ES2310329T3 - Metodo de control de un sistema de tipo conducto comun para inyeccion directa de combustible en un motor de combustion interna. - Google Patents

Metodo de control de un sistema de tipo conducto comun para inyeccion directa de combustible en un motor de combustion interna. Download PDF

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Abstract

Un método de control para un sistema de inyección directa de combustible (1) hacia un motor de combustión interna (2) provisto con un número de cilindros (3); el método comprende las etapas de: suministrar combustible presurizado a un conducto común (5) mediante una bomba de alta presión (6); accionar cíclicamente un número de inyectores (4) que tienen una aguja accionada hidráulicamente (21) y conectada al conducto común (5) para inyectar el combustible directamente hacia los cilindros (3); establecer un nivel de presión de combustible deseado dentro del conducto común (5); y regular el nivel de presión de combustible real dentro del conducto común (5) de acuerdo con el nivel deseado regulando el caudal de combustible (mHP) desde la bomba de alta presión (6) durante la etapa de compresión o bombeo de la propia bomba de alta presión (6); el método se caracteriza porque comprende las etapas de: determinar un valor umbral (ETmin) para los inyectores (4) de manera que no se inyecta combustible mediante cada inyector (4) si está accionado durante un intervalo de tiempo más corto que el valor umbral (ETmin); y reducir la presión de combustible real dentro del conducto común (5) de acuerdo con el nivel deseado accionando los inyectores (4) durante un intervalo de tiempo de accionamiento (ETred) más corto que el valor umbral (ETmin) cuando los propios inyectores (4) no se usan para inyectar el combustible requerido por el proceso de combustión.

Description

Método de control de un sistema de tipo conducto común para inyección directa de combustible en un motor de combustión interna.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método de control de un sistema de tipo rail común para dirigir la inyección de combustible hacia un motor de combustión interna.
Técnica anterior
En los sistemas de inyección directa de combustible actuales de tipo conducto común, una bomba de baja presión suministra combustible de un tanque a una bomba de alta presión, que a su vez suministra el combustible a un conducto común. Una serie de inyectores (uno para cada cilindro del motor) se conecta al conducto común, estando dichos inyectores accionados cíclicamente para inyectar parte del combustible presurizado presente en el conducto común hacia un cilindro respectivo. Para que la combustión funcione correctamente, es importante que el nivel de presión de combustible dentro del conducto común se mantenga constantemente a un nivel deseado que generalmente varía de acuerdo con el punto del motor.
Para mantener el nivel de presión del combustible dentro del conducto común igual al nivel deseado, se propuso dimensionar la bomba de alta presión para suministrar al conducto común en cualquier estado operativo con una cantidad de combustible que supera el consumo actual; un regulador de presión se acopla al conducto común, dicho regulador mantiene el nivel de presión de combustible dentro del conducto común al nivel deseado descargando el exceso de combustible a un canal de recirculación que reintroduce el propio exceso de combustible aguas arriba de la bomba de baja presión. Un sistema de inyección de este tipo tiene diversos inconvenientes, puesto que la bomba de alta presión debe dimensionarse para suministrar al conducto común una cantidad de combustible que supere ligeramente el consumo máximo posible. Sin embargo, dicho estado de consumo máximo posible ocurre en relativamente pocas ocasiones y en todos los demás estados operativos la cantidad de combustible suministrado al conducto común por la bomba de alta presión es mucho mayor que el consumido realmente y, de esta manera, una proporción considerable de combustible debe descargarse del regulador de presión hacia el canal de recirculación. Un trabajo realizado por la bomba de alta presión para bombear el combustible que posteriormente se descarga por el regulador de presión es un trabajo "inútil" y por lo tanto este sistema de inyección tiene una eficacia energética muy baja. Además, este sistema de inyección tiene una tendencia a sobrecalentar el combustible, como cuando el exceso de combustible se descarga mediante el regulador de presión hacia el canal de recirculación, el propio combustible pasa de una presión muy alta (incluso mayor de 1000 bar) a una presión sustancialmente ambiente y dicha pérdida de presión tiende aumentar la temperatura del combustible.
