BRPI0802305B1 - método para controlar a sobrepressão em um sistema de alimentação de combustível de tipo por galeria - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA CONTROLAR A PRESSÃO EM EXCESSO EM UM SISTEMA DE SUPRIMENTO DE COMBUSTÍVEL DE UM TIPO DE TRILHO COMUM. Um método para controlar a pressão em excesso em um sistema de suprimento de combustível de um tipo do trilho comum para um motor de combustão interna (2) fornecido com um número de cilindros (3); o método possui as etapas de: fornecimento do combustível sob pressão a um trilho comum (5) conectado a um número de injetores (4) através de uma bomba de alta pressão (6); detecção do valor efetivo da pressão do combustível dentro do trilho comum (5); comparação do valor efetivo da pressão do combustível dentro do trilho comum (5) com um valor de segurança; determinação de uma condição de emergência se o valor efetivo da pressão do combustível dentro do trilho comum (5) for maior do que o valor de segurança; e acionamento, no caso de emergência, dos injetores (4) para descarregar parte do combustível presente no trilho comum (5) de modo a conter o aumento na pressão do combustível dentro do trilho comum (5).

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um método para controlar a sobrepressão em um sistema de alimentação de combustível de tipo por galeria.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] Nos sistemas atuais para injeção direta de combustível de tipo por galeria, uma bomba de baixa pressão fornece o combustível de um tanque a uma bomba de alta pressão que, por sua vez, fornece o combustível a um canal comum ou galeria. Conectada a galeria está uma série de injetores (um para cada cilindro do motor), que são ciclicamente acionados de modo a injetar parte do combustível sob pressão presente na galeria dentro dos respectivos cilindros. Para a operação adequada da combustão, é importante que o valor da pressão do combustível dentro da galeria sempre seja mantida em um valor desejado, que pode geralmente variar como uma função do ponto do motor.

[003] Com a finalidade de manter o valor da pressão do combustível dentro da galeria no valor desejado, foi proposto classificar a bomba de alta pressão para fornecer a galeria uma quantidade de combustível excedendo o consumo efetivo em cada condição de operação. Acoplado a galeria comum está um regulador de pressão eletromecânico, que mantém o valor da pressão do combustível dentro da galeria no valor desejado ao descarregar o combustível em excesso em um canal de recirculação que introduz novamente a referido combustível em excesso a montante da bomba de baixa pressão. Um sistema de injeção desse tipo apresenta diferentes desvantagens, na medida em que a bomba de alta pressão deve ser selecionada para fornecer a galeria uma quantidade de combustível que está levemente em excesso em relação ao consumo máximo possível. Entretanto, a referida condição do consumo máximo possível ocorre raramente e, em todas as condições restantes de operação, a quantidade do combustível fornecido a galeria pela bomba de alta pressão é muito maior do que o consumo efetivo, e conseqüentemente uma porção considerável do referido combustível deve ser descarregada pelo regulador de pressão no canal de recirculação. O trabalho realizado npla hnmha Ho alta nrpccãn nara hnmhpar n rnmhi ictíwal ΠIIP á ci ihconiientamontp descarregado pelo regulador de pressão é trabalho "inútil". Assim, esse sistema de injeção apresenta uma eficiência energética muito baixa. Além do mais, esse sistema de injeção tende a superaquecer o combustível, na medida em que, quando o combustível em excesso for descarregado pelo regulador de pressão no canal de recirculação, o próprio combustível passa de uma pressão muito alta à pressão substancialmente ambiente e, como resultado do referido salto de pressão, aquece.

[004] Com a finalidade de resolver os problemas acima descritos, foi proposta a utilização de uma bomba de alta pressão com capacidade variável capaz de fornecer a galeria somente a quantidade de combustível necessária para manter a pressão do combustível dentro da galeria no valor desejado.

[005] Por exemplo, o pedido de patente N° EP 0481964 Al descreve uma bomba de alta pressão dotada de um acionador eletromagnético, que é capaz de variar instante por instante a capacidade da bomba de alta pressão ao variar o instante de fechamento de uma válvula de admissão da própria bomba de alta pressão. Em outras palavras, a capacidade da bomba de alta pressão é variada ao variar o instante do fechamento da válvula de admissão da própria bomba de alta pressão. Especifica mente, a capacidade é diminuída ao atrasar o instante de fechamento da válvula de admissão e é aumentada ao antecipar o instante do fechamento da válvula de admissão.

