ES2255367B2 - Aparato de control de inyeccion de combustible para motores. - Google Patents
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Abstract
Aparato de control de inyección de combustible para motores. Objeto: Evitar que una bujía de encendido se humedezca con combustible no quemado debido a falta de suficiente potencia de giro cuando el motor se arranca con pedal. Medios de solución: Un detector de posición de referencia de cigüeñal (25) determina si una señal de generador de pulsos de cigüeñal corresponde al punto muerto superior de una carrera de admisión. Si la señal de generador de pulsos de cigüeñal es de una carrera de admisión, un detector de velocidad angular del cigüeñal (26) detecta la velocidad angular del cigüeñal. La velocidad angular del cigüeñal la representa el tiempo de una etapa. El tiempo de la tapa se introduce en un comparador (27), que lo compara con un tiempo de referencia Tref. Si la velocidad angular del cigüeñal es mayor que un valor predeterminado, se calcula un ciclo de trabajo para un inyector de combustible. Si la velocidad angular del cigüeñal es menor que el valor predeterminado, se pone a cero un ciclo de trabajo indicativo de una cantidad de inyección de combustible.
Description
Aparato de control de inyección de combustible
para motores.
La presente invención se refiere a un aparato de
control de inyección de combustible para un motor, y más en
particular a un aparato de control de inyección de combustible para
un motor que se arranca por potencia manual.
La figura 7 es un diagrama de bloques que
representa una disposición de componentes principales de un sistema
de suministro de combustible para una motocicleta. El combustible
suministrado desde un depósito de combustible 12 a través de un
filtro 13 y presionizado por una bomba de combustible 14 se
suministra a través de un filtro 15 a un inyector de combustible 8.
Se ha previsto un regulador de presión 16 para mantener constante
la presión de combustible en un colector de entrada 24. Para
mantener constante la presión de combustible, el exceso de
combustible descargado por la bomba de combustible 14 se hace
volver mediante el regulador de presión 16 al depósito de
combustible 12.
El combustible suministrado al colector de
entrada 24 se mezcla con aire introducido mediante un filtro de
aire 17 y una válvula de acelerador 18. La mezcla de
combustible-aire es aspirada después a una cámara de
combustión 20 del motor cuando se abre una válvula de admisión 19.
Cuando un pistón 21 se mueve más allá de un punto muerto superior
de compresión, se enciende una bujía de encendido 22 para quemar la
mezcla de combustible-aire.
Cuando se quema la mezcla de
combustible-aire, el pistón 21 se mueve
alternativamente, girando un cigüeñal (no representado). La bomba
de combustible 14 recibe un voltaje de suministro de potencia de
una batería (no representada) mediante una UEC 23. Una cantidad de
inyección de combustible a inyectarse por el inyector 8 se
determina por la UEC 23 en base a varios parámetros incluyendo la
velocidad rotacional del motor, la abertura del acelerador,
etc.
Algunos aparatos de inyección de combustible
para motocicletas que tienen un pedal de arranque inyectan
combustible antes de que se establezca una posición de referencia
del cigüeñal, para mejorar la facilidad de arranque del motor. Por
ejemplo, se inyecta combustible una vez que se cuenta un número
predeterminado de pulsos de manivela generado cada uno por un
ángulo de cigüeñal predeterminado, y después se inyecta combustible
en una posición preestablecida con respecto a una posición de
referencia del cigüeñal. Se conoce un dispositivo de arranque de
motor donde antes de arrancar el motor, se pisa un pedal de
arranque para accionar una bomba de combustible para incrementar la
presión de combustible para inyectar combustible (Patente japonesa
publicada número Hei 3-18659).
