ES2214078A1 - Aparato de control de inyeccion de combustible. - Google Patents
Aparato de control de inyeccion de combustible.Info
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Abstract
Aparato de control de inyección de combustible. El aparato permite que un motor desarrolle una alta potencia mediante una inyección de combustible, basándose en que: una calculadora de coeficiente corrector de velocidad del vehículo 26, calcula un coeficiente corrector de combustible KVPLS, basándose en la velocidad del vehículo VPLS; una calculadora de coeficiente corrector de válvula de admisión 27, calcula un coeficiente corrector KVOTH, basándose en la abertura de la válvula de admisión OTH; un multiplicador de coeficiente corrector 28, multiplica el coeficiente corrector KVPLS y el coeficiente corrector KVOTH, calculando así un coeficiente corrector de ajuste de combustible a velocidad del vehículo KVAF; una calculadora de tiempo de inyección 30, calcula un tiempo básico de inyección TiM, basándose en la abertura de la válvula OTH y la velocidad rotacional del motor Ne, calculando un tiempo de inyección de combustible Ti, leyendo el coeficiente corrector KVAF y corrigiendo el tiempo básico de inyección TiM.
Description
Aparato de control de inyección de
combustible.
La presente invención se refiere a un aparato de
control de inyección de combustible, y más en concreto a un aparato
de control de inyección de combustible para controlar una cantidad
básica de inyección de combustible en vista del cambio de la
cantidad de aire de admisión debido al aire de marcha.
En un aparato de control de inyección de
combustible para calcular una cantidad básica de inyección de
combustible a partir de la velocidad rotacional del motor y la
abertura de la válvula de admisión, es conocido introducir aire de
marcha mediante un conducto de admisión que está abierto en la
dirección de avance de un vehículo de motor como un medio para
incrementar el par y la potencia del motor. Por ejemplo, un aparato
de control de motor descrito en la publicación de patente japonesa
número 4-342857 determina una cantidad de control
de motor, es decir, una cantidad de inyección de combustible, una
presión dinámica debida al aire de marcha introducido por un
conducto de admisión que está abierto para introducir el aire de
marcha. Específicamente, en una región donde la presión dinámica es
grande, es decir, en una región de una velocidad alta del vehículo
o una gran abertura de la válvula de admisión, se realiza una
corrección de cantidad de combustible incremental dependiendo de la
presión dinámica. La presión dinámica puede ser calculada
directamente por los medios detectores de presión dinámica o
indirectamente a partir de la velocidad del vehículo.
El aparato de control convencional anterior
determina una cantidad de control de motor que sirve corno una
referencia cuando la presión dinámica es "0", y corrige la
cantidad de control de motor a la presión dinámica de "0"
dependiendo de la presión dinámica cuando la presión dinámica es
más alta que "0". Para determinar la cantidad de control de
motor cuando la presión dinámica es "0", hay que quitar el
conducto de admisión y establecer una cantidad de referencia de
control del motor. Sin embargo, puesto que se aspira aire bajo
diferentes resistencias cuando el conducto de admisión está quitado
y cuando el conducto de admisión está puesto, no es posible
establecer con precisión la cantidad de referencia de control del
motor.
La presente invención se ha hecho con el fin de
lograr los objetos anteriores. Un objeto de la presente invención
es proporcionar un aparato de control de inyección de combustible
que es capaz de determinar una cantidad de inyección de combustible
como una cantidad de control de motor en vista de la presión
dinámica sin establecer una cantidad de referencia de control de
motor a la presión dinámica de "0".
Para lograr el objeto anterior, se facilita según
una primera característica de la presente invención un aparato de
control de inyección de combustible caracterizado porque se
determina una cantidad básica de inyección a una primera velocidad
del vehículo sometida a una presión dinámica debido al aire de
marcha introducido por un conducto de admisión, y se establece un
coeficiente corrector de velocidad del vehículo dependiendo de la
velocidad del vehículo para reducir dicha cantidad básica de
inyección a una segunda velocidad del vehículo que es menor que
dicha primera velocidad del vehículo. Según la primera
característica, se determina una cantidad básica de inyección
mientras el vehículo de motor está funcionando cuando actúa sobre
él una presión dinámica, y la cantidad básica de inyección se
reduce cuando no actúa presión dinámica en el vehículo de
motor.
