ES2243809T3 - Aparato de control de la presion de combustible. - Google Patents
Aparato de control de la presion de combustible.Info
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Abstract
Aparato de control de la presión de combustible para un sistema de inyección de combustible a alta presión que está equipado con una línea (20) acumuladora para suministrar combustible acumulado a una presión elevada a una válvula (12) de inyección de combustible, que comprende: una bomba (30) de combustible para presurizar combustible suministrado a una presión elevada y suministrar a presión el combustible a la línea (20) acumuladora; una válvula (22) de seguridad para controlar una descarga de combustible en la línea (20) acumuladora; medios (68) de detección para detectar una presión de combustible en la línea (20) acumuladora; un medio (60) de cálculo para determinar una presión objetivo del combustible en la línea (20) acumuladora; un medio (60) de control de la presión de combustible para abrir la válvula (22) de seguridad basándose en la presión de combustible detectada y en la presión objetivo calculada y reducir la presión de combustible en la línea acumuladora; y un medio (60) decontrol del accionamiento de la válvula de seguridad para controlar un periodo de válvula abierta de la válvula (22) de seguridad, en el que el medio (60) de control del accionamiento de la válvula de seguridad controla la válvula (22) de seguridad de tal manera que evita que el periodo de válvula abierta de la válvula (22) de seguridad se superponga a un periodo durante el cual la válvula (12) de inyección de combustible está abierta, caracterizado porque el medio (60) de control del accionamiento de la válvula de seguridad controla la válvula (22) de seguridad de tal manera que evita que el periodo de válvula abierta de la válvula (22) de seguridad se superponga a un periodo durante el cual el medio (68) de detección de la presión de combustible detecta una presión de combustible.
Description
Aparato de control de la presión de
combustible.
La presente invención se refiere a un aparato de
control de la presión de combustible según la reivindicación 1.
Por el documento JP 9 209 870, se conoce un
inyector de combustible acumulador en el que la presión del
combustible suministrado desde una bomba de combustible se acumula
en un raíl común y se expulsa por un inyector. Para aminorar la
fluctuación de la presión de combustible en el raíl común y
proporcionar unas características estables de inyección de
combustible, se proporciona una válvula de solenoide en un conducto
de retorno de combustible del raíl común en el que la presión del
combustible suministrado por la bomba de combustible se acumula en
un depósito de combustible. La válvula de solenoide se controla para
abrirse/cerrarse en correspondencia con una señal de control enviada
al inyector. La válvula de solenoide está dispuesta en el lado aguas
arriba de un orificio en un conducto de retorno de combustible y
está controlada junto con el inyector por un circuito de control. Es
decir, se desplaza la fase del impulso de control del inyector, se
da salida al impulso de control de la válvula de solenoide hacia la
válvula de solenoide y por tanto se superponen una fluctuación de la
presión por el inyector sobre un lado de presión inferior a una
presión objetivo en el raíl común y una fluctuación de la presión
por la válvula de solenoide sobre un lado de presión superior a la
presión objetivo; por tanto, se aminora la fluctuación de la presión
de combustible en el raíl común.
Por el documento US 5.727.525, se conoce un
sistema acumulador de inyección de combustible para vehículos
automóviles que incluye una cámara acumuladora que almacena
combustible dentro de la misma bajo una cierta presión, una
pluralidad de inyectores de combustible que se comunican con la
cámara acumuladora para inyectar el combustible almacenado dentro de
la misma en los cilindros de motor de un motor, y un regulador de
presión para regular la presión del combustible que fluye a través
de un conducto de drenaje desde la cámara acumuladora hasta un
depósito de combustible. Cuando se cierra completamente una válvula
de mariposa durante una operación del motor a carga elevada, el
regulador de combustible abre el conducto de drenaje para reducir
rápidamente la presión del combustible dentro de la cámara
acumuladora hasta un nivel de presión objetivo. Esto permite que una
presión real de inyección de combustible siga rápidamente a un
cambio en el nivel de presión objetivo según una condición operativa
del motor cuando se vuelve a abrir la válvula de mariposa.
En general, en un motor de combustión interna
equipado con una línea acumuladora tal como un raíl común, una bomba
de combustible suministra a presión un combustible a presión elevada
a la línea acumuladora, y unas válvulas de inyección de combustible
conectadas a la línea acumuladora inyectan combustible en las
cámaras de combustión del motor.
Se controla una presión de combustible en la
línea acumuladora, concretamente, una presión de inyección de
combustible de las válvulas de inyección de combustible para que se
convierta en una presión correspondiente a un estado de
funcionamiento del motor. En tal control de la presión de
combustible, la cantidad de combustible suministrado a presión desde
la bomba de combustible se incrementa, por ejemplo, cuando la
presión de combustible en la línea acumuladora detectada por un
sensor de presión o similar es menor que una presión de combustible
objetivo fijada según un estado de funcionamiento del motor. A la
inversa, cuando la presión de combustible detectada es mayor que la
presión de combustible objetivo, se reduce la cantidad de
combustible suministrado a presión desde la bomba de combustible o
se suspende el suministro a presión de combustible. De esta manera,
se controla la presión de combustible en la línea acumuladora.
Debido al rendimiento de tal control de la presión de combustible,
el tamaño de las partículas atomizadas de combustible inyectado y
demás se ajusta a un estado de combustión del motor.
Sin embargo, en el caso en el que la presión de
combustible objetivo disminuye repentinamente, por ejemplo, debido a
una transición del estado de funcionamiento del motor desde un
estado de funcionamiento con carga elevada hasta un estado de
funcionamiento con carga reducida en una longitud corta de tiempo,
aunque se restrinja o suspenda la circulación forzada de combustible
desde la bomba de combustible, es necesario que transcurra una
cierta longitud de tiempo hasta que la presión de combustible en la
línea acumuladora se reduzca hasta la presión de combustible
objetivo. En tal caso, la inyección de combustible se lleva a cabo,
aunque temporalmente, basándose en una presión de inyección de
combustible excesiva, lo que da lugar a un aumento del ruido de
combustión como resultado de una atomización excesiva del
combustible inyectado.
En vista de un problema así, según la técnica
relacionada tal como se describe en la solicitud de patente japonesa
abierta a consulta por el público Nº HEI 10-54318,
un regulador de presión (una válvula de seguridad) acoplada a un
raíl común está compuesta por una válvula electromagnética que puede
accionarse para abrirse y cerrarse. Cuando la presión de combustible
en el raíl común es mayor que una presión de combustible objetivo,
se descarga combustible del raíl común abriendo por accionamiento la
válvula de seguridad y por tanto se reduce la presión de
combustible. Debido al rendimiento de un proceso de reducción de
presión de este tipo, la diferencia entre la presión de combustible
y la presión de combustible objetivo se reduce suavemente. Por
consiguiente, se limita adecuadamente el aumento del ruido de
combustión como resultado de una inyección de combustible basada en
una presión de inyección de combustible excesiva.
Sin embargo, aunque un proceso de reducción de
presión de este tipo que emplea una válvula de seguridad sea
apropiado para reducir adecuadamente una presión de combustible,
puede afectar negativamente a la inyección de combustible, la
circulación forzada de combustible desde la bomba de combustible, la
detección de una presión de combustible y demás. Por ejemplo, si se
lleva a cabo una inyección de combustible durante el proceso de
reducción de presión, la presión de inyección de combustible cambia
drásticamente durante la inyección de combustible, y en consecuencia
la cantidad de inyección de combustible y el ritmo de inyección
también cambian. Como resultado, la precisión del control de la
inyección de combustible se deteriora inevitablemente.
La presente invención se ha realizado tomando en
consideración tales circunstancias. Es un objeto de la presente
invención proporcionar un aparato de control de la presión de
combustible y un método para una sistema de inyección de combustible
de alta presión que sea capaz de reducir adecuadamente una presión
de combustible en una línea acumuladora mientras se evita que el
sistema de inyección de combustible de alta presión se vea afectado
negativamente.
Según el aparato de control de la presión de
combustible inventivo, las características de la reivindicación 1
resuelven el objeto anteriormente mencionado.
De las reivindicaciones dependientes 2 a 9 se
obtienen realizaciones mejoradas del aparato de control de la
presión de combustible según la invención.