Con el dispositivo de arranque por pedal, si la
fuerza de accionamiento del pedal es pequeña o la posición inicial
del pistón está lejos del punto muerto superior de compresión, el
pistón es incapaz de moverse más allá del punto muerto superior en
una carrera de compresión durante la que el pistón experimenta
grandes fuerzas de rozamiento. Dado que la inyección de combustible
del inyector se lleva a cabo en la carrera de admisión, si el
pistón no se mueve más allá de punto muerto superior de compresión,
el combustible inyectado permanece sin quemar en el cilindro. Por
lo tanto, la bujía de encendido tiende a humedecerse con el
combustible, deteriorando la facilidad de arranque del motor.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un aparato de control de inyección de combustible para
motores que resuelve los problemas anteriores de la técnica
anterior y evita que se deteriore la facilidad de arranque del
motor en un siguiente proceso de arranque de motor incluso cuando
el pistón es incapaz de moverse más allá de un punto muerto superior
de compresión debido a un fallo de accionamiento del pedal o
análogos.
Para lograr el objeto anterior, se facilita
según una primera característica de la presente invención un
aparato de control de inyección de combustible para un motor que se
arranca por potencia manual, caracterizado por medios para
establecer la velocidad angular de referencia para un cigüeñal para
permitir que un pistón se mueva más allá de un punto muerto
superior de compresión, y medios de control para efectuar inyección
de combustible si la velocidad angular del cigüeñal es igual o
mayor que la velocidad angular de referencia en una carrera de
admisión después del comienzo de un proceso de accionamiento de
manivela, e inhabilitar la inyección de combustible si la velocidad
angular del cigüeñal es menor que la velocidad angular de
referencia.
Según una segunda característica de la presente
invención, también se facilita un aparato de control de inyección
de combustible para un motor que se arranca por potencia manual,
caracterizado por un sensor de pulso de manivela para detectar el
punto muerto superior de un pistón, medios para determinar si el
punto muerto superior detectado es un punto muerto superior en una
carrera de admisión o no, medios para detectar la velocidad angular
del cigüeñal en base al tiempo rotacional de un ángulo de cigüeñal
predeterminado, medios para establecer la velocidad angular de
referencia para un cigüeñal para permitir que el pistón se mueva
más allá de un punto muerto superior de compresión, medios de
determinación de velocidad angular para determinar si la velocidad
angular del cigüeñal es o no igual o mayor que la velocidad angular
de referencia cuando el punto muerto superior detectado es el punto
muerto superior en la carrera de admisión, y medios de control para
efectuar inyección de combustible si la velocidad angular del
cigüeñal es igual o mayor que la velocidad angular de referencia
determinada por los medios de determinación de velocidad angular, e
inhabilitar la inyección de combustible si la velocidad angular del
cigüeñal es menor que la velocidad angular de referencia
determinada por los medios de determinación de velocidad
angular.
angular.
Según las características primera y segunda,
cuando el motor es movido por manivela por potencia manual, es
decir, cuando el motor se arranca accionando el pedal de arranque,
no se inyecta combustible a no ser que la velocidad angular del
cigüeñal exceda de la velocidad angular de referencia que permite
que el pistón se mueva más allá del punto muerto superior de
compresión. Por lo tanto, no se inyecta combustible desperdiciado
al fallo de accionamiento del pedal o análogos, y se evita que una
bujía de encendido se humedezca con combustible no quemado.
Según una tercera característica de la presente
invención, los medios de control incluyen medios de cálculo de
cantidad de inyección de combustible y medios de accionamiento para
accionar medios de inyección de combustible con un ciclo de trabajo
dependiendo de una cantidad de inyección de combustible calculada
por los medios de cálculo de cantidad de inyección de combustible,
siendo tal el dispositivo que el ciclo de trabajo se pone a cero
para inhabilitar sustancialmente la inyección de combustible si la
velocidad angular del cigüeñal es menor que la velocidad angular de
referencia determinada por los medios de determinación de velocidad
angular.
Según la tercera característica, un accionador
para un inyector de combustible se controla de la misma manera si
la velocidad angular del cigüeñal es igual o mayor que la velocidad
angular de referencia o si la velocidad angular del cigüeñal es
menor que la velocidad angular de referencia. La inyección de
combustible se inhabilita sustancialmente simplemente poniendo a
cero la cantidad de inyección de combustible.
