ES2254507T3 - Metodo para el funcionamiento de un motor de combustion interna. - Google Patents
Metodo para el funcionamiento de un motor de combustion interna.Info
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Abstract
Un método para el funcionamiento de un motor de combustión interna (1), especialmente de un vehículo a motor, donde el combustible que se vaya a inyectar en una cámara de combustión (4) o en un tubo de aspiración (7) del motor de combustión interna (1), se presenta en un depósito de aire comprimido (13) con una presión de inyección (p) variable, donde la presión de inyección (p) se regula en el depósito de aire comprimido (13), en función de la temperatura (T) del motor de combustión interna (1), caracterizado porque el momento de inyección se regula en función de la temperatura (T) del motor de combustión interna (1), donde el momento de inyección se regula en los momentos finales, a una temperatura (T) del motor de combustión interna (1) que esté por debajo de la temperatura de funcionamiento del motor de combustión interna (1).
Description
Método para el funcionamiento de un motor de
combustión interna.
La presente invención trata de un método para el
funcionamiento de un motor de combustión interna, especialmente de
un vehículo a motor. Así, el combustible que se vaya a inyectar en
una cámara de combustión o en un tubo de aspiración del motor de
combustión interna, se presenta en un depósito de aire comprimido
con una presión de inyección variable.
La invención trata, además, de un motor de
combustión interna con un depósito de aire comprimido, al menos una
cámara de combustión y al menos un tubo de aspiración. En el
depósito de aire comprimido, hay combustible con una presión de
inyección variable. El combustible del depósito de aire comprimido
se puede inyectar en el tubo de aspiración, o bien directamente en
la cámara de combustión. La invención trata, además, de un aparato
de control para un motor de combustión interna de este tipo.
La presente invención trata, además, de un
elemento de memoria para un aparato de control de un motor de
combustión interna, especialmente de un vehículo a motor, en el que
se memoriza un programa de ordenador que sea ejecutable en un
computador, especialmente en un microprocesador. El elemento de
memoria se conforma especialmente como una memoria ROM (memoria de
sólo lectura), como una memoria RAM (memoria de acceso aleatorio), o
como una memoria flash. Finalmente, la invención trata también de un
programa de ordenador.
Por el estado de la técnica, se conoce, para la
inyección directa de motores de combustión interna, por un diagrama,
la fijación de la presión de inyección en depósito de aire
comprimido. El diagrama, sin embargo, es independiente de la
temperatura de funcionamiento del motor de combustión interna.
Además, el diagrama no se adapta a los estados de funcionamiento
determinados del motor de combustión interna, por ejemplo tras un
arranque en frío o durante un periodo de calentamiento.
Por la DE 195 47 644 A1, se conoce, en motores de
combustión interna de inyección directa, para el aumento de
precisión de dosificación de la cantidad de carburante a inyectar en
la cámara de combustión, un factor de corrección, con el que se
carga la cantidad de carburante a inyectar. El factor de corrección
toma en consideración la dependencia de la temperatura por parte de
la densidad del carburante. El factor de corrección no tiene ninguna
repercusión sobre la presión de inyección que se presenta en el
depósito de aire comprimido.
La presente invención se basa en la función de
adaptar una presión de inyección que se presente en un depósito de
aire comprimido a las condiciones de funcionamiento determinadas del
motor de combustión interna, para posibilitar, en estos estados de
funcionamiento, un funcionamiento óptimo del motor de combustión
interna en lo referente al consumo de combustible, a la emisión de
gases residuales y a la estabilidad de marcha.
Para la solución de esta función, la invención
propone, partiendo del método para el funcionamiento de un motor de
combustión interna del tipo nombrado al comienzo, que la presión de
inyección se regule en el depósito de aire comprimido, en función de
la temperatura del motor de combustión interna.
De acuerdo con la presente invención, la presión
de inyección aumenta o disminuye en función de la temperatura del
motor de combustión interna. La temperatura del motor de combustión
interna depende, en gran parte, del estado de funcionamiento del
motor de combustión interna. Así, la temperatura, tras un arranque
en frío, o durante un periodo de calentamiento, se mantiene
significativamente por debajo de la temperatura ideal de
funcionamiento, que se alcanza durante el funcionamiento, a más
largo plazo, del motor de combustión interna.