Según un aspecto de la presente invención, se
proporciona un aparato de control de la presión de combustible para
un sistema de combustible de alta presión que está equipado con una
línea acumuladora para suministrar combustible acumulado a una
presión elevada a una válvula de inyección de combustible, que
comprende una bomba de combustible para presurizar combustible
suministrado a una presión elevada y suministrar a presión el
combustible a la línea acumuladora, una válvula de seguridad para
controlar la descarga de combustible en la línea acumuladora, un
medio de detección para detectar una presión de combustible en la
línea acumuladora, un medio de cálculo para determinar una presión
objetivo del combustible en la línea acumuladora, un medio de
control de la presión de combustible para abrir la válvula de
seguridad basándose en la presión de combustible detectada y la
presión objetivo calculada y reducir una presión de combustible en
la línea acumuladora, y un medio de control del accionamiento de la
válvula de seguridad para controlar un periodo de válvula abierta de
la válvula de seguridad. Este aparato de control de la presión de
combustible se caracteriza porque el medio de control del
accionamiento de la válvula de seguridad controla la válvula de
seguridad de tal manera que evita que el periodo de válvula abierta
de la válvula de seguridad se superponga a un periodo durante el
cual el medio de detección de la presión de combustible detecta una
presión de combustible.
Esta construcción posibilita evitar que cambie la
cantidad de inyección de combustible o el ritmo de inyección debido
a un descenso de la presión de combustible en la línea acumuladora
en respuesta a la apertura de la válvula de seguridad y reducir
adecuadamente una presión de combustible en la línea acumuladora sin
afectar negativamente al estado de la inyección de combustible.
Aunque este sumario no describe todas las
características de la invención, debería entenderse que cualquier
combinación de las características expuestas en las reivindicaciones
dependientes está dentro del alcance de la presente invención.
La figura 1 muestra esquemáticamente una
estructura de un sistema de inyección de combustible de alta
presión.
La figura 2 es un gráfico de temporización que
muestra una pauta de cambio de la presión del raíl, un estado de
funcionamiento de una bomba de combustible y demás durante el
funcionamiento en régimen estacionario.
La figura 3 es un diagrama de flujo que muestra
un procedimiento de cálculo de temporizaciones para accionar unas
válvulas de regulación respectivas de la bomba de combustible.
La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra
un procedimiento de fijar una temporización para accionar una
válvula de seguridad.
La figura 5 es un gráfico de temporización que
muestra una pauta de salida de una señal de conducción para la
válvula de seguridad, un estado de apertura-cierre
de la válvula de seguridad y demás.
La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra
un procedimiento de control para accionar la válvula de
seguridad.
La figura 7 es un gráfico que muestra una
característica de reducción de presión de la presión del raíl cuando
se abre la válvula de seguridad.
En el presente documento, de aquí en adelante se
describirá una realización en la que se aplica la presente invención
a un aparato de control para controlar una presión de combustible en
un raíl común previsto para un motor diesel.
La figura 1 muestra esquemáticamente unas
estructuras de un motor 10 diesel de inyección directa de cuatro
cilindros según la presente realización (al que, en el presente
documento, en lo sucesivo se denomina sencillamente "el motor")
y de un sistema de inyección de combustible de alta presión del
mismo.
Este sistema de inyección de combustible de alta
presión está equipado con unos inyectores 12 proporcionados para
corresponder con unos cilindros #1 a #4 respectivos del motor 10, un
raíl 20 común al que están conectados los inyectores 12, una bomba
30 de combustible para suministrar a presión combustible en un
depósito 14 de combustible al raíl 20 común, y una unidad 60 de
control electrónico (a la que, en el presente documento, en lo
sucesivo se denomina "la UCE").
El raíl 20 común tiene la función de acumular
combustible suministrado desde la bomba 30 de combustible a una
presión predeterminada. Una presión de inyección de combustible de
los inyectores 12 se determina basándose en una presión de
combustible (una presión del raíl) en el raíl 20 común.
Una válvula 22 de seguridad está acoplada al raíl
20 común. La válvula 22 de seguridad es una válvula electromagnética
normalmente cerrada que se acciona para abrirse a través de una
conducción eléctrica por la UCE 60. La válvula 22 de seguridad está
conectada al depósito 14 de combustible a través de un conducto 21
de seguridad. Si se abre la válvula 22 de seguridad, el combustible
en el raíl 20 común se descarga al interior del conducto 21 de
seguridad y se devuelve al depósito 14 de combustible a través del
conducto 21 de seguridad. De esta manera, la presión del raíl
decrece en función de una cantidad de combustible descargado del
raíl 20 común. La cantidad de reducción de la presión del raíl se
ajusta en función de una longitud de periodo de válvula abierta de
la válvula 22 de seguridad.
Los inyectores 12 son válvulas electromagnéticas
que son accionadas para abrirse y cerrarse por la UCE 60. Los
inyectores 12 inyectan el combustible suministrado desde el raíl 20
común en unas cámaras de combustión (no mostradas) de los cilindros
#1 a #4 respectivos. Cada uno de los inyectores 12 también está
conectado al depósito 14 de combustible a través de la válvula 21 de
seguridad. El combustible que se ha fugado al interior de los
inyectores 12 se devuelve al depósito 14 de combustible a través del
conducto 21 de seguridad.
La UCE 60 realiza un control asociado con una
cantidad de combustible suministrada a presión de la bomba 30 de
combustible y una temporización de la inyección de combustible y una
cantidad de inyección de combustible de los inyectores 12. La UCE 60
está compuesta por una memoria 64 para almacenar varios programas de
control, datos funcionales y demás, una CPU 62 para realizar varios
procesos aritméticos, una pluralidad de controladores 63 para dar
salida a una señal de conducción que se produce basándose en una
capacidad de suministro de una batería 59 a los inyectores 12 y
demás para accionarlos, y similares.
Además, varios sensores para detectar un estado
de funcionamiento del motor 10, una presión de combustible en el
raíl 20 común y similares están conectados a la UCE 60. En la UCE 60
se introducen unas señales de detección procedentes de esos
sensores.
Por ejemplo, un sensor 65 de velocidad de
rotación está dispuesto en las proximidades de un cigüeñal (no
mostrado) del motor 10, y un sensor 66 discriminador de cilindros
está dispuesto en las proximidades de un árbol de levas (no
mostrado). Basándose en las señales de detección introducidas desde
los sensores 65, 66, la UCE 60 calcula una velocidad de rotación del
cigüeñal (una velocidad NE de rotación del motor) y un ángulo de
rotación del cigüeñal (un cigüeñal CA), respectivamente.
Además, un sensor 67 de aceleración está
dispuesto en las proximidades de un pedal acelerador (no mostrado).
El sensor 67 de aceleración da salida a una señal de detección
correspondiente a una cantidad de depresión (un grado de apertura
del acelerador) del pedal acelerador. El raíl 20 común está dotado
de un sensor 68 de presión de combustible, el cual da salida a una
señal de detección correspondiente a una presión del raíl (una
presión PCR de combustible real). Un bloque de cilindros (no
mostrado) del motor 10 está dotado de un sensor 69 de temperatura de
refrigerante, el cual da salida a una señal de detección corriente a
una temperatura del refrigerante del motor (una temperatura de
refrigerante). La UCE 60 detecta un grado de apertura del
acelerador, una presión PCR de combustible real y una temperatura de
refrigerante basándose en las señales de detección procedentes de
los sensores 67 a 69 respectivos.
La bomba 30 de combustible está compuesta por un
eje 40 motor accionado giratoriamente por el cigüeñal del motor 10,
una bomba 31 de alimentación que funciona basándose en la rotación
del eje 40 motor, un par de bombas de suministro (una primera bomba
50a de suministro y una segunda bomba 50b de suministro) accionadas
por una leva 42 anular formada en el eje 40 motor, y demás.
La bomba 31 de alimentación aspira combustible en
el depósito 14 de combustible desde un orificio 34 de admisión a
través de un conducto 24 de admisión y suministra el combustible a
la primera bomba 50a de suministro y a la segunda bomba 50b de
suministro a una presión de alimentación predeterminada. Del
combustible que se ha aspirado por tanto del orificio 34 de
admisión, un exceso de combustible que no se suministra ni a la
primera bomba 50a de suministro ni a la segunda bomba 50b de
suministro se devuelve al depósito 14 de combustible a través del
conducto 21 de seguridad.