Según una cuarta característica de la presente
invención, el aparato de control de inyección de combustible se
facilita para uso en un motor que tiene un inyector de combustible
y una bomba de suministro de combustible que son accionables por
una fuente de alimentación común.
Según la cuarta característica, se puede ahorrar
la potencia eléctrica que se consumiría para inyección de
combustible desperdiciado, y la potencia eléctrica ahorrada se
puede emplear para accionar la bomba de combustible. Aunque el
motor no se arranque por un primer proceso de accionamiento de
manivela, se puede suministrar potencia eléctrica suficiente a la
bomba de combustible para lograr una alta presión de combustible en
un proceso de accionamiento de manivela siguiente.
La figura 1 es un diagrama de bloques que
representa funciones principales de un aparato de control de
inyección de combustible según una realización de la presente
invención.
La figura 2 es un diagrama de una disposición
esencial de una motocicleta incluyendo el aparato de control de
inyección de combustible según la realización de la presente
invención.
La figura 3 es un diagrama de temporización (1)
de un proceso de control de inyección de combustible del aparato
de control de inyección de combustible según la realización de la
presente invención.
La figura 4 es un diagrama de temporización (2)
del proceso de control de inyección de combustible del aparato de
control de inyección de combustible según la realización de la
presente invención.
La figura 5 es un diagrama de flujo de un
proceso de determinación de inyección de combustible.
La figura 6 es un diagrama de flujo de un
proceso de inyección de combustible.
Y la figura 7 es un diagrama que representa un
sistema de suministro de combustible para un motor a modo de
ejemplo.
1: cigüeñal, 2: pedal de arranque, 4: sensor de
velocidad rotacional, 5: señal de ángulo del cigüeñal, 6:
Fi-UEC, 7: sensor de generador de pulsos de
cigüeñal, 8: inyector, 9: señal de generador de impulsos de
cigüeñal, 10: señal de excitación de inyector, 12: depósito de
combustible, 14: bomba de combustible, 25: posición de referencia
del cigüeñal, 26: detector de velocidad angular del cigüeñal, 27:
comparador, 28: calculadora de cantidad de inyección de
combustible, 29: accionador de inyector.
Una realización preferida de la presente
invención se describirá con detalle a continuación con referencia a
los dibujos. La figura 2 es un diagrama de bloques de una
disposición esencial de una motocicleta con un dispositivo de
arranque por pedal incluyendo un aparato de control de inyección de
combustible según una realización de la presente invención. Aunque
no se muestra en la figura 2, la motocicleta incluye un sistema de
suministro de combustible que tiene la misma disposición de equipos
físicos que la representada en la figura 7.
Un pedal (pedal de arranque) 2 para arrancar un
motor accionándolo está acoplado a un cigüeñal 1 del motor por un
engranaje de accionamiento de pedal y un trinquete (no
representados). Un disco 3 que tiene un número de dientes
(lengüetas de reluctor) en su borde circunferencial externo, está
conectado al cigüeñal 1. Las lengüetas de reluctor están dispuestas
a intervalos angulares predeterminados (por ejemplo, 30
grados).
Un sensor de velocidad rotativa 4 incluye un
fotointerruptor, por ejemplo, y detecta las lengüetas de reluctor y
envía una señal de ángulo de cigüeñal 5 a un Fi-UEC
(aparato de control de inyección de combustible) 6. La señal de
ángulo de cigüeñal 5 es una señal que representa un ángulo de
cigüeñal predeterminado dependiendo de los intervalos angulares
entre las lengüetas de reluctor. En base a la señal de ángulo de
cigüeñal 5, el Fi-UEC 6 calcula la velocidad
rotacional del motor.