[006] Um exemplo adicional de uma bomba de alta pressão com capacidade variável é fornecido pela patente N° US 6116870 Al. A bomba de alta pressão descrita na US 6116870 Al compreende um cilindro dotado de um pistão tendo movimento alternado dentro do cilindro, um canal de admissão, um canal de distribuição conectado a galeria, uma válvula de admissão projetada para permitir a passagem de um fluxo de combustível entrando no cilindro, uma válvula de distribuição unidirecional acoplado ao canal de distribuição e projetado para permitir somente um fluxo do combustível para fora do cilindro, e um dispositivo de regulação acoplado à válvula de admissão para manter a válvula de admissão abertura durante uma etapa de compressão do pistão e, assim, permitir um fluxo do combustível do cilindro através do canal de admissão. A válvula de admissão compreende um corpo de válvula que pode se movimentar ao longo do canal de arlmiccãn o uma corlo rlp válvula niio ó nrniptarla nsra cpr pnraivarla rlt» uma farms comprimida de fluido pelo corpo de válvula e é ajustado na extremidade do canal de admissão oposta à extremidade comunicando-se com o cilindro. O dispositivo de regulação compreende um elemento de controle, que é acoplado ao corpo de válvula e é móvel entre uma posição passiva, em que permite ao corpo de válvula encaixar-se de uma forma estanque na sede de válvula, e uma posição ativa, em que não permite ao corpo de válvula encaixar na sede de válvula de uma forma estanque. Acoplado ao elemento de controle está um acionador eletromagnético, que é projetado para deslocar o elemento de controle entre a posição passiva e a posição ativa.

[007] No caso de mau funcionamento (mecânico, elétrico ou eletrônico) da bomba de alta pressão de capacidade variável, a própria bomba de alta pressão de capacidade variável poderia fornecer a galeria uma quantidade de combustível muito mais alta do que a quantidade necessária, assim provocando um rápido aumento na pressão do combustível dentro da galeria. Assim que a referida situação de mau funcionamento da bomba de alta pressão tiver sido detectada, a bomba de baixa pressão é imediatamente desligada com a finalidade de interromper o fluxo do combustível à bomba de alta pressão e, assim, bloquear o aumento descontrolado na pressão do combustível dentro da galeria. Entretanto, o desligamento da bomba de baixa pressão possui efeito com determinado atraso (igual a determinado número de ciclos de bombeamento da bomba de alta pressão), e conseqüentemente, sem quaisquer intervenções adicionais de limitação, a pressão do combustível dentro da galeria poderia atingir valores mais altos do que o valor máximo que pode ser fisicamente suportado pelos componentes do sistema de injeção, com falha conseqüente dos referidos componentes e efusão do combustível em uma alta pressão ao compartimento do motor. Com a finalidade de limitar a pressão do combustível máxima dentro da galeria no caso de mau funcionamento da bomba de alta pressão, nos sistemas de injeção conhecidos sempre está presente um regulador de pressão eletromecânico controlado por uma unidade de controle ou de outro modo um limitador de pressão mecânico.

[008] Entretanto, o acoplamento de um regulador de pressão eletromecânico ou um limitador de pressão mecânico a galeria com os tubos correspondentes para alívio no tanniip rpniipr um riictn cinnifirativn pm tarmnc dp rnmnra dnc rnmnnnpnf-pc P pm twmnc de instalação dos referidos componentes; o referido custo está longe de ser justificado pela natureza esporádica dos casos de intervenção (ou seja, casos de mau funcionamento da bomba de alta pressão que provoca um aumento súbito na pressão do combustível dentro da galeria).

[009] A EP 1018600 A2 descreve um método de controle para controlar a pressão do combustível dentro da galeria ou acumulador de um sistema de combustível enquanto está operando um motor a este associado, o sistema de combustível incluindo uma pluralidade de injetores de combustível para receber o combustível de uma galeria, cada injetor incluindo uma válvula de controle operável de modo a controlar a pressão do combustível dentro de uma câmara de controle, o combustível que escapa da câmara de controle sendo retornado para um reservatório de combustível; o método compreendendo: monitorar a pressão do combustível dentro da galeria; controlar a taxa de alimentação de combustível para a galeria; e aliviar a pressão do combustível na galeria no caso em que a pressão de combustível na galeria exceda um limite predeterminado através da atuação sobre uma válvula de controle de ao menos um dos injetores de modo a permitir que o combustível flua da galeria, através da câmara de controle do injetor, para o reservatório de combustível.