Tanto la primera bomba 50a de suministro como la
segunda bomba 50b de suministro se denominan bombas de tipo de leva
interna. Estas bombas presurizan el combustible suministrado desde
la bomba 31 de alimentación a una presión aún mayor (por ejemplo, de
25 a 180 MPa) basándose en unos movimientos alternativos de un
émbolo (no mostrado) y suministran a presión el combustible
presurizado al raíl 20 común desde un orificio 38 de descarga a
través de un conducto 23 de descarga.
La bomba 30 de combustible está dotada de una
primera válvula 70a de regulación y de una segunda válvula 70b de
regulación, las cuales están diseñadas para regular unas cantidades
suministradas a presión de combustible de las bombas 50a, 50b de
suministro, respectivamente. Las dos válvulas 70a, 70b de regulación
son válvulas electromagnéticas normalmente cerradas que son
accionadas para abrirse a través de una conducción eléctrica por la
UCE 60.
La figura 2 es un gráfico de temporización que
muestra unas temporizaciones para aspirar combustible al interior de
las respectivas bombas 50a, 50b de suministro y suministrar a
presión combustible desde las mismas, una pauta de cambio de la
presión del raíl durante un funcionamiento en estado estacionario, y
demás.
Las respectivas bombas 50a, 50b de suministro
aspiran combustible alternativamente con unas fases del ángulo AC de
cigüeñal (AC: ángulo de cigüeñal) que están desfasadas entre sí en
un AC de 180º. Asimismo, las respectivas bombas 50a, 50b de
suministro suministran a presión combustible alternativamente con
unas fases que están desfasadas entre sí en un AC de 180º.
Tal como se ha indicado mediante (b) y (c) en la
figura 2, la primera válvula 70a de regulación se abre durante una
carrera de admisión de la primera bomba 50a de suministro para
comenzar a aspirar combustible y luego se cierra a una temporización
predeterminada (ángulo AC de cigüeñal) para parar de aspirar
combustible. Todo el combustible que se ha aspirado así se presuriza
en una carrera de circulación forzada que sigue a la carrera de
aspiración y se suministra a presión desde la primera bomba 50a de
suministro al raíl 20 común.
De esta manera, la cantidad de combustible
suministrado a presión desde la primera bomba 50a de suministro
puede ajustarse cambiando un periodo de válvula abierta de la
primera válvula 70a de regulación.
Tal como se ha indicado mediante flechas en (b) y
(c) en de la figura 2, si se retrasa la temporización para cerrar la
primera válvula 70a de regulación para incrementar así un periodo de
válvula abierta de la misma, la cantidad de admisión de combustible
de la primera bomba 50a de suministro aumenta. Al producirse tal
retardo de la temporización para cerrar la primera válvula 70a de
regulación, la temporización para comenzar a suministrar a presión
combustible desde la primera bomba 50a de suministro se adelanta en
una cantidad igual a la cantidad de retardo. Como resultado, el
periodo de circulación forzada de combustible se alarga y la
cantidad de circulación forzada de combustible de la primera bomba
50a de suministro aumenta.
Por el contrario, si se adelanta la temporización
para cerrar la primera válvula 70a de regulación a fin de reducir un
periodo de válvula abierta de la misma, la cantidad de admisión de
combustible de la primera bomba 50a de suministro decrece. Al
producirse tal adelanto de la temporización para cerrar la primera
válvula 70a de regulación, la temporización (el ángulo AC de
cigüeñal) para comenzar a suministrar a presión combustible desde la
primera bomba 50a de suministro se retrasa en una cantidad igual a
la cantidad de adelanto. Como resultado, el periodo de circulación
forzada de combustible se acorta y la cantidad de circulación
forzada de combustible de la primera bomba 50a de suministro
decrece.
Tal como se ha descrito más arriba, la
temporización para comenzar a suministrar a presión combustible
desde la primera bomba 50a de suministro se determina de manera
única basándose en la temporización para cerrar la primera válvula
70a de regulación.
Asimismo, al adelantar o retrasar la
temporización para cerrar la segunda válvula 70b de regulación,
puede incrementarse o reducirse la cantidad de circulación forzada
de combustible de la segunda bomba 50b de suministro. Además, la
temporización (el ángulo AC de cigüeñal) para comenzar a suministrar
a presión combustible desde la segunda bomba 50b de suministro
también puede determinarse de manera única basándose en la
temporización para cerrar la segunda válvula 70b de regulación.
Las temporizaciones para abrir y cerrar las
válvulas 70a, 70b de regulación respectivas se definen utilizando un
ángulo de cigüeñal como unidad de las mismas. La temporización de
apertura de válvula se fija como un ángulo de cigüeñal relativo a la
temporización de cierre de válvula. Por ejemplo, cuando se para de
suministrar a presión combustible desde las bombas 50a, 50b de
suministro respectivas, la temporización de apertura de válvula se
fija en "AC 0ºC" y las válvulas 70a, 70b de regulación
respectivas se mantienen cerradas durante una carrera de admisión.
Por otra parte, cuando la cantidad de circulación forzada de
combustible se fija en su máximo, la temporización de cierre de
válvula se fija en "AC 180º", que corresponde a una cantidad de
cambio del ángulo de cigüeñal durante la carrera de admisión, y las
válvulas 70a, 70b de regulación respectivas se mantienen abiertas
constantemente durante la carrera de admisión.
Además, cada vez que las bombas 50a, 50b de
suministro respectivas aspiran combustible, las temporizaciones de
las válvulas 70a, 70b de regulación respectivas se fijan basándose
en una presión del raíl, una presión de combustible objetivo y
similares. De aquí en adelante, se describirá en el presente
documento un procedimiento para fijar las temporizaciones de cierre
de válvula con referencia a un diagrama de flujo mostrado en la
figura 3.
La UCE 60 lleva a cabo una rutina de cálculo de
las temporizaciones de accionamiento de las válvulas de regulación
mostrada en la figura 3 como una manipulación de interrupción a
intervalos de un ángulo de cigüeñal predeterminado (AC 180º).
En la etapa 110, la UCE 60 detecta una presión de
combustible real basándose en una señal de detección procedente del
sensor 68 de presión de combustible. Tal como se ha indicado
mediante (g) en la figura 2, la temporización para detectar la
presión PCR de combustible real, concretamente, la temporización (el
ángulo) para la interrupción de la presente rutina se fija en una
temporización tras terminar de suministrar a presión combustible
desde las bombas 50a, 50b de suministro respectivas (las
temporizaciones en las que el ángulo AC de cigüeñal alcanza, por
ejemplo, unos ángulos AAC0, AAC1,...AAC5) respectivos.
A continuación, en la etapa 120, la UCE 60
calcula una presión PCROBJ de combustible objetivo basándose en una
cantidad de inyección de combustible y una velocidad NE de rotación
del motor.
La presión PCROBJ de combustible objetivo en
relación con la cantidad de inyección de combustible y la velocidad
NE de rotación del motor se calcula preliminarmente mediante
experimentos, para que un tamaño de partícula atomizada o similar de
combustible inyectado se ajuste a un estado de combustión del motor,
y se almacena en la memoria 64 de la UCE 60 como datos funcionales
para el cálculo de la presión PCROBJ de combustible objetivo.
Además, en una rutina distinta de la presente rutina, la cantidad de
inyección de combustible se calcula basándose en un grado de
apertura del acelerador, una velocidad NE de rotación del motor y
demás, y se almacena en la memoria 64.
En la etapa 130, la presión PCR de combustible
real se resta de la presión PCROBJ de combustible objetivo, y el
valor resultante se fija como una diferencia \DeltaPCR
(=PCROBJ-PCR). A continuación, en la etapa 140, se
calcula un ángulo ANGBASE base de cierre de válvula basándose en la
cantidad de inyección de combustible, la presión PCR de combustible
real y la velocidad NE de rotación del motor.
El ángulo ANGBASE base de cierre de válvula se
determina basándose en una cantidad de circulación forzada de
combustible de la bomba 30 de combustible que se requiere durante el
funcionamiento en estado estacionario de la misma, concretamente,
cuando la presión del raíl es sustancialmente igual a la presión
PCROBJ de combustible objetivo, y la presión PCROBJ de combustible
objetivo se mantiene sustancialmente constante. La relación entre el
ángulo ANGBASE base de cierre de válvula y la cantidad de inyección
de combustible y demás se almacena en la memoria 64 como datos
funcionales para el cálculo del ángulo ANGBASE base de cierre de
válvula.