Para superar los problemas descritos anteriormente, una solución propone el uso de una bomba de alta presión de desplazamiento variable capaz de suministrar al conducto común únicamente la cantidad de combustible necesaria para mantener la presión de combustible dentro del conducto común igual al nivel requerido.
Por ejemplo, la Solicitud de Patente EP0481964A1 describe una bomba de alta presión provista con un accionador electromagnético capaz de variar el caudal de la bomba de alta presión instante a instante variando el instante de cierre de una válvula de admisión de la propia bomba de alta presión. En otras palabras, el caudal de la bomba de alta presión se varía variando el instante de cierre de la válvula de admisión de la propia bomba de alta presión; en particular, el caudal disminuye retrasando el instante de cierre de la válvula de admisión y se aumenta haciendo avanzar el instante de cierre de la válvula de admisión.
Otro ejemplo de una bomba de alta presión de desplazamiento variable se proporciona mediante la patente
US6116870A1. La bomba de alta presión descrita en el documento US6116870A1 comprende un cilindro provisto con un pistón que tiene movimiento recíproco dentro de un cilindro, un canal de admisión, un canal de suministro acoplado al conducto común, una válvula de admisión capaz de permitir un flujo de entrada de combustible al cilindro, una válvula de suministro de una vía acoplada al canal de suministro y capaz de permitir solo flujo de combustible al cilindro y un dispositivo de regulación acoplado a la válvula de admisión para mantener la válvula de admisión abierta durante una carrera de compresión del pistón y de esta manera permitir un flujo de combustible del cilindro a través del canal de admisión. La válvula de admisión comprende un cuerpo de válvula móvil a lo largo del canal de admisión y un asiento de válvula, que es capaz de disponerse de una manera hermética a fluidos mediante el cuerpo de válvula y se dispone al final del canal de admisión opuesto al extremo que comunica con el cilindro. El dispositivo regulador comprende un elemento de control, que está acoplado al cuerpo de válvula y puede moverse entre una posición pasiva, en la que permite que el cuerpo de válvula actúe de una manera hermética a fluidos sobre el asiento de válvula y una posición activa, en la que no permite que el cuerpo de válvula actúe de una manera hermética a fluidos sobre el asiento de válvula; el elemento de control está acoplado a un elemento electromagnético que es capaz de desplazar el elemento de control entre la posición pasiva y la posición activa.
En combinación con la bomba de alta presión de desplazamiento variable, un regulador de presión controlado por una unidad de control puede estar presente para liberar el exceso de combustible desde el conducto común hacia un canal de recirculación. En este caso, durante un aumento de la presión transitoria, la presión dentro del conducto común se controla mediante la propia bomba de alta presión, mientras que durante una disminución transitoria, la presión dentro del conducto común se controla mediante el regulador de presión. Esta solución constructiva que prevé la presencia de una bomba de alta presión de desplazamiento variable y del regulador de presión permite seguir de forma rápida y precisa el nivel de presión de combustible deseado dentro del conducto común; sin embargo, esta solución constructiva que prevé la presencia de una bomba de alta presión con desplazamiento variable y el regulador de presión tiene por otro lado altos costes de fabricación.
Para reducir los costes de fabricación, se propuso la eliminación del regulador de presión; en este caso, durante un aumento de la presión transitoria, la presión dentro del conducto común se controla mediante la propia bomba de alta presión, mientras que durante una disminución de la presión transitoria, la presión dentro del conducto común está algo limitada por el caudal de combustible usado por los inyectores para el funcionamiento y por el caudal de combustible perdido a través de fugas. Es importante observar que esta solución solo puede usarse en presencia de inyectores con una aguja accionada hidráulicamente y no con inyectores de aguja accionada electromagnéticamente puesto que solo los inyectores con agujas que funcionan hidráulicamente descargan parte de combustible presurizado recibido del conducto común en un conducto de descarga hacia el tanque. Esta selección constructiva sin regulador de presión presenta menores costes de fabricación pero, por otro lado, no permite seguir de una forma muy precisa el nivel de presión de combustible deseado dentro del conducto común; dicha limitación ocurre particularmente durante la etapa de desconexión del inyector en la que los inyectores no se activan y por lo tanto no se inyecta combustible a los cilindros. Durante la etapa de desconexión de inyección, el nivel de presión de combustible dentro del conducto común debe reducirse rápidamente para conseguir condiciones óptimas para la combustión (en particular, bajo ruido) cuando se reanuda la inyección de combustible, es decir, cuando el motor empieza a producir un par de torsión de nuevo; sin embargo durante una etapa de desconexión de inyección los inyectores no se accionan y por lo tanto la única reducción de presión de combustible dentro del conducto común se genera mediante el caudal de combustible perdido a través de fugas y dicha reducción es ampliamente insuficiente con respecto a la reducción deseada.