Mediante un ajuste dependiente de la temperatura
de la presión de admisión que se presente en el depósito de aire
comprimido, en estados especiales de funcionamiento del motor de
combustión interna, se posibilita un funcionamiento óptimo del motor
de combustión interna en lo referente al consumo de combustible, a
la emisión de gases residuales y a la estabilidad de marcha.
De acuerdo con un perfeccionamiento ventajoso de
la presente invención, se propone que, adicionalmente a la
regulación de temperatura dependiente de la presión de inyección,
también se regule el momento de inyección, en función de la
temperatura del motor de combustión interna.
De acuerdo con una forma de ejecución escogida de
la presente invención, se propone que, en caso de que se dé una
temperatura del motor de combustión interna, que esté por debajo de
la temperatura de funcionamiento del motor de combustión, aumentar
la presión de inyección. Mediante el aumento de la presión de
inyección tras un arranque en frío o durante un periodo de
calentamiento, se produce una emisión visiblemente menor de
hidrocarburos (HC) en estos estados de funcionamiento. Además, la
presión de inyección aumentada lleva a grandes requerimientos del
sistema de bombeado, que ofrecen el combustible del depósito de aire
comprimido a la presión de inyección. Así, aumenta también la carga
que se presenta en el motor de combustión interna, lo que lleva, en
conjunto, a un calentamiento rápido de un catalizador de gases de
escape.
Éste alcanza, así, en un corto periodo de tiempo,
su temperatura de funcionamiento, que es necesaria para una
conversión óptima de los gases residuales.
Ventajosamente, el momento de inyección en una
temperatura del motor de combustión interna, que se encuentre por
debajo de la temperatura de funcionamiento del motor de combustión
interna, se ajusta a los últimos momentos. Mediante estas medidas,
el aumento de la presión de inyección puede ser asistido por las
temperaturas del motor de combustión interna que se encuentren por
debajo de la temperatura de funcionamiento. Mediante otro
perfeccionamiento ventajoso de la presente invención, se propone que
la temperatura del motor de combustión interna se determine por
medio de la temperatura del agua refrigerante o por medio de la
temperatura de la culata del motor de combustión interna.
De acuerdo con otra forma de ejecución escogida
de la presente invención, se propone que se determine un factor de
corrección dependiente de la temperatura del motor de combustión
interna, con el que se cargue un valor teórico de inyección
dependiente de la temperatura. La presión de inyección que se
presente en el depósito de aire comprimido se regula, entonces, a
partir de un aparato de control del motor de combustión interna,
sobre el valor teórico de presión de inyección corregido. Es
especialmente significativa la realización del método acorde a la
invención en forma de un elemento de memoria que se ha previsto para
un aparato de control de un motor de combustión interna,
especialmente de un vehículo a motor. Así, en el elemento de memoria
se memoriza un programa de ordenador que sea ejecutable en un
computador, especialmente en un microprocesador, y que sea adecuado
para la ejecución del método acorde a la invención. En este caso, la
invención se realiza, mediante un programa de ordenador memorizado
en el elemento de memoria, de modo que éste representa la invención,
con el elemento de memoria previsto con el programa de ordenador,
del mismo modo que el método para cuya ejecución resulta adecuado
el programa de ordenador. A modo de elemento de memoria, puede
emplearse especialmente un medio de almacenaje electrónico, por
ejemplo una memoria ROM, una memoria RAM o una memoria flash.
La invención trata también de un programa de
ordenador que resulta adecuado para la ejecución del método acorde
a la invención, si ésta se realiza en un computador, especialmente
en un microprocesador. Se prefiere especialmente, así, que el
programa de ordenador se memorice en un elemento de memoria,
especialmente en una memoria flash.
Como otra solución de la función de la presente
invención, se propone, partiendo del motor de combustión interna
del tipo nombrado al comienzo, que la presión de inyección se regule
en el depósito de aire comprimido, en función de la temperatura del
motor de combustión interna.