A continuación, en la etapa 150, la UCE 60
calcula una temporización final de cierre de válvula (un ángulo
ANGFIN final de cierre de válvula) de las válvulas 70a, 70b de
regulación respectivas basándose en una fórmula (1) mostrada a
continuación.
.......(1)ANGFIN = ANGBASE +
K_{p} \ \times
\DeltaPCR
En esta fórmula, "K_{p} \times
\DeltaPCR" representa un término de corrección por
realimentación y K_{p} representa una ganancia proporcional. Tal
como resulta evidente por la fórmula (1), si la presión PCROBJ de
combustible objetivo es mayor que la presión PCR de combustible real
(\DeltaPCR > 0), el ángulo ANGFIN final de cierre de válvula se
fija en un valor relativamente grande. Por el contrario, si la
presión PCROBJ de combustible objetivo es menor que la presión PCR
de combustible real (\DeltaPCR < 0), el ángulo ANGFIN final de
cierre de válvula se fija en un valor relativamente pequeño.
Tras calcularse así el ángulo ANGFIN final de
cierre de válvula, en las etapas 160 a 190 se compara el ángulo
ANGFIN final de cierre de válvula con un valor "AC 180º" fijado
de límite superior y con un valor "AC 0ºC" fijado de límite
inferior, y en caso de ser necesario, el ángulo ANGFIN final de
cierre de válvula se corrige. Es decir, si el ángulo ANGFIN final de
cierre de válvula es mayor que "AC 180ºC" (si el resultado en
la etapa 160 es SÍ), se fija igual a "AC 180º" (etapa 170). Si
el ángulo ANGFIN final de cierre de válvula es más pequeño que "AC
0ºC" (si el resultado de la etapa 180 es SÍ), se fija igual a
"AC 0ºC" (etapa 190). Tras esto, la UCE 60 pone fin
temporalmente a los procesos de la presente rutina.
A continuación, en una rutina distinta de la
presente rutina, la UCE 60 ajusta una cantidad de circulación
forzada de combustible de la bomba 30 de combustible dando salida
alternativamente a una señal de conducción basada en el ángulo
ANGFIN final de cierre de válvula hacia las válvulas 70a, 70b de
regulación respectivas a través de los controladores 63 y controla
así una presión del raíl.
Tal como se ha descrito más arriba, la UCE 60
ajusta una cantidad de circulación forzada de combustible de la
bomba 30 de combustible para controlar una presión del raíl de
manera que la presión del raíl coincida con la presión PCROBJ de
combustible objetivo. Por otra parte, por ejemplo, en el caso en el
que la presión PCROBJ de combustible objetivo decrezca súbitamente y
la presión del raíl no pueda seguir el decremento de la presión
PCROBJ de combustible objetivo, la UCE 60 abre la válvula 22 de
seguridad durante una longitud de tiempo predeterminada para
realizar así un proceso de reducción de la presión del raíl (en el
presente documento, en lo sucesivo denominado el "proceso de
reducción de presión").
De aquí en adelante, se describirá en el presente
documento un proceso de reducción de presión con referencia a las
figuras 4 a 7.
La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra
el contenido de un proceso de una "rutina de fijación de las
temporizaciones de accionamiento de la válvula de seguridad". La
figura 5 es un gráfico de temporización que muestra una señal de
conducción a la que se ha dado salida hacia la válvula 22 de
seguridad desde los controladores 63 de la UCE 60, un estado de
apertura-cierre de la válvula 22 de seguridad basado
en la señal de conducción, y demás. La figura 6 es un diagrama de
flujo que muestra el contenido de un proceso de una "rutina de
control del accionamiento de la válvula de seguridad".
Tal como se ha indicado mediante (a) en la figura
5, la señal de conducción a la que se ha dado salida hacia la
válvula 22 de seguridad se define basándose en dos parámetros,
concretamente, un tiempo TCERRADA de no conducción y un tiempo
TABIERTA de conducción.
Definiéndose un ángulo AC de cigüeñal tras un
ángulo \alpha predeterminado de un ángulo de detección de la
presión PCR de combustible real (por ejemplo, AAC1, AAC2 o AAC3
mostrados en la figura 5) como un ángulo de referencia (BAC1, BAC2),
el tiempo TCERRADA de no conducción representa un tiempo desde la
consecución del ángulo de referencia por el ángulo AC de cigüeñal
hasta el comienzo del suministro de electricidad a la válvula 22 de
seguridad. El tiempo TABIERTA de conducción representa un tiempo
desde el comienzo del suministro de electricidad a la válvula 22 de
seguridad hasta la interrupción del suministro de electricidad.
La válvula 22 de seguridad se abre y cierra
basándose en una señal de conducción. Sin embargo, las
temporizaciones cuando se abre y cierra la válvula 22 de seguridad
no coinciden completamente con las temporizaciones para comenzar y
parar de suministrar electricidad a la válvula 22 de seguridad,
respectivamente. Es decir, la válvula 22 de seguridad se abre tras
transcurrir un tiempo \DeltaT1 de retardo de respuesta
predeterminado desde la temporización para comenzar la conducción
eléctrica, y se cierra tras transcurrir un tiempo \DeltaT2 de
retardo de respuesta predeterminado desde la temporización para
detener la conducción eléctrica (véase (b) en la figura 5).
Teniendo en cuenta tal retardo de respuesta de la
válvula 22 de seguridad, el tiempo TCERRADA de no conducción se fija
de manera que el ángulo AC de cigüeñal en el que la válvula 22 de
seguridad se abre realmente coincida con un ángulo de cigüeñal tras
un ángulo \beta predeterminado desde el ángulo de referencia
(BAC1, BAC2) (mostrado en la figura 5 como CAC1, CAC2 y denominado
en adelante en el presente documento "ángulo real de apertura de
válvula").
El ángulo real de apertura de válvula (CAC1,
CAC2) se fija preliminarmente para que se retarde constantemente con
respecto a una temporización para poner fin a la inyección de
combustible en el caso en el que la temporización para la inyección
de combustible por los inyectores 12 haya cambiando en función de un
estado de funcionamiento del motor. Por consiguiente, siempre que se
abra la válvula 22 de seguridad, la inyección de combustible ya
habrá finalizado.
El tiempo TABIERTA de conducción está destinado a
fijar un periodo de válvula abierta de la válvula 22 de seguridad.
El tiempo TABIERTA de conducción se fija basándose en una diferencia
entre la presión PCR de combustible real y la presión PCROBJ de
combustible objetivo y demás de la siguiente manera. Es decir, si la
válvula 22 de seguridad se abre durante el tiempo TABIERTA de
conducción, la presión PCR de combustible real se reduce hasta la
presión PCROBJ de combustible objetivo.
De aquí en adelante, se describirá en el presente
documento un procedimiento detallado de fijación del tiempo TCERRADA
de no conducción y del tiempo TABIERTA de conducción con referencia
a las figuras 4, 5 y 7.
Tras poner fin a la "rutina de cálculo de las
temporizaciones de accionamiento de las válvulas de regulación",
la UCE 60 lleva a cabo la "rutina de fijación de las
temporizaciones de accionamiento de la válvula de seguridad"
mostrada en la figura 4 como una manipulación de la interrupción a
intervalos de un ángulo de cigüeñal (AC de 180º) predeterminado.
En primer lugar, en la etapa 210, la UCE 60
determina si la presión PCR de combustible real es mayor o no que un
valor (PCROBJ + \DeltaP1) obtenido al sumar un valor \DeltaP1
predeterminado a la presión PCROBJ de combustible objetivo,
concretamente, si es necesario o no realizar el proceso de reducción
de presión.
Si se realiza el proceso de reducción de presión
cuando la diferencia (PCR - PCROBJ) entre la presión PCR de
combustible real y la presión PCROBJ de combustible objetivo no es
lo suficientemente grande, la presión del raíl puede caer muy por
debajo de la presión PCROBJ de combustible objetivo en respuesta a
la apertura de la válvula 22 de seguridad. En otras palabras, surge
la inquietud de que pueda producirse el denominado fenómeno de
sobrerreacción.