Descripción de la invención
El objeto de la presente invención es proporcionar un método de control para un sistema de tipo conducto común para inyección directa de combustible a un motor de combustión interna que carece de los inconvenientes mencionados anteriormente y, en particular, es fácil y eficaz respecto a costes de fabricación.
De acuerdo con la presente invención, un método de control de un sistema de tipo conducto común para la inyección directa de combustible a un motor de combustión interna se proporciona como se reivindica en las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se describirá ahora con referencia a los dibujos adjuntos que ilustran un ejemplo de realización no limitante en los que:
- La Figura 1 es una vista esquemática de un sistema de inyección directa de combustible de tipo conducto común realizado con la presente invención;
- La Figura 2 es una vista esquemática, en alzado lateral y seccionada, de un inyector de combustible del sistema de inyección de combustible de la Figura 1; y
- La Figura 3 es una vista ampliada de un detalle de la Figura 2.
Realizaciones preferidas de la invención
En la Figura 1, el número 1 indica el sistema de tipo conducto común en su conjunto para inyección directa de combustible a un motor de combustión interna 2 provisto con cuatro cilindros 3. El sistema de inyección 1 comprende cuatro inyectores 4, cada uno de los cuales es capaz de inyectar combustible directamente a un cilindro respectivo 3 del motor 2 y recibir el combustible presurizado desde un conducto común 5.
Una bomba de alta presión 6 suministra el combustible al conducto común 5 a través de un tubo 7 y está provista con un dispositivo regulador de caudal 8 accionado por una unidad de control 9 capaz de mantener la presión de combustible dentro del conducto 5 igual al nivel deseado generalmente variable en el tiempo de acuerdo con el punto del motor (es decir, los estados de ejecución del motor). Por ejemplo, el dispositivo regulador 8 comprende un accionador electromagnético (no mostrado) capaz de variar el caudal de combustible m_{PH} desde la bomba de alta presión 6 instante a instante variando el instante de cierre de una válvula de admisión (no mostrada) de la propia bomba de alta presión 6. En otras palabras, el caudal de combustible m_{HP} de la bomba de alta presión 6 se varía variando el instante de cierre de la válvula de admisión (no mostrada) de la propia bomba de presión 6; en particular, el caudal de combustible m_{HP} se disminuye retrasando el instante de cierre de la válvula de admisión (no mostrada) y se aumenta haciendo avanzar el instante de cierre de la válvula de admisión (no mostrada).
Una bomba de baja presión 10 de caudal esencialmente constante suministra el combustible desde un tanque 11 a la bomba de alta presión 6 mediante un tubo 12.
La unidad de control 9 controla el caudal de combustible m_{HP} desde la bomba de alta presión 6 mediante un control de retroalimentación usando una retroalimentación variable del nivel de presión de combustible dentro del conducto común 5, el nivel de presión detectado en tiempo real mediante un detector 13.
Cada inyector 4 se acciona cíclicamente por una unidad de control 9 para inyectar combustible a un cilindro de motor respectivo 3. Los inyectores 4 tienen un accionador de aguja hidráulica y de esta manera están conectados a un canal de descarga 14 que tiene una presión ambiente y conduce aguas arriba de la bomba de baja presión 10, típicamente hacia el tanque 11.