El motor de combustión interna puede surtirse de
una inyección al tubo de admisión. De acuerdo con un
perfeccionamiento escogido de la presente invención, se propone, sin
embargo, que el motor de combustión interna muestre al menos una
válvula de inyección para la inyección directa del carburante que se
presente en el depósito de aire comprimido a la cámara de combustión
del motor de combustión interna. El motor de combustión interna se
conforma, así, preferiblemente, como un motor de combustión interna
de inyección directa de gasolina o de gasoil.
Especialmente, se ha pensado al respecto que el
depósito de aire comprimido está conformado como un depósito de
alta presión, por ejemplo como una barra de almacenamiento de un
sistema como rail de dosificación de carburante.
Finalmente, se propone, a modo de otra solución
de la función de la presente invención, partiendo de un aparato de
control para una máquina de combustible del tipo señalado al
comienzo, que el aparato de control regule la presión de inyección
del depósito de aire comprimido, en función de la temperatura del
motor de combustión.
Se derivan otras características, posibilidades
de aplicación y ventajas de la invención de la siguiente
descripción de los ejemplos de ejecución de la invención que se
representan en los gráficos. Así, todas las características
descritas o representadas independientemente o en cualquier
combinación, forman el objeto de la invención, independientemente de
su resumen en las reivindicaciones de patente o de que se vuelva
aludir a ellas, así como independientemente de su formulación y/o
representación en la descripción y/o en los gráficos. Se
muestra:
Figura 1: Un diagrama de bloques esquemático de
un motor de combustión interna acorde a la invención, conforme a una
forma de ejecución escogida; y
Figura 2: Un organigrama de un método acorde a la
invención, según una forma de ejecución escogida.
En la Figura 1 se muestra un motor de combustión
interna acorde a la invención en su totalidad, con el símbolo de
referencia 1. El motor de combustión interna 1 muestra un pistón 2
que se puede mover de un lado a otro en un cilindro 3. El cilindro 3
se ha previsto con una cámara de combustión 4 que está limitada por,
entre otros, un pistón 2, una válvula de entrada 5 y una válvula de
salida 6. Con la válvula de entrada 5 se acopla un tubo de
aspiración 7, y con la válvula de salida 6, se acopla un tubo de
escape 8.
En la zona de la válvula de entrada 5 y de la
válvula de salida 6, se yerguen una válvula de inyección 9 y una
bujía 10 en la cámara de combustión 4. Sobre la válvula de inyección
9 puede inyectarse combustible en la cámara de combustión. Con la
bujía 10, puede inflamarse el combustible en la cámara de combustión
4. El motor de combustión interna 1 representado es, así, un motor
de combustión interna de inyección directa (BDE). La invención, sin
embargo, puede realizarse sin más, también en motores de combustión
interna de gasoil.
En el tubo de aspiración 7, se intercepta una
válvula de mariposa 11, sobre la que se puede suministrar aire al
tubo de aspiración 7. La cantidad de aire suministrado dependerá de
la posición angular de la válvula de mariposa 11. En el tubo de
escape 8 se intercepta un catalizador 12 que sirve para la limpieza
de los gases residuales que se presenten durante la combustión del
combustible.
El pistón 2 se desplaza, mediante la combustión
del combustible, en la cámara de combustión 4, en un movimiento de
un lado a otro, que se transmite a un cigüeñal no representado, y
que ejerce un par del motor sobre éste.
El combustible inyectado por la válvula de
inyección 9 en la cámara de combustión 4 llega, por un conducto
para el carburante 17 desde el depósito de alta presión 13, hasta la
válvula de inyección 9. El motor de combustión interna 1 muestra,
además del cilindro 3 representado en la Figura 1, otros cinco
cilindros, cuyo carburante, asimismo, se lleva fuera del depósito de
alta presión 13, y que, sin embargo, no están representados. El
depósito de alta presión 13 se conforma como una barra de
almacenamiento de un sistema como rail de dosificación de
carburante. El carburante se presenta con una presión de inyección
variable en el depósito de aire comprimido 13. Desde un depósito de
carburante 14, se eleva carburante, mediante una bomba elevadora
previa 15, hasta una bomba de alta presión 16, que vuelve a
transportar el carburante hasta el depósito de aire comprimido 13.
