ES2291732T3 - Proceimiento para el accionamiento de una maquina de combustion interna. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el accionamiento de una máquinaProcedimiento para el accionamiento de una máquina de combustión interna (10) con al menos un inyect de combustión interna (10) con al menos un inyector (30), al que le es asignado un regulador piezoeor (30), al que le es asignado un regulador piezoeléctrico (58) que recibe una señal de activación aléctrico (58) que recibe una señal de activación a través de un mecanismo de mando (34) de la máquin través de un mecanismo de mando (34) de la máquina de combustión interna (10), este regulador piezoa de combustión interna (10), este regulador piezoeléctrico produce la carrera de la aguja de la váleléctrico produce la carrera de la aguja de la válvula (44) del inyector (30), correspondiente a la vula (44) del inyector (30), correspondiente a la señal de activación, para una inyección de combustseñal de activación, para una inyección de combustible, asimismo la señal de activación es modificadible, asimismo la señal de activación es modificada dependiendo de una potencia de accionamiento reca dependiendo de una potencia de accionamiento recibida por el regulador piezoeléctrico (58), caractibida por el regulador piezoeléctrico (58), caracterizado porque al superar una potencia de activacierizado porque al superar una potencia de activación máxima predefinida, la señal de activación es rón máxima predefinida, la señal de activación es reducida a un valor máximo. educida a un valor máximo.
Description
Procedimiento para el accionamiento de una
máquina de combustión interna.
La presente invención comprende un procedimiento
para el accionamiento de una máquina de combustión interna con al
menos un inyector, al que le es asignado un regulador piezoeléctrico
que recibe una señal de activación a través de un mecanismo de
mando de la máquina de combustión interna, este regulador
piezoeléctrico produce una carrera de la aguja de la válvula del
inyector, correspondiente a la señal de activación, para una
inyección de combustible.
La presente invención comprende además un
mecanismo de mando para una máquina de combustión interna con al
menos un inyector, al que le es asignado un regulador piezoeléctrico
que recibe una señal de activación a través de un mecanismo de
mando, este regulador piezoeléctrico produce una carrera de la aguja
de la válvula del inyector, correspondiente a la señal de
activación, para una inyección de combustible.
La presente invención comprende además un
programa de computación para una máquina de combustión interna con
al menos un inyector, al que le es asignado un regulador
piezoeléctrico que recibe una señal de activación a través de un
mecanismo de mando, este regulador piezoeléctrico produce una
carrera de la aguja de la válvula del inyector, correspondiente a
la señal de activación, para una inyección de combustible.
Los procedimientos de funcionamiento
convencionales del modo mencionado al comienzo presentan la
desventaja de que, a causa de la potencia perdida convertida en los
reguladores piezoeléctricos, y la potencia de activación limitada,
disponible por el mecanismo de mando o por una etapa final de
potencia del mecanismo de mando, especialmente en caso de una
inyección múltiple, se establece un límite de revoluciones superior
para la máquina de combustión interna que limita la potencia máxima
de la máquina de combustión interna.
Por la memoria DE 196 44 521 A1 se conoce un
procedimiento para la activación de un regulador capacitivo, en el
cual el regulador es accionado por la descarga definida de un
condensador y la energía brindada por ello. Mediante la corriente y
la tensión que cae en el regulador se forma un valor integral que es
comparado con un valor nominal, asimismo el procedimiento de carga
es interrumpido cuando el valor integral supera al valor
nominal.
La etapa final de potencia incluye generalmente
un convertidor de corriente continua-corriente
continua (DC/DC), cuya potencia no puede ser aumentada
arbitrariamente, por los costes y a causa del espacio disponible
para su instalación. A partir de dicho límite de revoluciones
superior, la potencia de activación del convertidor DC/DC no es
suficiente para compensar la potencia perdida en los reguladores
piezoeléctricos. Por otro lado el mecanismo de mando puede adquirir
temperaturas altas inadmisibles por el calentamiento del convertidor
DC/DC.
Otra desventaja de procedimientos conocidos
consiste en la necesidad de la desviación de la potencia perdida de
los reguladores piezoeléctricos, para evitar un sobrecalentamiento
de los reguladores.