De acuerdo con lo mostrado en las Figuras 2 y 3, cada inyector de combustible 4 está acomodado dentro de un cuerpo cilíndrico 15 que tiene un eje longitudinal 16 y está controlado para inyectar combustible desde una boquilla de inyección 17 regulada por una válvula de inyección 18. Una cámara de inyección 19 se obtiene dentro del cuerpo cilíndrico 15 que está delimitado inferiormente por un asiento de válvula 20 de la válvula de inyección 18 y que acomoda de forma deslizante una parte inferior de una aguja 21 de la válvula de inyección 18, de manera que la aguja 21 puede desplazarse a lo largo del eje longitudinal 16 bajo el desplazamiento de un dispositivo accionador hidráulico 22 entre una posición cerrada y una posición abierta del asiento de válvula 20.
Una parte superior de la aguja 21 se acomoda en una cámara de control 23 y está acoplada a un resorte 24 que ejerce sobre la propia hoja 21 una fuerza hacia abajo que tiende a mantener la propia aguja 21 en posición cerrada.
El cuerpo cilíndrico 15 presenta adicionalmente un canal de suministro 25 que empieza en un extremo superior del cuerpo cilíndrico 15 y suministra combustible presurizado a la cámara de inyección 19; un canal de suministro adicional 26 se ramifica desde el canal de suministro 25, siendo capaz el canal de suministro 26 de poner en comunicación el canal de suministro 25 y la cámara de control 23 para suministrar el combustible presurizado también hacia la cámara de control 23.
Desde la cámara de control 23 se separa un conducto de descarga 27 que conduce hacia una parte superior del cuerpo cilíndrico 15 y pone la cámara de control 23 en comunicación con el canal de descarga 14; el conducto de descarga 27 está regulado por una válvula accionadora 28 que está dispuesta cerca de la cámara de control 23 y controlada por un accionador electromagnético 29 entre una posición cerrada, en la que la cámara de control 23 está aislada del conducto de descarga 27, y una posición abierta en la que la cámara de control 23 está conectada al conducto de descarga 27. El accionador electromagnético 29 comprende un resorte 30 que tiende a mantener la válvula accionadora 28 en posición cerrada.
La sección del canal de suministro 26, la sección de la válvula accionadora 28 y la sección del conducto de descarga 27 se dimensionan con respecto a la sección del canal de suministro 25 de manera que, cuando la válvula accionadora 28 se abre, la presión en la cámara de control 23 cae a niveles mucho menores que la presión de combustible en la cámara de inyección 19 y de esta manera el combustible que fluye a través del conducto de descarga 27 es una fracción del caudal de combustible que fluye a través de la boquilla de inyección 17.
Durante el uso, el accionador electromagnético 29 está desactivado, la fuerza generada por el resorte 30 mantiene la válvula accionadora en posición cerrada; de esta manera, la presión de combustible en la cámara de control 23 es la misma que la presión de combustible en la cámara de inyección 19 por efecto del canal de suministro 26. En esta situación, la fuerza generada por el resorte 25 y la fuerza hidráulica generada por el desequilibrio de las áreas activas de la aguja 21 da la ventaja de la cámara de control 23 con respecto a la cámara de inyección 19 mantiene la válvula de inyección 18 en posición cerrada.
Cuando el accionador electromagnético 19 se activa, la válvula accionada 28 se lleva a una posición abierta contra el desplazamiento del resorte 30, por lo tanto la cámara de control se pone en comunicación con el canal de descarga 14 y la presión de combustible en la cámara de control 23 cae a niveles mucho menores que la presión de combustible en la cámara de inyección 19; como se ha mencionado anteriormente, la diferencia entre la presión de combustible dentro de la cámara de inyección 19 y dentro de la cámara de control 23 se debe al dimensionado de las secciones del canal de suministro 26, de la válvula accionadora 28 y del conducto de descarga 27 con respecto a la sección del canal de suministro 25.
Por efecto del desequilibrio entre las presiones en la cámara de inyección 19 y la cámara de control 23, una fuerza hidráulica que desplaza la aguja 21 hacia arriba se genera sobre la aguja 21 contra el desplazamiento del resorte 24 para llevar la válvula de inyección 18 a la posición abierta y permitir la inyección de combustible a través de la boquilla de inyección 17.