La presión de inyección reinante en el depósito de aire comprimido
13 puede salirse mediante un control adecuado de la bomba de alta
presión 16, o por las válvulas de regulación de presión (no
representadas) colocadas en el depósito de aire comprimido 13.
Un aparato de control 18 del motor de combustión
interna 1 se carga con señales de entrada 19, que se representan
mediante medidas de funcionamiento del motor de combustión interna,
determinadas por sensores. Por ejemplo, el aparato de control 18
está conectado con sensor de medición del aire, un sensor lambda, un
sensor del número de revoluciones, un sensor de la temperatura del
motor, y similares. El aparato de control 18 genera señales de
salida 20, con las que, mediante actuadores y/o reguladores, se
puede ocasionar el comportamiento del motor de combustión interna
1. Por ejemplo, el aparato de control 18 está conectado con la
válvula de inyección 9, la bujía 10, la válvula de mariposa 11 y la
bomba de alta presión 16, y similares, y genera las señales de
control requeridas para su control.
Entre otros, el aparato de control 18 está
previsto para controlar y/o regular las medidas de funcionamiento
del motor de combustión interna 1. Por ejemplo, la cantidad de
carburante del aparato de control 18 inyectada desde la válvula de
inyección 9 en la cámara ce combustión, se controla y/o regula
especialmente en lo que respecta a un ligero consumo de carburante
y/o a una emisión mínima de agentes contaminantes. Con este objeto,
el aparato de control 18 se ha previsto con un microprocesador 21,
en el que pueda funcionar un programa de ordenador que sea adecuado
para la ejecución del control y/o la regulación nombrados. El
programa de ordenador se almacena en un elemento de memoria 22. El
elemento de memoria 22 se conforma, por ejemplo, como un medio de
almacenaje electrónico, especialmente como una memoria flash.
El motor de combustión interna 1 puede accionarse
con múltiples modos de funcionamiento. Así, es posible accionar el
motor de combustión interna 1 con un funcionamiento homogéneo, un
funcionamiento alternativo, un funcionamiento pobre homogéneo, un
funcionamiento para el calentamiento del catalizador, un
funcionamiento para la sulfitación del catalizador o un
funcionamiento para la regeneración de óxido de nitrógeno del
catalizador.
El aparato de control 18 controla y/o regula
también la presión de inyección que se presenta en el depósito de
aire comprimido 13. Para esto, se memoriza, en el elemento de
memoria 22, otro programa de ordenador que se pueda ejecutar en el
microprocesador 21, y que sea adecuado para la ejecución del método
acorde a la invención.
En la Figura 2 se representa un organigrama del
método acorde a la invención. Comienza e un bloque de funciones 30.
En un bloque de funciones 31, se transmite la temperatura del motor
de combustión interna 1, por ejemplo, mediante la temperatura T' del
agua refrigerante o de la temperatura T' de la culata.
Entonces, se transmite, en un bloque de funciones
32, un factor de corrección k, que depende de la temperatura T del
motor de combustión interna 1. En un bloque de funciones 33, se
transmite, entonces, una presión requerida de inyección p_s desde
el producto del factor de corrección k dependiente de la
temperatura, y un valor teórico de la presión de inyección p_s no
dependiente de la temperatura. Este valor teórico de la presión de
inyección p_s introduce, entonces, un control o regulación de la
presión de inyección (bloque de funciones 34) reinante en el
depósito de aire comprimido 13. La presión de inyección que se
presenta en el depósito de aire comprimido 13 se regula y/o
controla, así, en el valor teórico p_s de la presión de inyección
corregido. En un bloque de funciones 35, se finaliza el método
acorde a la invención.