Por tanto, si la diferencia entre la presión PCR
de combustible real y la presión PCROBJ de combustible objetivo es
lo suficientemente pequeña como para poder ignorar un incremento del
ruido de combustión, es preferible adoptar la siguiente contramedida
en términos de inhibición de la generación del fenómeno de
sobrerreacción. Es decir, mientras se limita una cantidad de
circulación forzada de combustible de la bomba 30 de combustible
basándose en un control de realimentación, la presión del raíl se
reduce gradualmente mediante una inyección de combustible o la
denominada inyección no válida en la que se accionan los inyectores
12 en un periodo de inyección no válida para descargar combustible
en el raíl 20 común hacia el conducto 21 de seguridad a través del
interior de los inyectores 12.
Desde este punto de vista, el valor \DeltaP1
predeterminado se fija en un valor lo suficientemente grande como
para evitar un aumento del ruido de combustión, concretamente, en un
valor adecuado para inhibir la generación del fenómeno de
sobrerreacción.
Si en la etapa 210 se determina que el proceso de
reducción de presión es innecesario (PCR \leq PCROBJ +
\DeltaP1), el tiempo TABIERTA de conducción se fija en "0" en
la etapa 245. A continuación, se pone fin temporalmente a los
procesos de la presente rutina.
Por otra parte, si en la etapa 210 se determina
que el proceso de reducción de presión es necesario (PCR > PCROBJ
+ \DeltaP1), la UCE 60 calcula en la etapa 220 un tiempo TCERRADA
de no conducción basándose en el tiempo \DeltaT1 de retardo de
respuesta de la válvula 22 de seguridad y la NE de rotación del
motor.
Por ejemplo, cuanto mayor se vuelva la velocidad
NE de rotación del motor, más corto se vuelve el tiempo requerido
para que el ángulo AC de cigüeñal llegue al ángulo real de válvula
abierta (CAC1, CAC2) de la válvula 22 de seguridad desde el ángulo
de referencia (BAC1, BAC2). Por tanto, el tiempo TCERRADA de no
conducción se fija en una longitud de tiempo relativamente corta. El
tiempo \DeltaT1 de retardo de respuesta se calcula preliminarmente
mediante experimentos o similares como una respuesta característica
de la válvula 22 de seguridad y se almacena en la memoria 64 como
datos para calcular el tiempo TCERRADA de no conducción.
Las bombas 50a, 50b de suministro respectivas
comienzan a aspirar combustible inmediatamente después de que el
ángulo AC de cigüeñal se haya vuelto igual que el ángulo de
detección (AAC1 a AAC3) de la presión PCR de combustible real (véase
la figura 2). Sin embargo, bajo la condición de que se determine
afirmativamente en la figura 210 (PCR > PCROBJ + \DeltaP1),
siempre pone fin a la aspiración de combustible antes de que el
ángulo AC de cigüeñal llegue al ángulo de referencia (BAC1, BAC2).
En otras palabras, el valor \DeltaP1 predeterminado y el ángulo de
referencia (BAC1, BAC2) se fijan para satisfacer tal relación.
Por tanto, aunque en la etapa 220 se fije el
tiempo TCERRADA de no conducción en su mínimo y se fije la
temporización para comenzar el suministro de electricidad a la
válvula 22 de seguridad en su temporización más temprana, la válvula
22 de seguridad nunca comienza a abastecerse de electricidad durante
la conducción eléctrica de las válvulas 70a, 70b de regulación
respectivas.
En el caso de que PCR \leq PCROBJ + \DeltaP1,
el ángulo ANGFIN final de cierre de válvula se fija en un valor
mayor en comparación con el caso anteriormente mencionado de PCR
> PCROBJ + \DeltaP1. Por tanto, incluso después de que el
ángulo AC de cigüeñal haya llegado al ángulo de referencia (BAC1,
BAC2), las bombas 50a, 50b de suministro respectivas siguen
aspirando combustible. Sin embargo, puesto que en un caso así no se
llevó a cabo el proceso de reducción de presión, no hay posibilidad
de que la válvula 22 de seguridad pueda empezar a abastecerse de
electricidad durante la conducción eléctrica de las válvulas 70a,
70b de regulación respectivas.
A continuación, en la etapa 230, la UCE 60
calcula un ritmo K (>0) de reducción de presión. Si se abre la
válvula 22 de seguridad, se descarga el combustible en el raíl 20
común y decrece así la presión del raíl. El ritmo al que decrece la
presión del raíl no es constante sino que cambia dependiendo de una
magnitud de la presión del raíl. Es decir, tal como se muestra en la
figura 7, el ritmo al que decrece la presión del raíl (el gradiente
de una línea de rayas cortas y largas alternantes mostrada en la
figura 7) tiende a volverse menor en proporción con un descenso en
la presión del raíl. El ritmo K de reducción de presión, que
corresponde al ritmo al que decrece la presión del raíl, se calcula
basándose en la presión PCR de combustible real. La relación entre
el ritmo K de reducción de presión y la presión PCR de combustible
real se halla preliminarmente mediante experimentos o similares, y
se almacena en la memoria 64 como datos para calcular el ritmo K de
reducción de presión.
En la etapa 240, la UCE 60 calcula un tiempo
TABIERTA de conducción basándose en la fórmula (2) mostrada a
continuación.
.......(2)TABIERTA = K \times
(PCR –
PCROBJ)
Tal como resulta evidente por la fórmula (2)
anteriormente mencionada y la característica de reducción de la
presión del raíl mostrada en la figura 7, si la presión del raíl (la
presión PCR de combustible real) en el instante de apertura de la
válvula 22 de seguridad es constante, el tiempo TABIERTA de
conducción se fija más largo en proporción con un incremento de la
diferencia (PCR - PCROBJ) entre la presión PCR de combustible real y
la presión PCROBJ de combustible objetivo. Además, si la presión
diferencial (PCR - PCROBJ) es constante, el tiempo TABIERTA de
conducción se fija más largo en proporción con un descenso de la
presión del raíl (presión PCR de combustible real) en el instante de
apertura de la válvula.
Las bombas 50a, 50b de suministro respectivas
siguen suministrando a presión combustible inmediatamente antes de
que el ángulo AC de cigüeñal se vuelva igual que el ángulo de
detección (AAC1, AAC2, AAC3) de la presión PCR de combustible real
(véase la figura 2). La temporización para comenzar a suministrar a
presión combustible se retrasa en proporción a un incremento de la
diferencia (PCR - PCROBJ) entre la presión PCR de combustible real y
la presión PCROBJ de combustible objetivo. Por consiguiente, cuando
el tiempo TABIERTA de conducción se fija relativamente largo, el
periodo para suministrar a presión combustible desde las bombas 50a,
50b de suministro respectivas se fija relativamente corto. Por
tanto, el periodo para suministrar a presión combustible desde las
bombas 50a, 50b de suministro respectivas no se superpone al periodo
de válvula abierta de la válvula 22 de seguridad. En otras palabras,
las bombas 50a, 50b de suministro respectivas suministran a presión
combustible al tiempo que no se descarga combustible al mantener
abierta la válvula 22 de seguridad.
Tras haber calculado así el tiempo TABIERTA de
conducción, la UCE calcula en la etapa 250 un valor TABIERTAMAX
máximo del tiempo TABIERTA de conducción basándose en el tiempo
\DeltaT2 de retardo de respuesta (véase la figura 5) y la
velocidad NE de rotación del motor.
El valor TABIERTAMAX máximo es el valor máximo
del tiempo TABIERTA de conducción bajo la condición de que la
válvula 22 de seguridad se abra antes de que el ángulo AC de
cigüeñal llegue al ángulo de detección (AAC1, AAC2, AAC3) de la
presión PCR de combustible real. El valor TABIERTAMAX máximo cambia
en función de la velocidad NE de rotación del motor. Es decir, el
valor TABIERTAMAX máximo se fija más pequeño en proporción con un
incremento de la velocidad NE de rotación del motor.
En la etapa 260, el tiempo TABIERTA de conducción
se compara con el valor TABIERTAMAX máximo anteriormente mencionado.
Si se determina que el tiempo TABIERTA de conducción es mayor que el
valor TABIERTAMAX máximo, el tiempo TABIERTA de conducción se fija
en la etapa 270 igual que el valor TABIERTAMAX máximo.