Acorde con lo mencionado, el objetivo de la
presente invención es especificar un procedimiento de funcionamiento
mejorado, un mecanismo de mando y un programa de computación para
ello, por lo cual se posibilite un aumento de potencia de la
máquina de combustión interna y al mismo tiempo se reduzca la
potencia perdida en los reguladores piezoeléctricos.
Este objetivo es alcanzado, acorde a la
invención, en un procedimiento de funcionamiento para una máquina
de combustión interna del modo mencionado al comienzo, al ser
modificada la señal de activación dependiendo de una potencia de
accionamiento recibida por el regulador piezoeléctrico.
Por ello es posible elegir, por ejemplo, reducir
la señal de activación, de modo que se garantice un funcionamiento
aun más seguro de la máquina de combustión interna así como una
desviación suficiente de la pérdida de calor de los reguladores
piezoeléctricos. Además, de este modo se garantiza que la
temperatura de los mecanismos de mando siempre permanezca dentro de
los límites permitidos.
Tan pronto como la señal de activación que
activa al regulador piezoeléctrico es reducida en relación con un
valor de referencia, también se reduce la expansión mecánica del
regulador piezoeléctrico correspondiente y con ello la carrera de
la aguja del inyector correspondiente. La energía perdida en el
regulador piezoeléctrico, en el caso de una carrera de la aguja
menor, es menor que en el caso de la excitación del regulador con el
valor de referencia, de modo que en caso de la aplicación del
procedimiento de funcionamiento acorde a la invención, también es
menor la cantidad de energía térmica a ser desviada. Igualmente la
energía perdida convertida en la etapa final de potencia es
reducida, por lo cual también desciende la temperatura de los
mecanismos de mando.
Dado que en caso de una carrera de la aguja
menor, también se obtiene un paso de combustible estático menor a
través del inyector, el inyector debe ser elevado
correspondientemente, para inyectar la misma cantidad de
combustible en la cámara de combustión de la máquina de combustión
interna, en la aplicación del procedimiento acorde a la invención
con una carrera de la aguja reducida que en un accionamiento
convencional.
Para evitar ensuciamientos, por ejemplo por
partículas aprisionadas en una abertura del inyector, se fijará un
límite para la carrera de la aguja mínima, o una señal de activación
mínima correspondiente.
Otra ventaja muy especial del procedimiento de
funcionamiento acorde a la invención consiste en la posibilidad del
incremento de la potencia de la máquina de combustión interna, que
se obtiene porque el límite de revoluciones superior para
inyecciones múltiples es elevado en comparación a procedimientos
convencionales.
Como ya ha sido mencionado, a través de la
reducción de la carrera de la aguja acorde a la invención en el
regulador piezoeléctrico se convierte una energía perdida menor por
tiempo. Este ahorro, es decir, la diferencia con respecto a la
energía perdida máxima permitida que puede ser compensada por el
convertidor DC/DC, puede ser utilizado para accionar la máquina de
combustión interna con un número de revoluciones mayor e inyecciones
múltiples, asimismo la energía perdida en el regulador
piezoeléctrico aumenta nuevamente debido a su relación proporcional
al número de revoluciones.
De este modo es posible el funcionamiento de la
máquina de combustión interna con la misma potencia máxima del
convertidor DC/DC y el número de revoluciones máximo elevado con
inyecciones múltiples y la potencia máxima de la máquina de
combustión interna elevada a causa de ello.
En el procedimiento acorde a la invención, al
superar una potencia de activación máxima predefinida, la señal de
activación es reducida a un valor máximo. La potencia de activación
máxima corresponde a, por ejemplo, un número de revoluciones máximo
de la máquina de combustión interna en caso de inyección múltiple. A
través de la selección correspondiente del valor máximo es posible,
a su vez, la reducción de la carrera de la aguja, de modo que en
caso de igual potencia perdida en el regulador piezoeléctrico se
puede elevar el número de revoluciones de la máquina de combustión
interna en caso de inyección múltiple.
Un modo de ejecución muy simple del
procedimiento acorde a la invención está caracterizado porque el
valor máximo es una constante. En este modo de ejecución, la señal
de activación para el regulador piezoeléctrico es fijada en un
valor máximo constante al superar una potencia de activación máxima
predefinida o un número máximo de revoluciones correspondiente.
