de cálculo del período de activación
de la inyección piloto 81 y también se envía a un sumador 82. El
sumador 82 recibe los datos de la cantidad de inyección básica D1, y
los datos de la cantidad de inyección básica D1 y los datos de la
cantidad de inyección piloto deseada corregida D7 se añaden aquí con
la polaridad indicada. El resultado de sustraer los datos de la
cantidad de inyección piloto deseada D2 de los datos de la cantidad
de inyección básica D1 se obtiene como datos de la cantidad de
inyección principal deseada D8 que representa el valor deseado de la
cantidad de inyección principal instantánea y los datos de la
cantidad de inyección principal deseada D8 se envían desde el
sumador 82 hasta la sección de cálculo del período de activación de
la inyección principal 83.
La sección de cálculo del período de activación
de la inyección principal 83 usa los datos de la cantidad de
inyección principal deseada D8 para calcular el período de
activación del inyector (período de apertura de válvula) requerido
para inyectar la cantidad de inyección principal deseada indicada
por medio de los datos de la cantidad de inyección principal deseada
D8 dentro de la cámara de combustión del motor diésel 10 y da como
salida los datos del período de activación de la inyección principal
ET_{m} que representan el resultado del cálculo.
La sección de cálculo del período de activación
de la inyección piloto 81 usa los datos de la cantidad de inyección
piloto deseada corregida D7 para calcular el período de activación
del inyector (período de apertura de válvula) requerido para
inyectar la cantidad de inyección piloto deseada corregida indicada
por medio de los datos de la cantidad de inyección piloto deseada
corregida D7 dentro de la cámara de combustión del motor diésel 10 y
da como salida los datos del período de activación de la inyección
piloto ET_{p} que representan el resultado del cálculo.
Los datos del período de activación de la
inyección principal ET_{m} y los datos del período de activación
de la inyección piloto ET_{p} se envían al circuito de
accionamiento de inyector 13 y el circuito de accionamiento de
inyector 13 controla el funcionamiento de los inyectores 4.1 - 4.N
basándose en los mismos.
En la configuración mostrada en la Figura 2, los
datos de la cantidad de inyección piloto deseada D2 está
constantemente corregida por medio de los datos del valor adquirido
corregido D6. Sin embargo, es también posible adoptar una
configuración en la que la idoneidad de la cantidad de desviación
adquirida \DeltaE se discrimina de, por ejemplo, si la cantidad de
desviación adquirida \DeltaE se encuentra dentro de un intervalo
prescrito, y cuando se halla que la cantidad de desviación adquirida
obtenida \DeltaE no es un valor apropiado, los datos de la
cantidad de inyección piloto deseada D2 se usan como tales, sin
efectuar la mencionada corrección basándose en la cantidad de
desviación adquirida \DeltaE, con lo que se evita que los datos de
la cantidad de inyección piloto deseada D2 se corrijan a un valor
inapropiado de acuerdo con una cantidad de desviación adquirida
inapropiada.
El símbolo de referencia 84 designa una sección
de control de presión de raíl para controlar la presión de
combustible del raíl común 2 en respuesta a los datos de la cantidad
de inyección básica D1, esto es, controlar la presión de raíl común
de acuerdo con la cantidad de inyección básica. La sección de
control de la presión de raíl 84 recibe como entrada no sólo los
datos de la cantidad de inyección básica D1, sino también la señal
de velocidad del motor N y la señal de presión real PA, y está
configurada para comparar una presión de raíl deseada calculada de
acuerdo con los datos de la cantidad de inyección básica D1 y la
señal de velocidad del motor N con la presión de raíl real indicada
por medio de la señal de presión real PA y para dar como salida la
señal de control de accionamiento SV para controlar la
apertura/cierre de la válvula de solenoide 34 con el fin de mantener
la presión de combustible en el raíl común 2 a la presión de raíl
deseada.
La Figura 5 es un diagrama de bloques detallado
de la sección de control de la presión de raíl 84. La sección de
control del raíl 84 comprende una sección de cálculo de la presión
de raíl deseada 84A para calcular los datos de la presión de raíl
deseada Da que representan una presión de raíl deseada a partir de
los datos de la cantidad de inyección básica D1 y la señal de
velocidad del motor N, una sección de comparación 84B que responde a
los datos de la presión de raíl deseada Da y a la señal de presión
real PA para dar como salida los datos de la diferencia de presión
Db que representan la diferencia de presión \DeltaP entre la
presión de raíl deseada y la presión de raíl real, y una sección de
cálculo de la razón de trabajo 84C que responde a los datos de la
diferencia de presión Db para calcular unos datos de razón de
trabajo Dc que representan la razón de trabajo de la señal de
control de accionamiento SV requerida para controlar la apertura de
la válvula de solenoide 34 de forma que se haga cero la diferencia
de presión \DeltaP. Un circuito de accionamiento 84D que responde
a los datos de la razón de trabajo Dc da como salida una señal de
control de accionamiento SV que tiene la razón de trabajo indicada
por medio de los datos de la razón de trabajo Dc, y la señal de
control de accionamiento SV encendido/apagado acciona la válvula de
solenoide 34 para controlar la tasa de descarga de forma que se
controle la presión de combustible en el raíl común 2 hasta la
válvula indicada por medio de los datos de presión de raíl deseada
Da.