Tras llevarse a cabo el proceso en la etapa 270,
o si se determina que el tiempo TABIERTA de conducción es igual o
menor que el valor TABIERTAMAX máximo, la UCE 60 pone fin
temporalmente a los procesos de la presente rutina.
Tal como se ha descrito hasta ahora, se evita que
el tiempo TABIERTA de conducción sobrepase el valor TABIERTAMAX
máximo tras la finalización de la rutina. Por tanto, siempre que se
detecte la presión PCR de combustible real, la válvula 22 de
seguridad se cierra. Es decir, la temporización para detectar la
presión PCR de combustible real no tiene lugar mientras esté abierta
la válvula 22 de seguridad.
Los inyectores 12 siempre comienzan la inyección
de combustible tras la detección de la presión PCR de combustible
real. Por tanto, siempre que se inicie la inyección de combustible,
la válvula 22 de seguridad se cierra. Tal como se ha descrito más
arriba, la consideración del hecho de que el ángulo real de válvula
abierta (CAC1, CAC2) de la válvula 22 de seguridad se fije
constantemente en una temporización retardada con respecto a la
temporización para poner fin a la inyección de combustible permite
llegar a una conclusión de que el periodo para la inyección de
combustible, concretamente, el periodo de válvula abierta de los
inyectores 12 tampoco se superpone al periodo de válvula abierta de
la válvula 22 de seguridad.
Además, las bombas 50a, 50b de suministro
respectivas siempre empiezan a aspirar combustible inmediatamente
tras la detección de la presión PCR de combustible real, y la
válvula 22 de seguridad ya no se abastece más de electricidad cuando
se detecta la presión PCR de combustible real. Por tanto, las
válvulas 70a, 70b de regulación respectivas empiezan a abastecerse
de electricidad tras interrumpirse el suministro de electricidad a
la válvula 22 de seguridad. Tal como se ha descrito más arriba, la
consideración del hecho de que la válvula 22 de seguridad no empieza
a abastecerse de electricidad durante la conducción eléctrica de las
válvulas 70a, 70b de regulación respectivas permite llegar a una
conclusión de que el periodo de conducción eléctrica de las válvulas
70a, 70b de regulación no se superpone al periodo de conducción
eléctrica de la válvula 22 de seguridad.
A continuación, se describirán los procesos en la
"rutina de control del accionamiento de la válvula de
seguridad" con referencia al diagrama de flujo mostrado en la
figura 6.
La UCE 60 lleva a cabo esta rutina como una
manipulación de interrupción a intervalos de un ángulo de cigüeñal
predeterminado (AC de 180º). La temporización (el ángulo) para la
interrupción se fija en el anteriormente mencionado ángulo de
referencia (BAC1, BAC2).
En primer lugar, la UCE 60 determina en la etapa
310 si el motor está o no en funcionamiento. Aquí se determina que
el motor no está en funcionamiento si la inyección de combustible se
ha detenido "APAGÁNDOSE" una llave de contacto del motor 10 o
si la velocidad NE de rotación del motor se ha vuelto igual o menor
que una velocidad de rotación predeterminada.
Si se determina aquí que el motor está en
funcionamiento, la UCE 60 produce en la etapa 320 una señal de
conducción basándose en el tiempo TCERRADA de no conducción y el
tiempo TABIERTA de conducción, y da salida a la señal de conducción
hacia la válvula 22 de seguridad a través de los controladores
63.
Por otra parte, si en la etapa 310 se determina
que el motor no está en funcionamiento, la válvula 22 de seguridad
se abastece de electricidad en la etapa 325 para mantenerse abierta
durante una longitud de tiempo predeterminada. El periodo de válvula
abierta, que no depende de la magnitud de la presión del raíl en el
instante de parada del motor, se calcula mediante experimentos o
similares como un tiempo que permite que la presión del raíl caiga
constantemente por debajo de la presión de combustible objetivo en
el instante del arranque del motor, y se almacena en la memoria 64.
El periodo de válvula abierta puede fijarse como una constante o
como una función de la temperatura del refrigerante en el instante
de parada del motor.
Tras haber llevado a cabo los procesos
respectivos en las etapas 320, 325, la UCE 60 pone fin temporalmente
a los procesos de la presente rutina.
Tal como se ha descrito más arriba, el proceso de
reducción de presión de la presión del raíl se realiza en el caso en
el que la presión PCR de combustible real es mayor que la presión
PCROBJ de combustible objetivo y la diferencia entre ambas es mayor
que el valor \DeltaP1 predeterminado.
Como proceso de reducción de presión, también se
conoce un método en el que la presión del raíl se reduce mediante
una inyección no válida por los inyectores 12. Sin embargo, un
método así requiere descargar combustible en una longitud de tiempo
extremadamente corta, que se denomina un periodo de inyección no
válida. Por tanto, existe un límite de la cantidad de combustible
que puede descargarse desde el raíl 20 común en un instante, y puede
resultar imposible conseguir una cantidad requerida de reducción de
presión.
A este respecto, según el proceso de reducción de
presión de la presente invención, el raíl 20 común está dotado de la
válvula 22 de seguridad, y la presión del raíl se reduce basándose
en la apertura de la válvula 22 de seguridad. Por tanto, puede
descargarse una gran cantidad de combustible del raíl 20 común. Por
consiguiente, la presión del raíl puede reducirse sin problemas y
con seguridad hasta un nivel próximo a la presión de combustible
objetivo, y es posible inhibir adecuadamente un incremento del ruido
de combustión y demás.
En particular, según la presente realización,
cuando la válvula 22 de seguridad se acciona para abrirse mediante
tal proceso de reducción de presión, el periodo de válvula abierta
de la válvula 22 de seguridad se fija para que no se superponga al
periodo de válvula abierta de los inyectores 12. Por consiguiente,
es posible evitar que la cantidad de inyección de combustible o el
ritmo de inyección cambien debido a un descenso de la presión del
raíl basándose en la apertura de la válvula 22 de seguridad. Por
tanto, la presión del raíl puede reducirse sin afectar negativamente
a la inyección de combustible.
Además, puesto que el periodo de válvula abierta
de la válvula 22 de seguridad se fija para que no se superponga al
periodo de detección de la presión PCR de combustible real, aunque
el raíl 20 común haya sufrido una pulsación de presión en el
instante de descarga de combustible resultante de la apertura de la
válvula 22 de seguridad, la pulsación de presión no afecta
negativamente a la detección de la presión PCR de combustible real.
Por consiguiente, la presión de combustible real puede detectarse
con una gran precisión. También pueden calcularse con una precisión
elevada varias cantidades de control basadas en la presión PCR de
combustible real, tales como el periodo de inyección de combustible
y demás.
Tal como se ha descrito más arriba, cuando se
fija el periodo de válvula abierta de la válvula 22 de seguridad
para que no se superponga al periodo de válvula abierta de los
inyectores 12 o a la temporización de detección de la presión PCR de
combustible real, el periodo de válvula abierta de la válvula 22 de
seguridad también puede fijarse en una longitud de tiempo constante,
suficientemente corta, teniendo en cuenta preliminarmente unos
cambios en el periodo de válvula abierta de los inyectores 12 y
demás. Es cierto que una construcción así posibilita fija
preliminarmente el periodo de válvula abierta de la válvula 22 de
seguridad para que no se superponga al periodo de válvula abierta de
los inyectores 12 y demás. Sin embargo, aunque el periodo de válvula
abierta de la válvula 22 de seguridad pueda fijarse más largo para
ajustarse a una diferencia entre la presión del raíl y la presión de
combustible objetivo, la válvula 22 de seguridad se mantiene abierta
únicamente durante la longitud de tiempo constante.
A diferencia de una construcción de este tipo,
según el proceso de reducción de presión de la presente invención,
el valor TABIERTAMAX máximo se calcula como un valor de criterio
para determinar si el periodo de válvula abierta de la válvula 22 de
seguridad se superpone o no al periodo de válvula abierta de los
inyectores 12 o a la temporización de detección de la presión PCR de
combustible real, y el valor TABIERTAMAX máximo se compara con el
tiempo TABIERTA de conducción. Sólo cuando el tiempo TABIERTA de
conducción excede el valor TABIERTAMAX máximo se limita el tiempo
TABIERTA de conducción al valor TABIERTAMAX máximo.