En el caso de otro modo de ejecución ventajoso
de la invención, el valor máximo es seleccionado dependiendo de la
curva característica, que por ejemplo se halla en una memoria del
mecanismo de mando.
La curva característica, al igual que el valor
máximo constante, es aplicable, de modo que también es posible una
modificación de los valores correspondientes aún después de la
puesta en marcha inicial de la máquina de combustión interna. Para
el incremento de la flexibilidad también la potencia de activación
máxima es preferentemente aplicable.
Es especialmente ventajoso, acorde a otra
variante de la invención, que la potencia de activación recibida
por el regulador piezoeléctrico es calculada a partir de los
parámetros de funcionamiento de la máquina de combustión interna.
De este modo es posible una supervisión de la potencia de activación
requerida para el funcionamiento del regulador, asimismo la
potencia de activación sólo puede determinarse a través de
parámetros, que se hallan todos en el mecanismo de mando de la
máquina de combustión interna, a saber: La energía perdida del
regulador por cada carrera de la aguja, la cantidad de inyecciones
por ciclo y el número de revoluciones de la máquina de combustión
interna.
En otra variante del procedimiento acorde a la
invención, la potencia de activación recibida por el regulador
piezoeléctrico es obtenida mediante tecnología de medición. Para
ello se determina por ejemplo la cantidad de carga que corre en el
regulador piezoeléctrico y el tiempo de carga correspondiente, así
como eventualmente otros parámetros.
Como otra solución para la presente invención se
propone un mecanismo de mando para una máquina de combustión
interna, con al menos un inyector, al que le es asignado un
regulador piezoeléctrico que recibe una señal de activación a
través de un mecanismo de mando, este regulador piezoeléctrico
produce una carrera de la aguja de la válvula del inyector,
correspondiente a la señal de activación, para una inyección de
combustible. En el mecanismo de mando la señal de activación puede
ser modificada, dependiendo de una potencia de accionamiento
recibida por el regulador piezoeléctrico.
Además se propone, como otra solución para el
objetivo de la presente invención en el programa de computación del
modo mencionado al comienzo, que el programa de computación sea
adecuado para la ejecución del procedimiento acorde a la invención.
El programa de computación se halla ventajosamente almacenado en un
medio de almacenaje eléctrico, especialmente en una memoria flash o
en una memoria de sólo lectura.
Otras características, posibilidades de
aplicación y ventajas de la invención se deducen de la siguiente
descripción de los ejemplos de ejecución preferidos representados
en las figuras del dibujo. A su vez todas las características
descritas o representadas conforman en sí mismas o en cualquier
combinación el objeto de invención, independientemente de su
síntesis en las reivindicaciones o de su referencia retrospectiva,
así como independientemente de su formulación o representación en
el dibujo.
La figura 1 muestra un plan del desarrollo de un
modo de ejecución del procedimiento acorde a la invención,
la figura 2 muestra una máquina de combustión
interna acorde a la invención, y
la figura 3 muestra un inyector de la máquina de
combustión interna de la figura 2.
La figura 1 muestra un modo de ejecución del
procedimiento acorde a la invención que se aplica en una máquina de
combustión interna 10 representada con línea de puntos en la figura
2, para elevar un número de revoluciones máximo y con ello también
una potencia máxima de la máquina de combustión interna 10.
La máquina de combustión interna 10 presenta
inyectores 30a, 30b, 30c, que inyectan combustible de un colector
de combustible 26 directamente a las cámaras de combustión 32a, 32b,
32c de los cilindros 33a, 33b, 33c. Los inyectores 30a, 30b, 30c
son accionados por un mecanismo de mando 34 de la máquina de
combustión interna 10.
La construcción precisa de los inyectores 30a,
30b, 30c se deduce de la figura 3, en la cual, a modo de ejemplo,
está representado el inyector 30. Cada uno de los inyectores 30a,
30b, 30c presenta un regulador piezoeléctrico 58 que acciona una
aguja de la válvula 44 de cada inyector 30a, 30b, 30c.
El recorrido realizado por la aguja de la
válvula 44, denominado también carrera de la aguja, es proporcional
a una señal de activación, con la cual es accionado el regulador
piezoeléctrico 58 por el mecanismo de mando 34 (Figura 2) de la
máquina de combustión interna 10 a través de un conductor 70 (Figura
3).
