BRPI0719362A2 - Processo e dispositivo para reconhecer uma entrada contínua de combustível no óleo de lubrificação de um motor de combustão interna durante uma partida a frio - Google Patents
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA RECONHECER UWIA ENTRADA CONTÍNUA DE COMBUSTÍVEL NO ÓLEO DE LUBRIFICAÇÃO DE UM MOTOR DE COM- BUSTÃO INTERNA DURANTE UMA PARTIDA A FRIO".
Estado da Técnica
A presente invenção refere-se a um processo para reconhecer a entrada contínua de combustível no óleo lubrificante de um motor de com- bustão interna, em especial um motor de um automóvel durante a partida a frio, e a um dispositivo de controle para controlar um motor de combustão 10 interna segundo tal processo, de acordo com os preâmbulos das respectivas reivindicações independentes.
Nos atuais motores de combustão interna com injeção direta de gasolina, o abastecimento com combustível acontece de modo em si conhe- cido com pressões de combustível de até 20 mPa (200 bar). Em algumas 15 faixas da injeção direta, tal como, por exemplo, em processos de combustão conduzidos por jato ou em motores de combustão interna com superalimen- tação máxima, ocorrem pressões até mais altas ainda. A fim de poder transmitir as forças necessárias para a geração dessas pressões de um eixo de cames ou uma cambota do motor de combustão interna para uma bomba 20 de alta pressão, os tuchos de bomba conhecidamente usados nestas bom- bas precisam ser abastecidos com óleo lubrificante do circuito de óleo do motor de combustão interna.
Se ocorrer uma maior permeabilidade de vedações dispostas entre o circuito de óleo e o circuito do combustível, então o combustível com 25 a pressão de transporte prévia de um circuito de baixa pressão disposto no motor de combustão interna poderá chegar até o circuito de óleo menciona- do. A diluição do óleo de lubrificação (óleo do motor) do motor de combustão interna resultante disso, foi anteriormente descrita nos pedidos pré- publicados DE 10 2004 033 413 Al e DE 10 2004 033 414 A1.
No documento mencionado DE 10 2004 033 413 A1 é obtido um
sinal de diluição do óleo que indica uma medida para o volume da diluição do óleo introduzida no óleo do motor do motor de combustão interna através de pelo menos uma injeção posterior de combustível. A injeção posterior mencionada serve para introduzir o combustível não-queimado como com- bustível na área de gás de escape do motor de combustão interna que na área de gás de escape reage exotermicamente para o aquecimento de um 5 dispositivo de tratamento de gás de escape. Dessa forma é possível deter- minar a diluição do óleo somente a partir de valores operacionais já existen- tes do motor de combustão interna.
No documento mencionado DE 10 2004 033 414 A1 é sugerido também levar em consideração o sinal de diluição do óleo mencionado na determinação do nível do óleo do motor de combustão interna. Dessa forma torna-se possível poder determinar a medida para o nível do óleo somente a partir de valores operacionais existentes do motor de combustão interna.
A diluição de óleo mencionada produz uma vida útil do motor de combustão interna por causa da lubrificação deteriorada.
Para monitorar a qualidade do óleo já são usados sensores de
qualidade de óleo. Uma entrada de combustível aumentada descrita produz intervalos de troca de óleo muito mais curtos devido a esses sensores, o que por um lado previne um prejuízo para o motor de combustão interna, porém devido aos intervalos de serviço mais curtos e os respectivos custos aumen- 20 tados vai contra a aceitação dos motores de combustão interna menciona- dos com injeção direta de combustível.
Além disso, devido aos custos de montagem adicionais para es- tes sensores, os sensores de qualidade de óleo mencionados somente são usados na classe de veículos mais elevada e, portanto, ainda não são muito difundidos.
Além disso, a detecção de uma bomba de alta pressão com va- zamento de modo confiável na base dos sensores de qualidade de óleo mencionados não é possível.
Revelação da Presente Invenção A presente invenção está baseada na idéia de detectar uma en-
trada contínua de combustível no óleo de lubrificação de um motor de com- bustão interna durante a partida a frio do motor de combustão interna atra- vés de uma regulagem lâmbda.