Cuando el accionador electromagnético 29 se desactiva, la fuerza generada por el resorte 30 vuelve la válvula accionadora 28 a la posición cerrada; por lo tanto, la presión de combustible en la cámara de control 23 tiende a aumentar y a alcanzar la presión de combustible en la cámara de inyección 19. En esta situación, la fuerza generada por el resorte 24 y la fuerza hidráulica generada por el desequilibrio de las áreas activas de la aguja 21 da la ventaja de la cámara de control 23 con respecto a la cámara de inyección 19 vuelve la válvula de inyección 18 a la posición cerrada mencionada.
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Preferiblemente, el canal de suministro 26 presenta un cuello de botella para obtener un aumento instantáneo de diferencia de presión entre la cámara de control 23 y la cámara de inyección 19 durante el cierre transitorio de la aguja 21 (es decir, cuando la aguja 21 va de la posición abierta a la posición cerrada) para aumentar la fuerza que actúa sobre la aguja 21 y por lo tanto para acelerar el cierre de la propia aguja 21.
De lo anterior, resulta evidente que cuando se controla el accionador electromagnético 29 de un inyector 4, la válvula accionadora 28 se abre inicialmente y el combustible presente en la cámara de control 23 empieza a fluir a través del conducto de descarga 27 y hacia el canal de descarga 14; después de un cierto intervalo de tiempo desde que se abrió la válvula accionadora 28, una fuerza de desplazamiento hidráulico se genera sobre la aguja 21 que provoca que
la válvula de inyección 18 se abra y por lo tanto el suministro de combustible a través de la boquilla de inyección 17.
En otras palabras, el suministro de combustible a través de la boquilla de inyección 17 ocurre solo si el accionador electromagnético 29 de un inyector 4 está controlado durante un intervalo de tiempo mayor que un cierto valor umbral ETmin; en lugar de ello, si el accionador electromagnético 29 de un inyector 4 se ha controlado durante un intervalo de tiempo más corto que el valor umbral ETmin, entonces la válvula accionadora 28 puede abrirse y, en consecuencia, el combustible sale hacia el canal de descarga 14, aunque el combustible no se suministra a través de la boquilla de inyección 17. Obviamente, si el accionador electromagnético 29 de un inyector 4 se controla durante un breve intervalo de tiempo mucho más corto que el valor umbral ETmin, entonces la válvula accionadora 28 ni siquiera se abre.
El valor umbral ETmin de un inyector 4 está relacionado con las características, las tolerancias y la edad de los componentes del propio inyector 4. En consecuencia, el valor umbral ETmin puede variar (ligeramente) del inyector 4 al inyector 4 y para el mismo inyector 4 puede variar (ligeramente) también durante la vida del propio inyector 4. Adicionalmente, el valor umbral ETmin de un inyector 4 puede variar de una manera inversamente proporcional con el nivel de presión del combustible en el conducto común 5, es decir, cuanto mayor sea la presión de combustible en el conducto común 5, menor será el valor umbral ETmin.
Con referencia a la Figura 1, la unidad de control 9 determina un nivel de presión de combustible deseado dentro del conducto común 5 instante a instante de acuerdo con el punto del motor y en consecuencia actúa de manera que el nivel de presión de combustible real dentro del conducto común 5 sigue el nivel deseado de forma rápida y precisa.
La variación de presión de combustible dP/dt dentro del conducto común 5 resulta de la siguiente ecuación de estado del conducto común 5:
dP/dt = (k_{b}/Vr) x (m_{HP} - m_{Iny} - m_{Fuga} - m_{Flujo \ de \ Retroceso})
en la que:
dP/dt
es la variación de presión dentro del conducto común 5;
k_{b}
es el módulo volumétrico del combustible;
Vr
es el volumen del conducto común 5;
m_{HP}
es el caudal de combustible de la bomba de alta presión 6;
M_{Iny}
es el caudal de combustible inyectado en los cilindros 3 de los inyectores 4;
m_{fuga}
es el caudal de combustible perdido a través de fugas desde los inyectores 4;
m_{flujo \ de \ retroceso}
es el canal de flujo absorbido por los inyectores 4 para accionamiento y descarga hacia el canal de descarga 14.