Un imán está montado (por ejemplo, embebido) en
el disco 3 en una posición circunferencial predeterminada
correspondiente al punto muerto superior. Un sensor de generador de
pulsos de cigüeñal 7 que incluye un sensor de captación magnética
detecta el imán, y envía una señal de generador de pulsos de
cigüeñal 9 al Fi-UEC 6. Un inyector 8 es accionado
según una señal de excitación 10 que representa un ciclo de trabajo
de válvula abierta dependiendo de una cantidad de inyección de
combustible determinada por el Fi-UEC 6. La
operación del Fi-UEC 6 se describirá con más
detalle a continuación.
Las figuras 3 y 4 son diagramas de temporización
de un proceso de control de inyección de combustible. En el
proceso de control de inyección de combustible, un ángulo de
cigüeñal de 30 grados se define como una etapa, y una revolución
del motor se define como 360 grados en 12 etapas. Por lo tanto, un
ciclo de motor que incluye carreras de admisión, compresión,
combustión, y escape se define como 720 grados en 24 etapas. El
número de pulsos de la señal de ángulo de cigüeñal 5 representa un
número de etapa. Se envía una señal de generador de pulsos de
cigüeñal 9 cada vez que el motor hace una revolución.
En la figura 3, cuando se arranca usando un
pedal de arranque 2 en el tiempo t1, un generador acoplado al
cigüeñal 1 genera energía eléctrica, aumentando el voltaje de
suministro de potencia para el Fi-UEC 6. En el
tiempo t2, el Fi-UEC 6 comienza a reposicionarse e
inicializarse. Cuando se termina la reposición e inicialización del
Fi-UEC 6 en el tiempo t3, se acciona la bomba de
combustible (FFP) 14. Se detecta una señal de generador de pulsos
de cigüeñal 9 en el tiempo t4, y se detecta la duración de impulso
(tiempo) de un estado inmediatamente después, es decir, una 17ª
etapa. En el tiempo t5 se determina si se ha de efectuar o no
inyección de combustible en base a la duración de impulso de la 17ª
etapa. Si se determina que ha de efectuarse inyección de
combustible, se calcula una cantidad de inyección de combustible, y
se acciona el inyector (INY) 8 en el tiempo t6. Si se determina que
no ha de efectuarse inyección de combustible, no se calcula una
cantidad de inyección de combustible, y no se inyecta
combustible.
La figura 5 es un diagrama de flujo de un
proceso de determinación de inyección de combustible. El proceso de
determinación de inyección de combustible se realiza cada vez que
se detecta una señal de generador de pulsos de cigüeñal. En el paso
S1 se determina si se determina o no una posición de referencia del
cigüeñal, es decir, si se detecta o no una señal de generador de
pulsos de cigüeñal 9 en la carrera de admisión, entre las señales
de generador de pulsos de cigüeñal 9 en las carreras de combustión
y admisión, en base, por ejemplo, a una presión negativa de tubo
de admisión Pb en el tiempo en que se detecta la señal de generador
de pulsos de cigüeñal 9. En el paso S2, se determina si la etapa
presente es una 18ª etapa o no. Si se determina la posición de
referencia del cigüeñal, entonces, puesto que se determina que una
etapa inmediatamente después es la 17ª etapa, la etapa siguiente a
dicha etapa es la 18ª etapa.
Si la respuesta al paso S2 es afirmativa, se
determina en el paso S3 si la duración de impulso (tiempo) T17 de
la señal de ángulo de cigüeñal correspondiente a la 17ª etapa es
más larga que un tiempo de referencia Tref para determinar un corte
o no de suministro de combustible. el tiempo de referencia Tref
representa un valor de referencia para determinar si el cigüeñal
está girando a una velocidad suficiente para que el pistón se mueva
más allá del punto muerto superior de compresión o no.
Si la duración de impulso T17 de la señal de
ángulo de cigüeñal es más larga que el tiempo de referencia Tref,
se determina que la velocidad angular del cigüeñal es pequeña (la
velocidad rotacional del motor es baja), y el control pasa al paso
S4. Si la duración de impulso T17 de la señal de ángulo de cigüeñal
es más corta que el tiempo de referencia Tref, se determina que la
velocidad angular del cigüeñal es grande (la velocidad rotacional
del motor es alta), y que el pistón se puede mover más allá del
punto muerto superior de compresión, y el control pasa al paso S5.