Por consiguiente, el periodo de válvula abierta
de la válvula 22 de seguridad puede prolongarse a su máximo siempre
y cuando no se superponga al periodo de válvula abierta de los
inyectores 12 o a la temporización de detección de la presión PCR de
combustible real. Además, la presión del raíl puede reducirse en una
cantidad adecuada correspondiente a una diferencia entre la presión
PCR de combustible real y la presión PCROBJ de combustible
objetivo.
Además, según el proceso de reducción de presión
de la presente realización, el periodo de válvula abierta de la
válvula 22 de seguridad se fija para que tampoco se superponga al
periodo de circulación forzada de combustible de las bombas 50a, 50b
de suministro respectivas. Es decir, se suministra a presión y se
descarga combustible en temporizaciones distintas.
Por ejemplo, se supone en el presente documento
que la cantidad de descenso de la presión del raíl requerida en el
proceso de reducción de presión es "\DeltaPa" y que la
cantidad de incremento de la presión requerida para suministrar a
presión combustible desde las bombas 50a, 50b de suministro
respectivas es "\DeltaPb". En este caso, salvo que se
suministre a presión y se descargue combustible simultáneamente, la
cantidad final de cambio en la presión del raíl debe ser igual a
(\DeltaPb - \DeltaPa). Sin embargo, si se suministra a presión y
se descarga combustible simultáneamente, estos fenómenos interfieren
entre sí. Como resultado, no existe garantía de que la cantidad de
cambio en la presión del raíl se vuelva igual a (\DeltaPb -
\DeltaPa), lo que afecta negativamente tanto a la circulación
forzada de combustible como a la descarga de combustible.
A este respecto, según la presente realización,
es posible evitar una interferencia mutua entre la circulación
forzada de combustible desde las bombas 50a, 50b de suministro
respectivas y la descarga de combustible basándose en la apertura de
la válvula 22 de seguridad. Por tanto, la presión del raíl puede
reducirse con seguridad sin afectar negativamente a la circulación
forzada de combustible desde las bombas 50a, 50b de suministro
respectivas.
Además, el periodo de válvula abierta real de la
válvula 22 de seguridad se calcula basándose en una señal de
conducción suministrada a la misma y en una característica de
respuesta de la misma. Por tanto, el periodo de válvula abierta de
la válvula 22 de seguridad puede calcularse con mayor precisión. Por
tanto, es posible evitar una inconveniencia que puede producirse
cuando el periodo de válvula abierta de la válvula 22 de seguridad
se superpone al periodo de válvula abierta de los inyectores 12, la
temporización de detección de la presión PCR de combustible real o
el periodo de circulación forzada de combustible de las bombas 50a,
50b de suministro respectivas. Además, el periodo de válvula abierta
de la válvula 22 de seguridad puede prolongarse dentro de un
intervalo permisible.
Además, el periodo de conducción de la válvula 22
de seguridad se fija para que no se superponga al periodo de
conducción de las válvulas 70a, 70b de regulación respectivas. Por
tanto, es posible evitar unas circunstancias en las que la
superposición de esos periodos de conducción imposibilite que la
batería 59 suministre una cantidad suficiente de energía eléctrica a
las válvulas 22, 70a y 70b respectivas y por tanto dificulte el
accionamiento fiable de las mismas. Por consiguiente, es posible
evitar la circulación forzada de combustible desde las bombas 50a,
50b de suministro respectivas, especialmente que el ajuste de una
cantidad de circulación forzada de combustible de las mismas se vea
afectado negativamente, y accionar la válvula 22 de seguridad con
fiabilidad.
Además, según la presente realización, el proceso
de reducción de presión se realiza con la condición de que la
diferencia (PCR - PCROBJ) entre la presión PCR de combustible real y
la presión PCROBJ de combustible objetivo sea mayor que el valor
\DeltaP1 predeterminado. El valor \DeltaP1 predeterminado se
fija en un valor suficientemente grande siempre y cuando no provoque
un aumento del ruido de combustión. Por tanto, el proceso de
reducción de presión se realiza incluso en el caso en el que el
aumento del ruido de combustión sea desdeñable, por lo cual se hace
posible evitar circunstancias en las que la presión del raíl caiga
por debajo de la presión de combustible objetivo. Como resultado, es
posible inhibir el deterioro del estado de combustión del motor que
resulta de un descenso excesivo de la presión del raíl.
Además, según la presente realización, el tiempo
TABIERTA de conducción, concretamente, el periodo de válvula abierta
de la válvula 22 de seguridad, se calcula basándose en la diferencia
(PCR - PCROBJ) entre la presión PCR de combustible real y la presión
PCROBJ de combustible objetivo y en el ritmo K de reducción de
presión. Por tanto, salvo que el tiempo TABIERTA de conducción esté
limitado por el valor TABIERTAMAX máximo, la presión del raíl puede
reducirse con precisión hasta la presión PCROBJ de combustible
objetivo.
Además, según el proceso de reducción de presión
anteriormente mencionado, si se determina que el motor no está en
funcionamiento, la válvula 22 de seguridad se abre durante una
longitud de tiempo predeterminada para reducir con seguridad la
presión del raíl hasta una presión inferior a la presión de
combustible objetivo. Por tanto, no sólo es posible inhibir
adecuadamente un aumento del ruido de combustión durante el
funcionamiento normal sino también en el instante de rearranque del
motor.
Especialmente, el periodo de válvula abierta
anteriormente mencionado puede cambiarse en función de una
temperatura del refrigerante en el instante de parada del motor, por
lo cual se hace posible acercar la presión del raíl en el instante
de rearranque del motor a la presión de combustible objetivo, y
garantizar una capacidad de arranque mejorada del motor mientras se
inhibe adecuadamente un aumento del ruido de combustión.
La realización que se ha descrito hasta ahora
puede someterse a las siguientes modificaciones de construcción.
En la realización anteriormente mencionada, el
proceso de reducción de presión se realiza con la condición de que
la diferencia (PCR - PCROBJ) entre la presión PCR de combustible
real y la presión PCROBJ de combustible objetivo supere el valor
\DeltaP1 predeterminado, según lo cual, se evita que el periodo de
válvula abierta de la válvula 22 de seguridad se superponga al
periodo de circulación forzada de combustible de la bomba 30 de
combustible. Al fijar esos periodos de manera que no se superpongan
entre sí, también puede adoptarse como ejemplo la siguiente
construcción.
En primer lugar, la temporización (el ángulo AC
de cigüeñal) para comenzar a suministrar a presión combustible desde
la bomba 30 de combustible se calcula basándose en el ángulo ANGFIN
final de cierre de válvula. A continuación, en el proceso de la
etapa 250 mostrada en la figura 4, el valor TABIERTAMAX máximo del
tiempo TABIERTA de conducción se calcula basándose en el tiempo
\DeltaT2 de retardo de respuesta de la válvula 22 de seguridad y
en la velocidad NE de rotación del motor. Sin embargo, en este caso,
el valor TABIERTAMAX máximo se calcula bajo la condición de que la
válvula 22 de seguridad se cierre antes de la consecución de la
temporización para el comienzo de la circulación forzada de
combustible por el ángulo AC de cigüeñal.
A continuación, en los procesos tras la etapa
260, si el tiempo TABIERTA de conducción supera el valor TABIERTAMAX
máximo, el tiempo TABIERTA de conducción se fija igual al valor
TABIERTAMAX máximo. De esta manera, el tiempo TABIERTA de conducción
se limita a un valor igual o menor que el valor TABIERTAMAX máximo,
por lo que la bomba 30 de combustible siempre comienza a suministrar
a presión combustible tras cerrarse la válvula 22 de seguridad.
En esta construcción, el periodo de válvula
abierta de la válvula 22 de seguridad puede prolongarse hasta su
máximo siempre y cuando no se superponga al periodo de circulación
forzada de combustible desde la bomba 30 de combustible, y la
presión del raíl puede reducirse en una cantidad adecuada
correspondiente a la diferencia de fase entre la presión PCR de
combustible real y la presión PCROBJ de combustible objetivo.
En la realización anteriormente mencionada, el
tiempo TABIERTA de conducción se fija basándose en la diferencia
(PCR - PCROBJ) entre la presión PCR de combustible real y la
presión PCROBJ de combustible objetivo y en el ritmo K de reducción
de presión. Sin embargo, por ejemplo, el tiempo TABIERTA de
conducción puede ser constante y puede limitarse a un valor que sea
igual o menor que el valor TABIERTAMAX máximo.