A partir de la ecuación anterior resulta evidente que durante la carrera de compresión o bombeo de la bomba de alta presión 6 la variación de presión de combustible dP/dt dentro del conducto común 5 puede ser positiva; en particular, la variación de presión de combustible dP/dt dentro del conducto común 5 es positiva si el caudal de combustible m_{HP} de la bomba de alta presión es mayor que la suma de las otras contribuciones. En lugar de ello, durante la carrera de admisión de la bomba de alta presión 6, el caudal de combustible m_{HP} desde la bomba de alta presión 6 es nulo y por lo tanto la variación de presión de combustible dP/dt dentro del conducto común 5 es siempre negativa no siendo posible cancelar totalmente el caudal de combustible perdido a través de fugas por los inyectores 4.
Durante la compresión o carrera de bombeo de la bomba de alta presión (aumento de presión transitoria) el caudal de combustible m_{HP} de la bomba de alta presión 6 es positivo y la unidad de control 9 controla la bomba de alta presión 6 para controlar la presión dentro del conducto común 5. En otras palabras, durante la carrera la compresión o bombeo de la bomba de alta presión 6 la variación de presión de combustible dP/dt dentro del conducto común 5 depende directamente del caudal de combustible m_{HP} desde la bomba de alta presión 6, que es tal que el caudal de combustible m_{HP} no sea nulo; en consecuencia, la unidad de control 9 puede regular fácilmente la presión de combustible dentro del conducto común 5 regulando el caudal de combustible m_{HP} desde la bomba de alta presión 6 mediante el dispositivo regulador 8.
Durante la carrera de admisión de la bomba de alta presión 6 (disminución de la presión transitoria) el caudal de combustible m_{HP} de la bomba de alta presión 6 es nulo y, por lo tanto, como se ha mencionado previamente, la variación de presión de combustible dP/dt dentro del conducto común 5 es siempre negativa puesto que no es posible cancelar totalmente el caudal de combustible perdido a través de fugas desde los inyectores 4. Durante la carrera de admisión de la bomba de alta presión 6, la unidad de control 9 no interviene de ninguna manera si el nivel de presión de combustible real dentro del conducto común 5 es menor que el nivel deseado.
En lugar de ello, si durante la carrera de admisión de la bomba de alta presión 6 la presión de combustible dentro del conducto común 5 es mayor que el nivel deseado, la unidad de control 9 puede decidir disminuir la presión de combustible dentro del conducto común 5 más rápidamente dirigiendo los inyectores 4 (es decir, activando los accionadores electromagnéticos 29 de los inyectores 4) durante un intervalo de tiempo de accionamiento ETred cerca de, aunque menor, que los valores umbral respectivos ETmin cuando los propios inyectores 4 no se usan para inyectar el combustible requerido para el proceso de combustión. De esta manera, no se inyecta combustible a los cilindros 3 sino que el caudal de combustible absorbido por los inyectores 4 aumenta durante su accionamiento y descarga hacia el canal de descarga 14. Es importante destacar que el intervalo de tiempo de accionamiento ETred durante el que cada inyector 4 se acciona debe ser más corto que el valor umbral ETmin aunque no debe ser excesivamente más corto que el valor umbral ETmin, de lo contrario la cantidad de combustible descargado en el canal de descarga 14 no será muy significativa o incluso será nula.
Dicha estrategia de control prevé una serie de microactuaciones de los inyectores 4 para reducir rápidamente la presión de combustible dentro del conducto común 5 se usa generalmente durante la etapa de desconexión de inyección, durante la cual los inyectores 4 no se accionan y por lo tanto no se inyecta combustible a los cilindros 3. De hecho, durante una etapa de desconexión de inyección, la presión de combustible dentro del conducto común 5 debe reducirse rápidamente para obtener las condiciones óptimas para combustión (en particular bajo ruido) cuando la inyección de combustible se reanuda, es decir, cuando el motor 2 reanuda la producción del par de torsión.