Según una segunda característica de la presente
invención, se establece un coeficiente corrector de válvula de
admisión para hacer que se reduzca su valor cuando se reduzca la
abertura de la válvula de admisión en una banda en la que la
abertura de la válvula de admisión es menor que un valor
predeterminado, y dicho coeficiente corrector de velocidad del
vehículo se multiplica por dicho coeficiente corrector de válvula
de admisión para corregir la cantidad básica de inyección. Según la
segunda característica, la reducción para la corrección de la
cantidad básica de inyección es pequeña en una banda de una pequeña
abertura de la válvula de admisión donde la diferencia de la presión
dinámica entre la primera velocidad del vehículo y la segunda
velocidad del vehículo es menor.
Según una tercera característica de la presente
invención, la cantidad de inyección se reduce si la velocidad
rotacional del motor es más alta que un valor predeterminado. Según
la tercera característica, se evita que una mezcla de
aire-combustible se desplace excesivamente al lado
pobre cuando la velocidad rotacional del motor sea baja.
Según una cuarta característica de la presente
invención, la cantidad básica de inyección se reduce y corrige si
una posición de engranaje es una posición de velocidad baja
predeterminada. Según las características tercera y cuarta, se
incrementa tanto la sensación de conducción a velocidades más bajas
como la sensación de potencia del motor en posiciones de engranaje
más altas.
La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra
funciones esenciales de un aparato de control de inyección de
combustible según una realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista de una parte esencial de
un motor de combustión interna que incorpora el aparato de control
de inyección de combustible según la presente invención.
La figura 3 es un diagrama de flujo de un proceso
de inyección de combustible.
La figura 4 es un diagrama de una región para
reducir y corregir una cantidad de inyección de combustible.
La figura 5 es un diagrama que representa la
relación entre la velocidad del vehículo y un coeficiente corrector
de combustible.
La figura 6 es un diagrama que representa la
relación entre la abertura de la válvula de admisión y un
coeficiente corrector.
9: Válvula de admisión; 10: Válvula de inyección
de combustible; 11: Sensor de válvula de admisión; 19: Sensor de
ángulo rotacional; 21: Sensor de velocidad del vehículo; 24:
Dispositivo de control; 25: Conducto de admisión; 26: Calculadora
de coeficiente corrector de velocidad de vehículo; 27: Calculadora
de coeficiente corrector de válvula de admisión; 28: Multiplicador
de coeficiente corrector; 30: Calculadora de tiempo de inyección;
31: Controlador de inyección; 32: Detector de velocidad rotacional
del motor; 33: Detector de posición de engranaje.
La presente invención se describirá a
continuación con referencia a los dibujos. La figura 2 es una vista
de una parte esencial de un motor de combustión interna que
incorpora un aparato de control de inyección de combustible según
una realización de la presente invención. En la figura 2, un
orificio de admisión 3 y un orificio de escape 4 están abiertos a
una cámara de combustión 2 de un cilindro 1, y una válvula de
admisión 5 y una válvula de escape 6 están dispuestas
respectivamente en el orificio de admisión 3 y el orificio de
escape 4. Una bujía de encendido 7 está dispuesta en la cámara de
combustión 2.
Un paso de admisión 8 que comunica con el
orificio de admisión 3 tiene una válvula de admisión 9 para regular
la cantidad de aire de admisión dependiendo de su abertura
\thetaTH, una válvula de inyección de combustible 10, un sensor
de válvula de admisión 11 para detectar la abertura \thetaTH, y
un sensor de presión negativa 12. Al extremo terminal del paso de
admisión 8 está conectado un depurador de aire 13 que aloja un
filtro de aire 14 para introducir el aire que se aspira por un
conducto de admisión 25 dispuesto delante del depurador de aire 13
al paso de admisión 8 a través del filtro de aire 14. Un sensor de
temperatura del aire de admisión 15 está dispuesto en el filtro de
aire 13.
El cilindro 1 aloja un pistón 16 que está
conectado a un cigüeñal 18 por una biela 17. Un sensor de ángulo
rotacional 19 está dispuesto en relación opuesta al cigüeñal 18 para
detectar un ángulo rotacional del cigüeñal 18 y emitir un impulso
de cigüeñal para cada ángulo de cigüeñal dado. Un sensor de
velocidad del vehículo 21 está dispuesto en relación opuesta a un
cuerpo rotativo 20 tal como un engranaje o análogos que está
acoplado al cigüeñal 18. El cilindro 1 está rodeado por una camisa
de agua que tiene un sensor de temperatura del agua 22 para
detectar la temperatura de un refrigerante que representa la
temperatura del motor. Una bobina de encendido 23 está conectada a
la bujía de encendido 7.