La señal de activación es generada en el
interior del mecanismo de mando 34 mediante un convertidor DC/DC
(no representado), que en el presente caso provee con una señal de
activación a todos los reguladores piezoeléctricos 58 de los
inyectores 30a, 30b, 30c (Figura 2) de la máquina de combustión
interna 10. Dado que en el caso de los reguladores piezoeléctricos
58 se trata de elementos de construcción con características
fundamentalmente capacitivas, en la excitación con la señal de
activación fluye una cantidad proporcional de carga eléctrica hacia
el o los, o desde el o los reguladores piezoeléctricos (58).
La energía eléctrica aplicable por parte del
convertidor DC/DC para la excitación de los reguladores
piezoeléctricos 58, denominada en adelante energía de mando
general, se obtiene del producto de la cantidad de cilindros 33a,
33b, 33c de la máquina de combustión interna 10, de la potencia
perdida de un regulador 58 dependiendo de la carrera de la aguja,
de la cantidad de excitaciones del regulador 58 por ciclo de
inyección y del número de revoluciones de la máquina de combustión
interna 10.
En un primer paso 110 del procedimiento acorde a
la invención (figura 1) se evalúa la potencia de activación
correspondiente a la energía de mando general, receptada por los
reguladores piezoeléctricos 58 de los inyectores 30a, 30b, 30c de
la máquina de combustión interna 10, para desplazar la aguja de la
válvula 44 del inyector respectivo 30a, 30b, 30c.
Mientras el convertidor DC/DC en el mecanismo de
mando 34 pueda poner a disposición la energía de mando general en
el tiempo determinado por el número de revoluciones de la máquina de
combustión interna 10, lo cual se comprueba en el paso 120 de la
figura 1, a través de la comparación de la potencia de activación
receptada realmente por el regulador 58 y la potencia de activación
aplicable determinada, se obtiene la determinación de la carrera de
la aguja de los inyectores 30a, 30b, 30c acorde al siguiente paso
130 de modo convencional, es decir, la máxima carrera de la aguja
de la aguja de la válvula 44 es determinada a través de la señal de
activación.
Posteriormente se realiza, en el paso 150, la
inyección de combustible en las cámaras de combustión 32a, 32b,
32c de los cilindros 33a, 33b, 33c (figura 2).
Sin embargo, si la comparación entre la potencia
de activación receptada realmente por el regulador 58 y la potencia
de activación aplicable determinada en el paso 120, da como
resultado que el convertidor DC/DC, en caso de un número de
revoluciones determinado así como en caso de inyección múltiple de
la máquina de combustión interna 10, no puede brindar más la
energía de mando general, los reguladores piezoeléctricos 58 ya no
son accionados convencionalmente sino que primero se ramifica en un
paso de comprobación 140, como podemos observar en la figura 1.
Independientemente del resultado de la
comprobación 140 que aún debemos comentar, los reguladores
piezoeléctricos 58 son accionados con una señal de accionamiento
reducida tras la comprobación 140, por lo que se obtiene una
carrera de la aguja muy reducida y con ello una energía de mando
general menor. Para obtener de todos modos la misma cantidad de
inyección que en accionamientos convencionales con una máxima
carrera de la aguja, véase paso 130, se prolonga
correspondientemente el período de accionamiento.
Finalmente, en el paso 140 se comprueba, desde
el mecanismo de mando 34 de la máquina de combustión interna 10, el
estatus de un flag, que indica de qué manera debe ser limitada la
carrera de la aguja de los inyectores 30a, 30b, 30c. Por un lado la
señal de activación puede fijarse en un valor máximo constante en el
paso 142. Por otro lado, en el procedimiento acorde a la figura 1
también es posible seleccionar el valor máximo para la señal de
activación en el paso 144, dependiendo de una curva característica,
que por ejemplo, se halla en una memoria del mecanismo de mando
34.
El valor máximo constante y la curva
característica son aplicables, de modo que en todo momento es
posible la adecuación de los valores almacenados.
Análogamente al paso 130, acorde a la
especificación de la señal de activación en uno de los pasos 142,
144, la inyección de combustible en las cámaras de combustión 32a,
32b, 32c de los cilindros 33a, 33b, 33c se realiza acorde al paso
150.