Durante una etapa de desconexión de inyección, el intervalo de tiempo de accionamiento ETred de cada inyector 4 generalmente depende de la presión de combustible dentro del conducto común 5 y debe ser más corto que el valor umbral ETmin para evitar inyectar combustible no deseado en los cilindros 3. Como se ha mencionado previamente, el valor umbral ETmin variable del inyector 4 al inyector 4, además de ser variable durante la vida del propio inyector 4, un algoritmo para optimizar el intervalo de tiempo de accionamiento ETred de cada inyector 4 se implementa preferiblemente en la unidad de control 9 para prevenir que dicho intervalo de tiempo de accionamiento ETred supere el valor umbral ETmin.
De acuerdo con una realización posible, durante una etapa de desconexión de inyección, el accionamiento de cada inyector 4 puede temporizarse con cada cilindro 3 en la carrera de compresión; en otras palabras cada inyector 4 se activa de una manera sincronizada no aleatoria con una cierta posición angular del cilindro respectivo 3. Dicha realización presenta el límite de permitir accionar únicamente un inyector 4 en un momento y tiene la ventaja de hacer fácilmente detectable el exceso del valor umbral ETmin detectando posibles aceleraciones del cigüeñal (no mostrado) del motor 2 o un posible aumento repentino de presión dentro del cilindro 3. En otras palabras, dirigiendo un inyector 4 con su cilindro respectivo 3 de una manera sincronizada, da como resultado una posible inyección indeseada de combustible que determinaría una combustión de combustible con una consecuente generación de sobrepresión dentro del cilindro 3 y una generación consecuente de par de movimiento que provoca la aceleración del cigüeñal (no mostrado). Como alternativa, una combustión no esperada dentro de un cilindro 3 puede determinarse también observando la proporción A/C (Aire/Combustible) en los gases de escape leyendo un detector respectivo (no mostrado).
De acuerdo con una realización alternativa, durante la etapa de desconexión de inyección, cada inyector 5 puede dirigirse usando una secuencia de orden no temporizada; en otras palabras, cada inyector 4 está accionado de manera aleatoria con respecto a la posición angular del cilindro respectivo 3. Dirigiendo un inyector 4 de una manera no sincronizada con su cilindro respectivo 3, da como resultado una posible inyección de combustible indeseada que no provocaría (o en raras ocasiones) combustión de combustible. Dicha realización tiene la ventaja de permitir accionar varios inyectores 4 a la vez, haciendo que la presión de descarga sea más rápida sin que se produzca un par motor perceptible si se superan los valores umbral ETmin; por otro lado, dicha realización tiene la desventaja de hacer la detección de una posible separación de los valores umbral ETmin más complicada puesto que dicha detección únicamente puede realizarse observando la cantidad de gas de escape mediante una sonda de oxígeno lineal o una sonda UEGO (no mostrada).
Cuando la unidad de control 9 detecta que se han superado los valores umbral ETmin, la unidad de control 9 empieza a reducir el intervalo de tiempo de accionamiento ETred de cada inyector 4 para eliminar las inyecciones de combustible indeseadas. Adicionalmente, cuando la unidad de control 9 no detecta ningún exceso de los valores umbral ETmin, la unidad de control 9 puede aumentar ligeramente el intervalo de tiempo de accionamiento ETred de cada inyector 4 para intentar tener el intervalo de tiempo accionado ETred de cada inyector 4 tan cerca como sea posible del valor umbral ETmin.
La estrategia de control mencionada anteriormente que prevé una serie de microacciones de los inyectores 4 para reducir rápidamente la presión del combustible dentro del conducto común 5 presenta la ventaja de ser particularmente eficiente y extremadamente eficaz respecto a costes para implementarla puesto que sólo usa componentes normalmente presentes en un motor de inyección directa de combustible moderno.