Un dispositivo de control 24 incluye un
microordenador que tiene una CPU y una memoria, y tiene elementos
de interfaz incluyendo puertos de entrada/salida y un convertidor
A/D. El dispositivo de control 24 recibe energía eléctrica de una
batería, no representada. Se suministra señales de salida de los
varios sensores a través de los puertos de entrada al dispositivo
de control 24. El dispositivo de control 24 envía señales de
excitación a la válvula de inyección de combustible 10 y la bujía
de encendido 7 según los resultados procesados basados en las
señales de entrada de los sensores. La señal de excitación para la
válvula de inyección de combustible 10 (señal de inyección) es una
señal de impulso que tiene una duración de impulso que depende de
la cantidad de inyección. La válvula de inyección de combustible 10
se abre durante un tiempo correspondiente a la duración de impulso
para inyectar combustible al paso de admisión 8.
La duración de impulso de la señal de inyección,
es decir, el tiempo de inyección de combustible, se calcula en
base a una velocidad rotacional del motor Ne y el valor detectado
del sensor de válvula de admisión 11 (abertura de la válvula de
admisión \thetaTH). En esta realización, el tiempo básico de
inyección de combustible se reduce y corrige por un coeficiente
corrector de la presión dinámica en base a la velocidad del
vehículo y la abertura de la válvula de admisión \thetaTH.
La figura 3 es un diagrama de flujo de un proceso
de inyección de combustible. La velocidad rotacional del motor Ne
se lee en el paso S1. La velocidad rotacional del motor Ne se
determina contando los impulsos de cigüeñal emitidos por el sensor
de ángulo rotacional 19. En el paso S2 se lee la abertura de la
válvula de admisión \thetaTH. En el paso S3 se lee la velocidad
del vehículo VPLS como una señal de salida del sensor de velocidad
del vehículo 21. En el paso S4 se lee la temperatura del
refrigerante del motor TW como una señal de salida del sensor de
temperatura del agua 22. En el paso S5 se calcula una cantidad
básica de inyección TiM a partir de la velocidad rotacional del
motor Ne y la abertura de la válvula de admisión \thetaTH. La
cantidad básica de inyección TiM se puede calcular a partir de un
mapa establecido usando la velocidad rotacional del motor Ne y la
abertura de la válvula de admisión \thetaTH como parámetros. El
mapa se establece de manera que el tiempo básico de inyección TiM
encaje cuando la velocidad del vehículo sea alta, y la presión
dinámica no es "0" cuando la velocidad del vehículo es alta.
Puesto que la cantidad de inyección corresponde al tiempo de
inyección, el tiempo de inyección se describirá como algo que
representa la cantidad de inyección.
En el paso S6 se determina si la temperatura del
refrigerante del motor TW es o no igual o mayor que una temperatura
predeterminada del refrigerante TW1, es decir, si es o no
suficiente el calentamiento del motor. Entonces se puede determinar
si la velocidad rotacional del motor Ne es o no igual o mayor que
la velocidad rotacional predeterminada Ne1. Añadiendo este proceso
de juicio, es posible evitar que la mezcla de
aire-combustible se desplace excesivamente al lado
pobre en las bandas de velocidad rotacional baja y media en las
posiciones de engranaje más altas, y aumentar la sensación de
conducción a una banda de velocidad baja. La figura 4 es una tabla
que muestra la relación entre la velocidad rotacional del motor Ne
y la velocidad del vehículo VPLS en cada posición de engranaje. Si
la respuesta al paso de decisión S6 incluyendo la decisión acerca
de la velocidad rotacional del motor Ne es afirmativa, entonces el
tiempo de inyección de combustible se reduce y corrige en la región
sombreada en la figura 4. Reduciendo y corrigiendo el tiempo de
inyección de combustible solamente cuando la velocidad rotacional
del motor Ne es igual o superior a la velocidad rotacional
predeterminada Ne1, es posible evitar que la mezcla de
aire-combustible se desplace excesivamente al lado
pobre cuando la velocidad rotacional del motor Ne sea baja.
Limitándose la región para reducir el tiempo de inyección de
combustible a las posiciones de engranaje más bajas como se
representa en la figura 4, es posible aumentar tanto la sensación
de conducción a velocidades más bajas como la sensación de potencia
del motor en las posiciones de engranaje más altas.