O efeito técnico, base da presente invenção, está no fato de que a entrada de vapores de combustível de uma ventilação do cárter em um tubo de aspiração do motor de combustão interna gera um enriquecimento 5 da mistura na câmara de combustão ou nas câmaras de combustão do mo- tor de combustão interna e com isso, uma alteração do valor de medição em uma sonda lâmbda da regulagem lâmbda. Uma vez que a regulagem lâmb- da na operação do motor de combustão interna está ativada de qualquer maneira, a retirada do gás do cárter pode ser reconhecida como empobre- 10 cimento dos valores de adaptação de uma regulagem em marcha em vazio que coopera com a regulagem lâmbda.
O valor de medição medido na sonda lâmbda depende da altura do fluxo de massa dos vapores de combustível e do ponto de operação atu- almente regulado no motor de combustão interna, isto é, a massa de ar rela- 15 tiva da mistura de combustível e ar. Este fluxo de massa depende ainda da concentração do combustível no óleo e da temperatura de operação do mo- tor de combustão interna.
Os valores de adaptação mencionados são sujeitos a outros fa- tores de interferência, tais como, por exemplo, interferência devido à forma- 20 ção de camadas de válvulas de entrada de combustível, de permeabilidades ou influências de uma ventilação de tanque, frequentemente prevista em motores de combustão interna atuais. Por esta razão, de acordo com a pre- sente invenção, de preferência é usada uma alteração cronológica dos valo- res de adaptação da regulagem lâmbda em dependência de uma alteração 25 reproduzível do estado do motor de combustão interna para reconhecer uma permeabilidade da bomba de alta pressão.
A presente invenção baseia-se ainda no reconhecimento que tal alteração cronológica reproduzível é dada na partida a frio dos motores de combustão interna em temperaturas entre 10 e 30 °C.
A presente invenção permite um reconhecimento confiável de
uma permeabilidade acima mencionada de uma bomba de alta pressão ini- cialmente descrita. O processo de acordo com a presente invenção pode ser reali- zado em um dispositivo de controle do motor de combustão interna na forma de um código de controle ou na forma de um circuito elétrico.
Breve Descrição dos Desenhos A seguir, a presente invenção é descrita detalhadamente com a
ajuda dos desenhos anexados, com a ajuda de formas de execução possí- veis, dos quais se tornam evidentes outras características e vantagens da presente invenção.
Os desenhos mostram:
A figura 1a-c mostra três decursos cronológicos de um sinal
lâmbda para ilustrar o processo de acordo com a presente invenção durante a operação de um motor de combustão interna durante a partida a frio.
A figura 2 mostra uma forma de execução preferida do processo de acordo com a presente invenção com a ajuda de um fluxograma.
Formas de Execução da Presente Invenção
A figura 1a mostra o decurso cronológico do sinal bruto fornecido por uma sonda lâmbda que foi obtido em um motor de banca de teste duran- te a partida a frio com seguinte marcha em vazio. Na figura 1 a são mostra- dos dois sinais brutos medidos em momentos diferentes no motor de banca 20 de teste. O sinal bruto disponível corresponde à situação de uma vedação com boa capacidade de funcionamento entre o circuito do óleo e o circuito de combustível, isto é, no caso não ocorre nenhum efeito de diluição de óleo inicialmente descrito.
O decurso do sinal bruto mostrado de lâmbda foi medido entre a 25 partida a frio do motor a t = 0,00 minutos e um limite de tempo superior dis- ponível de cerca 37,00 na primeira das curvas mencionadas ou 50,00 minu- tos na segunda dessas curvas, precisamente na marcha em vazio do motor e a um temperatura de operação do motor de banca de teste finalmente ad- quirido depois de cerca de 30,00 minutos ou temperatura de óleo de cerca 30 de 80 °C.
Como se observa da figura 1a, o sinal bruto passa por uma cur- va característica, onde o sinal depois de uma breve fase transitória de cerca de três minutos dentro de mais ou menos dez minutos cai continuamente. A partir deste momento a gasolina introduzida através da partida a frio começa a evaporar devido à temperatura mais alta do óleo do motor. Esta gasolina evaporada produz um engraxamento leve da mistura de combustível e ar e o sinal da sonda lâmbda vai aumentando.