Mediante el método acorde a la invención, la
presión de inyección presente en el depósito de aire comprimido 13
puede aumentar o disminuir en función de la temperatura del motor de
combustión interna 1. En determinados estados de funcionamiento del
motor de combustión interna 1, por ejemplo tras un arranque en frío
o durante un periodo de calentamiento, aumenta la presión de
inyección. Adicionalmente, la inyección puede ajustarse a los
momentos más tardíos. Así, se produce, durante estas condiciones de
funcionamiento, una emisión de hidrocarburos (HC) especialmente baja
en los gases residuales.
Para alcanzar la presión de inyección aumentada
en el depósito de aire comprimido 13, aumenta la carga presente en
la bomba de alta presión 16 y, con ello, la presente en el motor de
combustión interna 1, lo que lleva a un calentamiento más rápido del
catalizador 12. Éste alcanza, con esto, de una manera esencialmente
más rápida, tras un arranque en frío o durante un periodo de
calentamiento, su temperatura de funcionamiento, que es necesaria
para una conversión de los gases residuales efectiva.
Claims (8)
1. Un método para el funcionamiento de un motor
de combustión interna (1), especialmente de un vehículo a motor,
donde el combustible que se vaya a inyectar en una cámara de
combustión (4) o en un tubo de aspiración (7) del motor de
combustión interna (1), se presenta en un depósito de aire
comprimido (13) con una presión de inyección (p) variable, donde la
presión de inyección (p) se regula en el depósito de aire comprimido
(13), en función de la temperatura (T) del motor de combustión
interna (1), caracterizado porque el momento de inyección se
regula en función de la temperatura (T) del motor de combustión
interna (1), donde el momento de inyección se regula en los
momentos finales, a una temperatura (T) del motor de combustión
interna (1) que esté por debajo de la temperatura de funcionamiento
del motor de combustión interna (1).
2. El método, según la reivindicación 1,
caracterizado porque, a una temperatura (T) del motor de
combustión interna (1) por debajo de la temperatura de
funcionamiento del motor de combustión interna (1), la presión de
inyección (p) aumenta.
3. El método, según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la temperatura (T) del motor de
combustión interna (1) se determina mediante la temperatura (T') del
agua refrigerante o mediante la temperatura (T') de la culata del
motor de combustión interna.
4. El método, según una de las reivindicaciones
de la 1 a la 3, caracterizado porque se determina un factor
de corrección (k) que depende de la temperatura (T) del motor de
combustión interna (1), con el que se carga un valor teórico de la
presión de inyección (p_s) que no depende de la temperatura.
5. Un elemento de almacenamiento (22),
especialmente una memoria ROM, una memoria RAM o una memoria flash,
para un aparato de control (18) de un motor de combustión interna
(1), especialmente de un vehículo a motor, en el que se memoriza un
programa de ordenador que sea ejecutable en un computador,
especialmente en un microprocesador (21), y que ponga en práctica el
método, según una de las reivindicaciones de la 1 a la 4.
6. El programa de ordenador, caracterizado
porque pone en práctica un método según una de las reivindicaciones
de la 1 a la 4, cuando se ejecuta en un computador, especialmente en
un microprocesador (21).
7. El programa de ordenador según la
reivindicación 6, caracterizado porque se almacena en un
elemento de memoria (22), especialmente en una memoria flash.
8. Un aparato de control (18) para un motor de
combustión interna (1) con un depósito de aire comprimido (13), al
menos una cámara de combustión (4) y al menos un tubo de aspiración
(7), donde en el depósito de aire comprimido (13) se presenta
combustible con una presión de inyección variable (p), y el
combustible se puede inyectar desde el depósito de aire comprimido
(13) directamente a la cámara de combustión (4) o al tubo de
aspiración (7), donde el aparato de control (18) regula la presión
de inyección (p) en el depósito de aire comprimido (13), en función
de la temperatura (T) del motor de combustión interna,
caracterizado porque el aparato de control (18) regula el
momento de inyección en función de la temperatura (T) del motor de
combustión interna (1), donde el aparato de control (18) ajusta el
momento de inyección a los momentos finales, a una temperatura (T)
del motor de combustión interna (1) que esté por debajo de la
temperatura de funcionamiento del motor de combustión interna
(1).
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