En el paso S4, se pone un señalizador de inhabilitación de
inyección de combustible Ffc (=1). En el paso S5, se pone a cero el
señalizador de inhabilitación de inyección de combustible Ffc (=0).
En el paso S6 se ejecuta una rutina de inyección de combustible
para calcular una cantidad de inyección de combustible y efectuar
inyección de combustible en base a la cantidad calculada de
inyección de combustible.
La figura 6 es un diagrama de flujo detallado de
la rutina de inyección de combustible (paso S6). En el paso S61,
se determina el señalizador de inhabilitación de inyección de
combustible Ffc. Si el señalizador de inhabilitación de inyección
de combustible Ffc es "0", el control pasa al paso S62 para
calcular una cantidad de inyección de combustible. La cantidad de
inyección de combustible se calcula en base a parámetros del motor
incluyendo la abertura del acelerador, la velocidad rotacional del
motor, la temperatura del refrigerante del motor, etc, y se expresa
por un ciclo de trabajo de válvula abierta para el inyector 8. En
el paso S63 el inyector 8 es accionado según la cantidad calculada
de inyección de combustible, inyectando combustible. Si el
señalizador de inhabilitación de inyección de combustible Ffc es
"1", el control pasa al paso S64. En el paso S64, el ciclo de
trabajo de válvula abierta para el inyector 8 se pone a "0",
después de lo que el control pasa al paso S63.
La figura 1 es un diagrama de bloques que
representa funciones principales del Fi-UEC 6. Un
detector de posición de referencia del cigüeñal 25 determina una
carrera del motor en respuesta a una señal de generador de pulsos
de cigüeñal. Se puede determinar una carrera del motor en base a
si la presión negativa de tubo de admisión Pb corresponde a una
presión negativa en la carrera de admisión, por ejemplo, porque la
presión negativa de tubo de admisión Pb en la carrera de admisión
es mayor que en las otras carreras del motor. Si se detecta una
señal de generador de pulsos de cigüeñal en la carrera de admisión,
un detector de velocidad angular del cigüeñal 26 detecta la
velocidad angular del cigüeñal en base a la señal de ángulo de
cigüeñal. La velocidad angular del cigüeñal está representada por
la duración de impulso de la señal de ángulo de cigüeñal, es
decir, el tiempo de una etapa inmediatamente después de que se ha
determinado la posición de referencia del cigüeñal. Si la velocidad
angular del cigüeñal es grande, el tiempo de una etapa es corto. El
tiempo T17 de una etapa que representa la velocidad angular del
cigüeñal se introduce en un comparador 27, que compara el tiempo
T17 con el tiempo de referencia Tref. El Resultado comparado se
introduce en una calculadora de cantidad de inyección de
combustible 28. Si se determina que la velocidad angular del
cigüeñal es mayor que un valor predeterminado, una cantidad de
inyección de combustible, o específicamente un ciclo de trabajo de
válvula abierta, se calcula según los parámetros del motor. Si se
determina que la velocidad angular del cigüeñal es menor que el
valor predeterminado, se pone a cero una cantidad de inyección de
combustible (ciclo de trabajo). La cantidad de inyección de
combustible o ciclo de trabajo de válvula abierta que se calcula o
pone a cero, se introduce en un accionador de inyector 29. El
accionador de inyector 29 acciona el inyector 8 según el ciclo de
trabajo de válvula abierta introducido.
En la realización anterior, la cantidad de
inyección de combustible se pone a cero para inhabilitar la
inyección de combustible. Sin embargo, la cantidad de inyección de
combustible no se puede poner a cero en su totalidad, pero se puede
reducir a un valor que inhabilita esencialmente la inyección de
combustible.