Dado que el aparato de inyección de combustible 1
está configurado de la forma precedente, la sección de salida del
valor adquirido 74 adquiere la cantidad de desviación entre el valor
deseado y un valor real que tiene lugar con respecto a la cantidad
de inyección de combustible requerida para mantener el motor diésel
10 en el estado de ralentí y da como salida los datos del valor
adquirido D4 que representan la cantidad de desviación adquirida
\DeltaE con gran exactitud. La sección de cálculo de la cantidad
de corrección básica 78 responde a la condición de funcionamiento
del motor diésel 10 para dar como salida los datos de la cantidad de
corrección básica D5 que representan la cantidad de corrección
básica para su multiplicación con el coeficiente de corrección. Por
otra parte, la sección de cálculo del coeficiente de corrección 78A
calcula un coeficiente de corrección basándose en los datos del
valor adquirido D4 y da como salida los datos del coeficiente de
corrección D9. El multiplicador 79 multiplica los datos del
coeficiente de corrección D9 y los datos de la cantidad de
corrección básica D5 y da como salida los datos del valor adquirido
corregido D6 que representa la cantidad de desviación adquirida
corregida \DeltaE_{a} que, como resultado de este procesamiento
multiplicativo, refleja el estado de funcionamiento instantáneo con
gran exactitud. Después, el sumador 80 lleva a cabo un cálculo
usando los datos de la cantidad de inyección piloto deseada D2 que
representa una cantidad de inyección piloto deseada correspondiente
con la cantidad de inyección básica, y los datos del valor adquirido
corregido D6.
Como resultado, los datos de la cantidad de
inyección piloto deseada corregida D7 que representa la cantidad de
inyección piloto deseada corregida se dan como salida y estos datos
de la cantidad de inyección piloto deseada corregida D7 se envían a
la sección de cálculo del período de activación de la inyección
piloto 81. Basándose en la cantidad de inyección piloto deseada
corregida representada por los datos de la cantidad de inyección
piloto deseada corregida D7, la sección de cálculo del período de
activación de la inyección piloto 81 calcula el período de
activación de inyector requerido para la inyección dentro de las
cámaras de combustión del motor diésel 10 y el circuito de
accionamiento de inyector 13 controla el funcionamiento de
apertura/cierre de los inyectores 4.1 - 4.N basándose en los datos
del período de activación de la inyección piloto ET_{p}
representados por el resultado del cálculo.
Por lo tanto, dado que no surge ninguna
discrepancia entre la cantidad de inyección piloto deseada calculada
por medio de la sección de cálculo de la cantidad de inyección
piloto deseada 72 y la cantidad de inyección piloto realmente
inyectada, una cantidad de inyección piloto apropiada
correspondiente a la condición de funcionamiento instantánea puede
inyectarse dentro de la cámara de combustión del motor diésel 10
antes de la inyección principal, incluso si tienen lugar cambios con
el envejecimiento. Como resultado, la tasa de inyección de
combustible durante la primera mitad de la inyección de combustible
puede reducirse como se ha anticipado para permitir una buena
reducción del ruido de combustión y del óxido de nitrógeno en el gas
de escape.
Como se ha declarado anteriormente, el
procedimiento y el aparato para controlar la cantidad de inyección
de combustible de acuerdo con la presente invención permiten que la
inyección piloto se lleve a cabo apropiadamente y, como tal,
contribuye a una tecnología de funcionamiento de motores diésel
mejorada.
Claims (11)
1. Un procedimiento para controlar la cantidad de
inyección de combustible que usa inyectores para inyectar
combustible a alta presión contenido en un raíl común dentro de
cámaras de combustión de un motor de combustión interna de forma
dividida entre inyección principal e inyección piloto que precede a
la inyección principal, estando caracterizado el
procedimiento para controlar la cantidad de inyección de combustible
porque:
se adquiere una cantidad de desviación entre un
valor deseado y un valor real que tiene lugar con respecto a una
cantidad de inyección de combustible requerida para mantener el
motor de combustión interna en estado de ralentí; y
se corrige una cantidad de inyección piloto
deseada calculada para la inyección piloto usando la cantidad de
desviación adquirida obtenida por medio de la adquisición.
2. Un procedimiento para controlar la cantidad de
inyección de combustible según se reivindica en la reivindicación 1,
en el que la cantidad de inyección piloto deseada se calcula de
acuerdo con una condición de funcionamiento del motor de combustión
interna.