A causa de la reducida carrera de la aguja en la
excitación de los reguladores piezoeléctricos 58 acorde a uno de
los pasos 142, 144, se obtiene una reducción de la potencia de
activación receptada por los reguladores 58, en caso de un mismo
número de revoluciones en comparación con la excitación de los
reguladores 58 con máxima carrera de la aguja, de modo que la
energía calórica a ser desviada de los reguladores 58 también es
reducida. Adicionalmente, se reduce correspondientemente la
temperatura del mecanismo de mando 34.
Alternativamente, la máquina de combustión
interna 10, en la aplicación del accionamiento acorde a la
invención, puede ser accionada con una carrera de la aguja
reducida, también en caso de un número de revoluciones mayor, sin
que la energía de mando general que debe producir el convertidor
DC/DC alcance valores elevados inadmisibles. En este caso se
obtiene un incremento de la potencia de la máquina de combustión
interna 10.
La determinación de la potencia de activación
receptada verdaderamente por los reguladores 58 requerida para la
comparación, descrita en el paso 120, se realiza en el presente caso
mediante el cálculo de parámetros de funcionamiento de la máquina
de combustión interna 10, como ya ha sido descrito.
De modo alternativo también es posible obtener
la potencia de activación receptada realmente por los reguladores
58 mediante tecnología de medición, determinando la cantidad de
carga que corre en el regulador piezoeléctrico y el tiempo de carga
correspondiente, así como eventualmente otros parámetros de la
máquina de combustión interna 10.
Claims (9)
1. Procedimiento para el accionamiento de una
máquina de combustión interna (10) con al menos un inyector (30),
al que le es asignado un regulador piezoeléctrico (58) que recibe
una señal de activación a través de un mecanismo de mando (34) de
la máquina de combustión interna (10), este regulador piezoeléctrico
produce la carrera de la aguja de la válvula (44) del inyector
(30), correspondiente a la señal de activación, para una inyección
de combustible, asimismo la señal de activación es modificada
dependiendo de una potencia de accionamiento recibida por el
regulador piezoeléctrico (58), caracterizado porque al
superar una potencia de activación máxima predefinida, la señal de
activación es reducida a un valor máximo.
2. Procedimiento acorde a la reivindicación 1,
caracterizado porque el valor máximo es una constante.
3. Procedimiento acorde a la reivindicación 1,
caracterizado porque el valor máximo se selecciona
dependiendo de una curva característica.
4. Procedimiento acorde a las reivindicaciones 1
a 3, caracterizado porque se aplica la potencia de activación
máxima y/o el valor máximo y/o la curva característica para el
valor máximo.
5. Procedimiento acorde a una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la potencia
de activación recibida por el regulador piezoeléctrico (58) es
calculada a partir de los parámetros de funcionamiento de la
máquina de combustión interna (10).
6. Procedimiento acorde a una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la potencia
de activación recibida por el regulador piezoeléctrico (58) es
obtenida mediante tecnología de medición.
7. Mecanismo de mando (34) para una máquina de
combustión interna (10) con al menos un inyector (30), al que le es
asignado un regulador piezoeléctrico (58) que recibe una señal de
activación a través de un mecanismo de mando (34), este regulador
piezoeléctrico produce la carrera de la aguja de la válvula (44) del
inyector (30) correspondiente a la señal de activación, para una
inyección de combustible, asimismo la señal de activación puede ser
es modificada dependiendo de una potencia de accionamiento recibida
por el regulador piezoeléctrico (58), caracterizado porque
al superar una potencia de activación máxima predefinida, la señal
de activación es reducida a un valor máximo.
8. Programa de computación para un mecanismo de
mando (34) para una máquina de combustión interna (10) con al menos
un inyector (30), al que le es asignado un regulador piezoeléctrico
(58) que recibe una señal de activación a través de un mecanismo de
mando (34), produciendo la carrera de la aguja de la válvula (44)
del inyector (30), correspondiente a la señal de activación para
una inyección de combustible, caracterizado porque el
programa de computación es adecuado para la ejecución del
procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 6.
9. Programa de computación acorde a la
reivindicación 8, caracterizado porque el programa de
computación se halla almacenado en un medio de almacenaje
eléctrico, especialmente en una memoria flash o en una memoria de
sólo lectura.
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