Claims (17)

1. Un método de control para un sistema de inyección directa de combustible (1) hacia un motor de combustión interna (2) provisto con un número de cilindros (3); el método comprende las etapas de:
suministrar combustible presurizado a un conducto común (5) mediante una bomba de alta presión (6);
accionar cíclicamente un número de inyectores (4) que tienen una aguja accionada hidráulicamente (21) y conectada al conducto común (5) para inyectar el combustible directamente hacia los cilindros (3);
establecer un nivel de presión de combustible deseado dentro del conducto común (5); y
regular el nivel de presión de combustible real dentro del conducto común (5) de acuerdo con el nivel deseado regulando el caudal de combustible (m_{HP}) desde la bomba de alta presión (6) durante la etapa de compresión o bombeo de la propia bomba de alta presión (6);
el método se caracteriza porque comprende las etapas de:
determinar un valor umbral (ETmin) para los inyectores (4) de manera que no se inyecta combustible mediante cada inyector (4) si está accionado durante un intervalo de tiempo más corto que el valor umbral (ETmin); y
reducir la presión de combustible real dentro del conducto común (5) de acuerdo con el nivel deseado accionando los inyectores (4) durante un intervalo de tiempo de accionamiento (ETred) más corto que el valor umbral (ETmin) cuando los propios inyectores (4) no se usan para inyectar el combustible requerido por el proceso de combustión.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el intervalo de tiempo de accionamiento (ETred) es más corto que el valor umbral (ETmin) y está cercano al propio valor umbral (ETmin).
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 y que comprende la etapa adicional de optimizar el intervalo de tiempo (ETred) de manera que se asegura que el intervalo de tiempo de accionamiento (ETred) es más corto que el valor umbral (ETmin).
4. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el nivel de presión de combustible real dentro del conducto común (5) se reduce accionando los inyectores (4) durante el intervalo de tiempo de accionamiento (ETred) más corto que el valor umbral (ETmin) durante una etapa de desconexión de inyección.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la etapa de optimización comprende las etapas adicionales de:
detectar la posible presencia de inyecciones de combustible indeseadas dentro de los cilindros (3) durante la etapa de desconexión de inyección; y
disminuir el intervalo de tiempo de accionamiento (ETred) en presencia de inyecciones de combustible indeseadas dentro de los cilindros (3) durante la etapa de desconexión de inyección.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 5 en el que la etapa de optimización comprende la etapa adicional de:
aumentar el intervalo de tiempo de accionamiento (ETred) de los inyectores (4) en el caso de ausencia prolongada de inyecciones de combustible indeseadas dentro de los cilindros (3) durante la etapa de desconexión de inyección.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, en el que la presencia de inyecciones de combustible indeseadas dentro de los cilindros (3) durante la etapa de desconexión de inyección se determinó detectando posibles aceleraciones de un cigüeñal del motor.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 5 o 6 en el que la presencia de inyecciones de combustible indeseadas dentro de los cilindros (3) durante la etapa de desconexión de inyección se determina detectando posibles aumentos repentinos de presión dentro de los propios cilindros (3).
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 5 o 6 en el que la presencia de inyecciones de combustible indeseadas dentro de los cilindros (3) durante la etapa de desconexión de inyección se determina observando la proporción Aire/Combustible en los gases de escape.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, en el que la presencia de inyecciones de combustible indeseables dentro de los cilindros (3) durante la etapa de desconexión de inyección se determina observando la cantidad de gas de escape mediante una sonda de oxígeno lineal.
11. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que para reducir el nivel de presión de combustible real dentro del conducto común (5), se acciona un solo inyector (4) en un tiempo y el accionamiento de cada inyector (4) se temporiza con respecto al cilindro respectivo (3).
12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11 en el que el accionamiento de cada inyector (4) se temporiza con la carrera de compresión del cilindro respectivo (3).
13. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10 en el que para reducir el nivel de presión de combustible real dentro del conducto común (5) los inyectores (4) no se accionan de una manera temporizada con respecto a los cilindros (3).
14. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en el que diversos inyectores (4) se accionan simultáneamente.
15. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14 en el que no se realiza una acción de regulación sobre la presión de combustible dentro del conducto común (5) si el nivel de presión de combustible real dentro del conducto común (5) es menor que el nivel deseado.
16. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 en el que cada inyector (4) está conectado a un canal de descarga (14) que tiene una presión sustancialmente ambiente; si un inyector (4) se controla durante un intervalo de tiempo más corto que el valor umbral (ETmin), entonces una salida de combustible al canal de descarga (14) puede ocurrir aunque no se inyecta combustible al cilindro (3).
17. Una de las reivindicaciones 1 a 16 en la que el caudal de combustible (m_{HP}) desde la bomba de alta presión se regula variando el instante de cierre de la válvula de admisión de la propia bomba de alta presión (6).
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