Se ha descrito anteriormente la realización en
la que la presente invención se aplica al aparato de control de
inyección de combustible para motocicletas. Sin embargo, la
presente invención no se limita a la realización anterior, sino que
también es aplicable a un generador movido por motor asociado con
un motor distinto de los de motocicletas, por ejemplo, un motor que
se arranca por potencia manual.
Con la invención según las reivindicaciones 1 a
4, cuando se determina que la velocidad angular del cigüeñal
suficiente para permitir que un pistón se mueva más allá del punto
muerto superior de compresión no se logra por accionamiento manual
de manivela, se inhabilita la inyección de combustible. Por lo
tanto, se evita que una bujía de encendido se humedezca con
combustible, y se incrementa la facilidad de arranque del
motor.
Con la invención según la reivindicación 3, en
particular, puesto que el inyector de combustible se puede
controlar con la misma función de control si el suministro de
combustible se lleva a cabo o si el suministro de combustible se
inhabilita, el proceso de control es simple.
Con la invención según la reivindicación 4, se
ahorra energía eléctrica desperdiciada que se consumiría al
inyectar combustible, y en un ciclo de arranque de motor posterior
al fallo de arranque del motor, se produce presión suficiente de
combustible para arrancar el motor fiablemente.
Claims (4)
1. Un aparato de control de inyección de
combustible para un motor que se arranca por potencia manual,
caracterizado por:
medios para establecer la velocidad angular de
referencia para un cigüeñal para permitir que un pistón se mueva
más allá de un punto muerto superior de compresión; y
medios de control para efectuar inyección de
combustible si la velocidad angular del cigüeñal es igual o mayor
que dicha velocidad angular de referencia en una carrera de
admisión después del comienzo de un proceso de accionamiento de
manivela, e inhabilitar la inyección de combustible si dicha
velocidad angular del cigüeñal es menor que dicha velocidad angular
de referencia.
2. Un aparato de control de inyección de
combustible para un motor que se arranca por potencia manual,
caracterizado por:
un sensor de pulso de manivela para detectar el
punto muerto superior de un pistón;
medios para determinar si el punto muerto
superior detectado es un punto muerto superior en una carrera de
admisión o no;
medios para detectar la velocidad angular del
cigüeñal en base al tiempo rotacional de un ángulo de cigüeñal
predeterminado;
medios para establecer la velocidad angular de
referencia para un cigüeñal para permitir que el pistón se mueva
más allá de un punto muerto superior de compresión;
medios de determinación de velocidad angular
para determinar si dicha velocidad angular del cigüeñal es o no
igual o mayor que dicha velocidad angular de referencia cuando
dicho punto muerto superior detectado es el punto muerto superior
en la carrera de admisión; y
medios de control para efectuar inyección de
combustible si dicha velocidad angular del cigüeñal es igual o
mayor que dicha velocidad angular de referencia determinada por
dichos medios de determinación de velocidad angular, e inhabilitar
la inyección de combustible si dicha velocidad angular del cigüeñal
es menor que dicha velocidad angular de referencia determinada por
dichos medios de determinación de velocidad angular.
3. Un aparato de control de inyección de
combustible según la reivindicación 1 o 2, caracterizado
porque:
dichos medios de control incluyen medios de
cálculo de cantidad de inyección de combustible y medios de
accionamiento para accionar medios de inyección de combustible con
un ciclo de trabajo dependiendo de una cantidad de inyección de
combustible calculada por dichos medios de cálculo de cantidad de
inyección de combustible; siendo tal el dispositivo que dicho ciclo
de trabajo se pone a cero para inhabilitar sustancialmente la
inyección de combustible si dicha velocidad angular del cigüeñal es
menor que dicha velocidad angular de referencia determinada por
dichos medios de determinación de velocidad angular.
4. Un aparato de control de inyección de
combustible según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 para uso
en un motor que tiene un inyector de combustible y una bomba de
suministro de combustible que son accionables por una fuente de
alimentación común.
Applications Claiming Priority (2)
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