Si la respuesta al paso de decisión S6 es
afirmativa, entonces el control pasa al paso S7 para calcular un
coeficiente corrector de combustible KVPLS correspondiente a la
velocidad del vehículo VPLS. La figura 5 es una tabla que muestra
un ejemplo de la relación entre la velocidad del vehículo VPLS y el
coeficiente corrector de combustible KVPLS. Si solamente se toma en
cuenta el efecto del aire de marcha, entonces se puede incrementar
la extensión negativa del coeficiente corrector de combustible
KVPLS, logrando una curva indicada por A1 en la figura 5. Sin
embargo, en vista de la conducibilidad de un vehículo de motor
real, la extensión negativa del coeficiente corrector de
combustible KVPLS no se puede incrementar a velocidades sumamente
bajas, logrando una curva indicada por A2 en la figura 5.
En el paso S8 se calcula un coeficiente corrector
KV\thetaTH correspondiente a la abertura de la válvula de
admisión \thetaTH. La figura 6 es una tabla que muestra un
ejemplo de la relación entre la abertura de la válvula de admisión
\thetaTH y el coeficiente corrector KV\thetaTH. Dado que el
efecto del aire de marcha es mayor a medida que la abertura de la
válvula de admisión \thetaTH es mayor, el coeficiente corrector
KV\thetaTH tiene un valor más próximo a "1" a medida que la
abertura de la válvula de admisión \thetaTH es mayor, aumentando
la magnitud de la reducción para corrección del tiempo de inyección
de combustible, y la magnitud de la reducción para corrección del
tiempo de inyección de combustible se reduce en una banda en la que
la abertura de la válvula de admisión \thetaTH es menor, como se
representa en la figura 6.
En el paso S9 se calcula un coeficiente corrector
de ajuste de combustible a velocidad del vehículo KVAF usando el
coeficiente corrector de combustible KVPLS y el coeficiente
corrector KV\thetaTH. El coeficiente corrector de ajuste de
combustible a velocidad del vehículo KVAP se establece a un valor
igual o menor que "1". Por lo tanto, si el calentamiento del
motor no es suficiente (negativo en el paso S6), entonces el control
pasa al paso S10 para poner a "1" el coeficiente corrector de
ajuste de combustible a velocidad del vehículo KVAP para evitar que
la mezcla de aire-combustible se desplace al lado
pobre.
En el paso S11, el tiempo básico de inyección TiM
es corregido por el coeficiente corrector de ajuste de combustible
a velocidad del vehículo KVAF, calculando así un tiempo de
inyección Ti. Un coeficiente \alpha incluye un coeficiente
corrector de la temperatura del refrigerante del motor, un
coeficiente corrector de la temperatura del aire de admisión, y un
coeficiente corrector de presión atmosférica, distinto del
coeficiente corrector de ajuste de combustible a velocidad del
vehículo KVAF, y un coeficiente \beta incluye un tiempo de
corrección incremental de aceleración y un tiempo de inyección no
válido.
En el paso S12 se emite una señal de excitación
para la válvula de inyección de combustible 10 durante el tiempo
de inyección de combustible Ti. Mientras se está emitiendo la señal
de excitación, se abre la válvula de inyección de combustible 10
para inyectar combustible al paso de admisión 8.
La figura 1 es un diagrama de bloques que
representa funciones esenciales del aparato de control de inyección
de combustible según la realización de la presente invención. En la
figura 1, una calculadora de coeficiente corrector de velocidad de
vehículo 26 calcula un coeficiente corrector de combustible KVPLS
como una función de la velocidad del vehículo VPLS en base a la
velocidad del vehículo VPLS que es detectada por el sensor de
velocidad del vehículo 21. Específicamente, la calculadora de
coeficiente corrector de velocidad de vehículo 26 se puede
construir como una memoria que almacena la tabla representada en la
figura 5. Una calculadora de coeficiente corrector de válvula de
admisión 27 calcula un coeficiente corrector KV\thetaTH como una
función de la abertura de la válvula de admisión \thetaTH en base
a la abertura de la válvula de admisión \thetaTH que es detectada
por el sensor de válvula de admisión 11. Específicamente, la
calculadora de coeficiente corrector de válvula de admisión 27 se
puede construir como una memoria que almacena la tabla representada
en la figura 6.
Un multiplicador de coeficiente corrector 28
multiplica el coeficiente corrector de combustible KVPLS y el
coeficiente corrector KV\thetaTH y resta de "1" este valor
obtenido, calculando así un coeficiente corrector de ajuste de
combustible a velocidad del vehículo KVAF. El coeficiente corrector
de ajuste de combustible a velocidad del vehículo KVAF se aplica
mediante una puerta 29 a una calculadora de tiempo de inyección 30.