En la realización anteriormente mencionada, el
tiempo TABIERTA de conducción está limitado a un valor que es igual
o menor que el valor TABIERTAMAX máximo, según lo cual, se evita que
el periodo de válvula abierta de la válvula 22 de seguridad se
superponga a la temporización de detección de la presión PCR de
combustible real o al periodo de válvula abierta de los inyectores
12. Sin embargo, puede omitirse el proceso para limitar el tiempo
TABIERTA de conducción. Por ejemplo, el tiempo TABIERTA de
conducción puede fijarse en un valor constante suficientemente
pequeño, por lo cual el periodo de válvula abierta de la válvula 22
de seguridad puede fijarse preliminarmente para que no se superponga
a la temporización de detección de la presión PCR de combustible
real o al periodo de válvula abierta de los inyectores 12.
Al realizar el proceso de reducción de presión en
la realización anteriormente mencionada, es posible parar
completamente de suministrar a presión combustible desde la bomba 30
de combustible. En esta construcción, los controladores 63 pueden
utilizarse comúnmente para las válvulas 70a, 70b de regulación
respectivas. Como resultado, puede simplificarse la estructura
general.
Además del proceso de reducción de presión basado
en la apertura de la válvula 22 de seguridad en la realización
anteriormente mencionada, también puede realizarse el proceso de
reducción de presión para la presión del raíl basado en la inyección
no válida por los inyectores 12. En este caso, estos procesos pueden
realizarse como sigue. Es decir, si la diferencia (PCR - PCROBJ)
entre la presión PCR de combustible real y la presión PCROBJ de
combustible objetivo es mayor que una presión predeterminada, se
selecciona el proceso de reducción de presión basado en la apertura
de la válvula 22 de seguridad. Por otra parte, si la diferencia (PCR
- PCROBJ) es menor que la presión predeterminada, se selecciona el
proceso de reducción de presión basado en la inyección no válida por
los inyectores 12.
En la realización anteriormente mencionada, el
ritmo K de reducción de presión se fija como una función de la
presión PCR de combustible real. Sin embargo, también es posible
fijar el ritmo K de reducción de presión como una constante.
En la realización anteriormente mencionada,
además de la válvula 22 de seguridad, el raíl 22 común puede dotarse
de un regulador de presión mecánico que se abra cuando la presión
del raíl suba por encima de una presión no disruptiva de un sistema
de circulación forzada de combustible.
En la realización anteriormente mencionada, la
válvula 22 de seguridad está acoplada al raíl 20 común. Sin embargo,
la válvula 22 de seguridad puede estar acoplada a un conducto de
combustible que acumule combustible a la misma presión que en el
raíl 20 común, por ejemplo, al conducto 23 de descarga.
En la realización anteriormente mencionada, el
proceso de reducción de presión se realiza con la condición que la
diferencia entre la presión PCR de combustible real y la presión
PCROBJ de combustible objetivo sobrepase el valor \DeltaP1
predeterminado. Sin embargo, el proceso de reducción de presión
puede realizarse, por ejemplo, con la condición de que la presión
PCR de combustible real supere la presión PCROBJ de combustible
objetivo.
En la realización anteriormente mencionada, la
válvula 22 de seguridad puede diseñarse como una válvula cuyo grado
de apertura sea regulable. Al fijar de manera variable el grado de
apertura en función de la diferencia (PCR - PCROBJ) entre la presión
PCR de combustible real y la presión PCROBJ de combustible objetivo,
puede ajustarse el ritmo de reducción de presión.
En la realización anteriormente mencionada, se
muestra un ejemplo de un motor diesel como un motor de combustión
interna al que se aplica el aparato de control de la presión de
combustible de la presente invención. Sin embargo, la presente
invención también puede aplicarse, por ejemplo, a un motor de
gasolina de inyección directa en el que se inyecta combustible
directamente en las cámaras de combustión.
Claims (9)
1. Aparato de control de la presión de
combustible para un sistema de inyección de combustible a alta
presión que está equipado con una línea (20) acumuladora para
suministrar combustible acumulado a una presión elevada a una
válvula (12) de inyección de combustible, que comprende:
una bomba (30) de combustible para presurizar
combustible suministrado a una presión elevada y suministrar a
presión el combustible a la línea (20) acumuladora;
una válvula (22) de seguridad para controlar una
descarga de combustible en la línea (20) acumuladora;
medios (68) de detección para detectar una
presión de combustible en la línea (20) acumuladora;
un medio (60) de cálculo para determinar una
presión objetivo del combustible en la línea (20) acumuladora;
un medio (60) de control de la presión de
combustible para abrir la válvula (22) de seguridad basándose en la
presión de combustible detectada y en la presión objetivo calculada
y reducir la presión de combustible en la línea acumuladora; y
un medio (60) de control del accionamiento de la
válvula de seguridad para controlar un periodo de válvula abierta de
la válvula (22) de seguridad, en el que el medio (60) de control del
accionamiento de la válvula de seguridad controla la válvula (22) de
seguridad de tal manera que evita que el periodo de válvula abierta
de la válvula (22) de seguridad se superponga a un periodo durante
el cual la válvula (12) de inyección de combustible está
abierta,
caracterizado porque
el medio (60) de control del accionamiento de la
válvula de seguridad controla la válvula (22) de seguridad de tal
manera que evita que el periodo de válvula abierta de la válvula
(22) de seguridad se superponga a un periodo durante el cual el
medio (68) de detección de la presión de combustible detecta una
presión de combustible.
2. Aparato de control de la presión de
combustible según la reivindicación 1, caracterizado porque
el medio (60) de control del accionamiento de la válvula de
seguridad evita que el periodo de válvula abierta de la válvula (22)
de seguridad se superponga a la temporización de detección de la
presión de combustible por el medio (68) de detección fijando corto
el periodo de válvula abierta de la válvula (22) de seguridad.
3. Aparato de control de la presión de
combustible según la reivindicación 1, caracterizado porque
el medio (60) de control del accionamiento de la válvula de
seguridad fija el periodo de válvula abierta de la válvula (22) de
seguridad basándose en una diferencia entre la presión PCR de
combustible detectada y la presión PCRTRG de combustible objetivo
calculada.
4. Aparato de control de la presión de
combustible según la reivindicación 3, caracterizado porque
el medio (60) de control del accionamiento de la válvula de
seguridad abre la válvula (22) de seguridad cuando la presión PCR de
combustible detectada es por una presión API predeterminada mayor
que la presión PCRTRG objetivo calculada.
5. Aparato de control de la presión de
combustible según la reivindicación 1, caracterizado porque
el medio (60) de control del accionamiento de la válvula de
seguridad produce una señal de apertura de válvula de la válvula
(22) de seguridad de tal manera que una temporización de apertura de
válvula de la válvula (22) de seguridad está retardada
constantemente con respecto a la finalización de la inyección de
combustible de la válvula (12) de inyección de combustible.
6. Aparato de control de la presión de
combustible según la reivindicación 1, caracterizado porque
la unidad (60) de control electrónico calcula un periodo TABIERTAMAX
máximo de válvula abierta de la válvula (22) de seguridad basándose
en un tiempo \DeltaT2 de retardo de respuesta y en una velocidad
NE de rotación del motor.
7. Aparato de control de la presión de
combustible según la reivindicación 6, caracterizado porque
el periodo TABIERTAMAX máximo de válvula abierta es más corto cuanto
mayor es la velocidad NE de rotación del motor.
8. Aparato de control de la presión de
combustible según la reivindicación 3, caracterizado porque
el medio (60) de control del accionamiento de la válvula de
seguridad fija el periodo de válvula abierta de la válvula (22) de
seguridad basándose en una velocidad decreciente de la válvula (22)
de seguridad y en una presión PCR-PCRTRG diferencial
entre la presión PCR de combustible detectada y la presión PCRTRG de
combustible objetivo calculada.
9. Aparato de control de la presión de
combustible según la reivindicación 1, caracterizado porque
el medio (60) de control del accionamiento de la válvula de
seguridad produce una señal de apertura de válvula y una señal de
cierre de válvula de la válvula (22) de seguridad basándose en un
tiempo \DeltaT2 de retardo de respuesta de la válvula (22) de
seguridad.
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