Depois do aquecimento completo do óleo do motor em cerca de minutos, o sinal bruto assume um valor quase que constante que chega muito próximo ao valor disponível pouco depois da partida. O decurso cor- respondente de lâmbda em dependência da temperatura do óleo no período mencionado de até 30 minutos é ilustrado na figura 1 b.
Em situações tais como, por exemplo, a operação de um auto- móvel no inverno, onde o motor dá a partida a temperaturas muito baixas, ou em casos, onde são dadas várias partidas repetidas, a quantidade de com- bustível introduzida no óleo do motor durante a partida pode ser muito gran- 15 de. Nestes casos, o engraxamento leve depois da operação do motor de dez minutos pode adquirir valores consideráveis. Porém, também nestes casos, depois de uma hora de operação do motor em marcha vazio, a gasolina é amplamente evaporada.
Se agora, à entrada de gasolina na partida a frio descrita se jun- 20 tar uma quantidade de combustível continuamente introduzida durante a o- peração do motor, então o comportamento de evaporação modifica-se no sentido de que depois da evaporação rápida do combustível durante até dez minutos de tempo de operação do motor não ocorre nenhuma ou pelo me- nos nenhuma aproximação completa ao valor de partida depois de uma ope- 25 ração de 60 minutos.
Ao invés disso, neste caso, o sinal lâmbda permanece em um valor lâmbda essencialmente reduzido, isto é, mais gordo. Uma vez que este valor lâmbda também pode ser alterado em virtude dos outros valores de influência acima descritos, não é decisivo o valor absoluto, e sim, precisa ser 30 feita uma comparação entre o valor mambda depois de 60 minutos de ope- ração com o valor lâmbda obtido dentro de três a cinco minutos depois da partida do motor. Uma vez que os valores de influência restantes já são dis- poníveis com o motor frio, a influência dessas interferências é eliminada pela formação de diferença mencionada dos valores lâmbda.
A figura 1c mostra decursos típicos que ocorrem (medidos) de lâmbda em situações com uma vedação que não funciona entre o circuito de 5 óleo e o circuito de combustível, isto é, ocorre uma diluição do óleo inicial- mente descrita devido à entrada de combustível contínua. Novamente foi medido o valor lâmbda durante uma partida a frio em marcha vazia até a uma temperatura operacional de 80 °C. As diferentes curvas representam, no caso, decursos com alturas respectivamente diferentes da entrada de 10 combustível contínua, sendo que a altura da entrada de combustível diminui sistematicamente da curva inferior 100 até a curva superior 115.
As curvas lâmbda 100 - 115 correspondem respectivamente a entradas de combustível de, na seqüência mencionada, 160 ml/h, 80 ml/h, 40 ml/h e 20 ml/h. Dessa forma estas quantidades de fuga da bomba de alta 15 pressão inicialmente mencionada ou as entradas de combustível resultantes disso para o óleo de lubrificação do motor de combustão interna, já podem ser diferenciadas claramente uma da outra já no aquecimento do motor de combustão interna.
Com a ajuda da figura 2 é descrita agora com a ajuda de um flu- xograma, uma forma de execução preferida do processo de acordo com a presente invenção para a determinação quantitativa acima mencionada de uma entrada de gasolina no óleo de motor de um motor de combustão inter- na.
Depois da partida 200 do motor, primeiro depois do decurso de 25 um tempo t1 de preferencialmente três minutos depois da partida é verifica- do 205, se a sonda lâmbda já estiver pronta para regular. Em caso afirmati- vo, na janela de tempo preferida At2 de três a cinco minutos depois da parti- da do motor, é determinada 210 e armazenada 215 uma adaptação da regu- lagem da marcha em vazia causa de modo em si conhecido pela sonda 30 lâmbda. Se, porém, na janela do tempo AX2 ainda não houver nenhuma prontidão da sonda lâmbda, então o sinal bruto da sonda lâmbda será cap- tado 220 e usado para os passos de determinação seguintes. Se no interva- Io de tempo Δ\2 não ocorrer nenhuma fase de marcha em vazio do motor, então a determinação da entrada de gasolina não será possível, e na pre- sente partida a frio será interrompida 225, em especial para poupar os recur- sos. A determinação da entrada de gasolina será então tentada novamente na próxima partida a frio 230.