3. Un procedimiento para controlar la cantidad de
inyección de combustible según se reivindica en la reivindicación 1
ó 2, en el que la cantidad de inyección piloto está controlada de
acuerdo con una cantidad de inyección piloto deseada corregida
obtenida añadiendo la cantidad de inyección piloto deseada y la
cantidad de desviación adquirida.
4. Un procedimiento para controlar la cantidad de
inyección de combustible según se reivindica en la reivindicación 1,
en el que un cambio se realiza en la cantidad de desviación
adquirida de acuerdo con una condición de funcionamiento instantánea
del motor de combustión interna y la cantidad de inyección piloto
deseada se corrige de acuerdo con la cantidad de desviación
adquirida cambiada.
5. Un procedimiento para controlar la cantidad de
inyección de combustible según se reivindica en la reivindicación 1,
en el que la idoneidad de la cantidad de desviación adquirida se
decide, y cuando se decide que la cantidad de desviación adquirida
no es un valor apropiado, la cantidad de inyección piloto deseada se
usa como tal, sin efectuar la corrección basándose en la cantidad de
desviación adquirida.
6. Un procedimiento para controlar la cantidad de
inyección de combustible según se reivindica en la reivindicación 1,
en el que se discrimina si ha surgido un estado perturbado prescrito
durante el estado de ralentí del motor de combustión interna, y,
cuando ha surgido el estado perturbado prescrito, se termina o
suspende una operación para adquirir la cantidad de desviación.
7. Un aparato para controlar la cantidad de
inyección de combustible que usa inyectores para inyectar
combustible a alta presión contenido en un raíl común dentro de
cámaras de combustión de un motor de combustión interna de forma
dividida entre inyección principal e inyección piloto que precede a
la inyección principal, estando caracterizado el aparato para
controlar la cantidad de inyección de combustible porque
comprende:
un primer medio aritmético para calcular una
cantidad de inyección básica que indique un valor deseado de
combustible para su inyección dentro de una cámara de combustión
basándose en una condición de funcionamiento del motor de combustión
interna;
un segundo medio aritmético que responde al
primer medio aritmético para calcular una cantidad de inyección
piloto correspondiente con la cantidad de inyección básica;
un medio de decisión para decidir si el motor de
combustión interna se encuentra en estado de ralentí;
un medio de salida del valor adquirido para,
cuando el medio de decisión decide que el motor de combustión
interna se encuentra en el estado de ralentí, adquirir como una
cantidad de desviación adquirida una cantidad de desviación entre el
valor deseado y un valor real que tiene lugar con respecto a una
cantidad de inyección de combustible requerida para mantener el
motor de combustión interna en el estado de ralentí;
un medio para corregir la cantidad de inyección
piloto deseada basándose en la cantidad de desviación adquirida
para adquirir una cantidad de inyección piloto deseada corregida;
y
un medio para calcular una cantidad de inyección
principal deseada a partir de la cantidad de inyección piloto
deseada corregida y la cantidad de inyección básica,
estando controlada la inyección de combustible
dentro de las cámaras de combustión del motor de combustión interna
de acuerdo con la cantidad de inyección principal deseada y la
cantidad de inyección piloto deseada corregida.
8. Un aparato para controlar la cantidad de
inyección de combustible según se reivindica en la reivindicación 7,
en el que la cantidad de inyección básica cuando el motor de
combustión interna se encuentra en el estado de ralentí se compara
con una cantidad de inyección de ralentí básica dada que indica una
cantidad de inyección de combustible requerida para que el motor de
combustión interna mantenga el estado de ralentí y la cantidad de
desviación adquirida se calcula basándose en una diferencia obtenida
como resultado de la comparación.
9. Un aparato para controlar la cantidad de
inyección de combustible según se reivindica en la reivindicación 8,
en el que numerosas muestras de la diferencia se toman en intervalos
de tiempo apropiados cuando el motor de combustión interna se
encuentra en el estado de ralentí y se almacenan en un medio de
memoria como datos de numerosas muestras adquiridas, y se adquiere
la cantidad de desviación adquirida por medio del procesamiento de
los datos muestreados adquiridos almacenados.
10. Un aparato para controlar la cantidad de
inyección de combustible según se reivindica en la reivindicación 7,
en el que la cantidad de desviación adquirida se corrige de acuerdo
con la condición de funcionamiento instantánea y la cantidad de
inyección piloto deseada corregida se adquiere por medio de la
corrección de la cantidad de inyección piloto deseada basándose en
la cantidad de desviación adquirida corregida.
11. Un aparato para controlar la cantidad de
inyección de combustible según se reivindica en la reivindicación 7,
en el que el medio de decisión decide si ha surgido un estado
perturbado prescrito en el motor de combustión interna, y, cuando ha
surgido el estado perturbado prescrito, termina o suspende una
operación de adquisición de la cantidad de desviación.
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