La calculadora de tiempo de inyección 30 calcula un tiempo básico
de inyección TiM en base a la abertura de la válvula de admisión
\thetaTH y la velocidad rotacional del motor Ne, y también
calcula un tiempo de inyección de combustible Ti leyendo el
coeficiente corrector de ajuste de combustible a velocidad del
vehículo KVAF y corrigiendo el tiempo básico de inyección TiM. Un
controlador de inyección 31 suministra una señal de inyección que
tiene una duración de impulso en base al tiempo de inyección de
combustible Ti a la válvula de inyección de combustible 10.
Un detector de velocidad rotacional del motor 32
emite una señal cuando la velocidad rotacional del motor Ne es
igual o superior a la velocidad rotacional predeterminada Ne1, y un
detector de posición de engranaje 33 emite una señal cuando la
transmisión se desplaza a una posición de engranaje baja
predeterminada. El detector de posición de engranaje 33 puede
incluir un sensor de posición de engranaje conocido. La puerta 29
se puede abrir en respuesta a señales enviadas desde el detector de
velocidad rotacional del motor 32 y el detector de posición de
engranaje 33, o se puede abrir en respuesta solamente a una señal
enviada por el detector de velocidad rotacional del motor 32.
Como se ha descrito anteriormente, según las
invenciones descritas en reivindicaciones 1 y 2, se determina una
cantidad básica de inyección mientras el vehículo de motor está
funcionando cuando actúa sobre él una presión dinámica, y la
cantidad básica de inyección se reduce y corrige cuando no actúa
presión dinámica en el vehículo de motor. Así, se evita que la
relación de mezcla de aire-combustible devenga más
rica en la región donde la presión dinámica es pequeña. La
invención es así útil para mejorar las emisiones y el ahorro de
combustible.
Según la invención descrita en la reivindicación
3, cuando la velocidad rotacional del motor es baja, la cantidad de
inyección se reduce mucho y corrige, evitando que la mezcla de
aire-combustible se desplace excesivamente al lado
pobre. Por lo tanto, se incrementa la sensación de conducción a
velocidades más bajas. Según la invención descrita en la
reivindicación 4, cuando está en las posiciones de engranaje más
altas, la cantidad de inyección se reduce mucho y corrige, evitando
que la mezcla de aire-combustible se desplace
excesivamente al lado pobre. Por lo tanto, se mejora la sensación
de potencia del motor en las posiciones de engranaje más altas.
Como se ha descrito anteriormente, según la
presente invención, puesto que se establece una cantidad de
inyección de combustible mientras el vehículo de motor está
funcionando realmente bajo una presión dinámica y no hay que quitar
el conducto de admisión para regulaciones, se incrementa la
exactitud con la que calcular la cantidad básica de inyección, y se
mejora la conducibilidad en la banda de velocidad alta.
Claims (4)
1. Un aparato de control de inyección de
combustible, previsto para calcular una cantidad básica de
combustible suministrado al motor de un vehículo que tiene un
conducto de admisión que está abierto en la dirección de avance del
vehículo, caracterizado porque se determina a una cantidad
básica de inyección a una velocidad predeterminada del vehículo,
sometida a una presión dinámica debido al aire de marcha
introducido por un conducto de entrada, y se establece un
coeficiente corrector de velocidad del vehículo dependiendo de la
velocidad del propio vehículo, para reducir dicha cantidad básica
de inyección si la velocidad del vehículo es menor a dicha
velocidad predeterminada del vehículo.
2. Un aparato de control de inyección de
combustible, según la reivindicación 1, caracterizado porque
incluye un medio detector de abertura de válvula de admisión que
detecta un ángulo de válvula de admisión, y se establece un
coeficiente corrector de válvula de admisión para hacer que se
cambie la cantidad de inyección de combustible en respuesta al
ángulo de la válvula de admisión, reduciéndose el valor del
coeficiente corrector de válvula de admisión en unos límites donde
el ángulo de abertura de la válvula de admisión es inferior a un
ángulo predeterminado.
3. Un aparato de control de inyección de
combustible, según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado
porque incluye un medio detector de velocidad rotacional del motor
que detecta la velocidad rotacional de dicho motor, reduciéndose la
cantidad básica de inyección si la velocidad rotacional del motor
detectada por dicho medio de detección rotacional del motor es
mayor que una velocidad rotacional predeterminada del motor.
4. Un aparato de control de inyección de
combustible, según la reivindicación 3, caracterizado porque
incluye un medio de detección de posición de engranaje que detecta
la posición del engranaje, reduciéndose la cantidad básica de
inyección si una posición de engranaje detectada por dicho medio de
detección de engranaje es una posición de velocidad
predeterminada.
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