Se for possível determinar um valor de partida da adaptação lâmbda ou um valor bruto lâmbda, então, depois de uma operação do motor durante pelo menos uma hora será verificado 235 se há uma fase de marcha em vazio. Se houver, um valor atual da adaptação lâmbda é verificado em estado agora transitório 240.
Cabe frisar que o momento da determinação da adaptação lâmbda não deve ser feito tarde demais durante a operação do motor ou do automóvel, uma vez que divergências dos valores de interferência mencio- nados se tornam mais prováveis com um tempo de funcionamento mais Ion- 15 go. Portanto, no presente exemplo de execução a determinação dos valores lâmbda mencionados é interrompida depois de três horas 245, se até lá não houver uma fase de marcha em vazio.
O valor lâmbda atualmente determinado, de acordo com a pre- sente invenção é comparado com o valor de saída 250. Em caso de uma 20 divergência de lâmbda de mais de 5 % do valor de saída, é diagnosticada a presença de uma entrada contínua de combustível 255. Quando for diagnos- ticada esta divergência, no presente exemplo de execução, um contador de suspeita, preferencialmente previsto em um dispositivo de controle de motor, é aumentado pelo valor '1' 260. Se o estado atual do contador de suspeito 25 mencionado alcançar ou ultrapassar depois de um número de partidas a frio um valor limite definido empiricamente 265, ocorre uma reação de erro, por exemplo, um aviso de erro emitido através dos instrumentos do automóvel, ou uma indicação de serviço para o motorista. Como alternativa, o contador de suspeita mencionado pode ser lido em uma inspeção usual do veículo.
Claims (10)
1. Processo para reconhecer uma entrada contínua de combus- tível no óleo de lubrificação de um motor de combustão interna, em especial de um automóvel, durante uma partida a frio, caracterizado pelo fato de que a entrada contínua de combustível é detectada através de uma regulagem lâmbda (205).
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe- lo fato de que a entrada contínua de combustível é determinada com a ajuda da remoção de gás do combustível de um cárter do motor de combustão interna, sendo que é usado como base o empobrecimento de valores de a- daptação de uma regulagem de marcha em vazio (210).
3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pe- lo fato de que uma alteração adicional dos valores de adaptação da regula- gem de marcha em vazio é consultada em dependência de uma alteração reproduzível do estado do motor de combustão interna.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pe- lo fato de que a presença da alteração reproduzível na partida a frio do mo- tor de combustão interna é suposta em uma faixa de temperatura do motor de combustão interna ou do óleo de lubrificação do motor de combustão in- terna de 10 a 30 °C.
5. Processo, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o reconhecimento da entrada contínua de combustível ocorre em uma fase de marcha em vazio (235) do motor de combustão interna.
6. Processo, de acordo com uma das reivindicações 2 a 5, ca- racterizado pelo fato de que os valores de adaptação mencionados da regu- lagem de marcha em vazio são determinados no estado transitório do motor de combustão interna.
7. Processo, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o reconhecimento da entrada contínua de combustível é executado em um período de até preferencialmente três horas depois da partida a frio do motor.de combustão interna (245).
8. Processo, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um valor lâmbda atualmente detectado é comparado a um valor de partida, e em caso de uma divergência do valor de lâmbda de preferencialmente mais do que 5 % do valor de partida, é reco- nhecida a presença de uma entrada contínua de combustível (255).
9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pe- lo fato de que na detecção da presença de uma entrada contínua de com- bustível, um contador de suspeita, de preferência, disposto em um dispositi- vo de controle do motor de combustão interna, é aumentado por um valor, de preferência, pelo valor "1" (260) e que em caso de atingir ou ultrapassar do valor do contador de suspeita atual de um valor limite (265) empiricamen- te definido, ocorre uma reação de erro.
10. Dispositivo de controle para a operação de um motor de combustão interna, em especial de um automóvel, caracterizado por meios para a execução do processo como definido em uma das reivindicações pre- cedentes, para reconhecer uma entrada contínua de combustível no óleo de lubrificação do motor de combustão interna.
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