RESUMO DA INVENÇÃO

[0010] O objetivo da presente invenção é o de fornecer um método para controlar a sobrepressão em um sistema de alimentação de combustível de tipo por galeria, o referido método de controle estando livre das desvantagens acima descritas e, especifica mente, sendo fácil e barato para implementar.

[0011] É fornecido de acordo com a presente invenção um método para controlar a sobrepressão em um sistema de alimentação de combustível de tipo por galeria de acordo com o quanto descrito nas reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0012] A presente invenção agora será descrita com referência aos desenhos anexos, que ilustram um exemplo não limitante de sua configuração, caracterizado pelo fato de que: _ a Pimira 1 p uma vicãn PCΠI ipmátira dp um cictpma nara iniprãn rlirpf-a dn rnmhi ictívpl de tipo por galeria que implementa o método de controle formando o objeto da presente invenção; - a Figura 2 é uma visão esquemática, em elevação lateral e seccionada, de um injetor de combustível do sistema para injeção direta do combustível da Figura 1; - a Figura 3 é uma visão em uma escala ampliada de um detalhe da Figura 2; e - a Figura 4 é um gráfico que mostra esquematicamente a plotagem do tempo de algumas quantidades do sistema para injeção direta do combustível da Figura 1 durante um mau funcionamento de uma bomba de alta pressão.

CONFIGURAÇÕES PREFERIDAS DA INVENÇÃO

[0013] Na Figura 1, o número de referência 1 designa como um todo um sistema de tipo por galeria para injeção direta do combustível em um motor de combustão interna 2 dotado de quatro cilindros 3. O sistema de injeção 1 compreende quatro injetores 4, cada um dos quais é projetado para injetar o combustível diretamente dentro de um respectivo cilindro 3 do motor 2 e receber o combustível sob pressão de uma galeria 5.

[0014] Uma bomba de alta pressão 6 fornece o combustível à galeria 5 através de um tubo 7 e é dotado de um dispositivo 8 para regular o fluxo, o referido dispositivo sendo controlado por uma unidade de controle 9, projetada para manter a pressão do combustível dentro da galeria 5 em um valor desejado, que geralmente varia no tempo como uma função do ponto de motor (ou seja, das condições de operação do motor 2). Como exemplo, o dispositivo de regulação 8 compreende um acionador eletromagnético (não ilustrado), que é capaz de variar, instante a instante, o fluxo mHP do combustível da bomba de alta pressão 6 ao variar o instante do fechamento de uma válvula de admissão (não ilustrada) da própria bomba de alta pressão 6. Especifica mente, o fluxo mHP do combustível é diminuída ao atrasar o instante do fechamento da válvula de admissão (não ilustrado) e é aumentada ao antecipar o instante do fechamento da válvula de admissão (não ilustrado).

[0015] Uma bomba de baixa pressão 10 com capacidade substancialmente constante fornece o combustível de um tanque 11 à bomba de alta pressão 6 através de um tubo 12.

[0016] Aunidade de controle regula fluxo combustivel da homha dp alta pressão 6 através de um controle de retroalimentação usando como variável de retroalimentação o valor da pressão do combustível dentro da galeria 5, o referido valor de pressão sendo detectado em tempo real por um sensor 13.

[0017] Cada injetor 4 é controlado ciclicamente pela unidade de controle 9, de modo que injetará o combustível em um respectivo cilindro 3 do motor. Os injetares 4 possuem um acionamento hidráulico da agulha e são conseqüentemente conectados a um canal de exaustão 14, que possui uma pressão que é um pouco mais alta do que a pressão ambiente e que distribui a montante da bomba de baixa pressão 10, tipicamente dentro do tanque 11.

[0018] De acordo com o que é ilustrado nas Figuras 2 e 3, cada injetor 4 do combustível é alojado em um corpo cilíndrico 15 com um eixo longitudinal 16 e é controlado de modo a injetar o combustível a partir de um bocal de injeção 17 regulado por uma válvula de injeção 18. Feita dentro do corpo cilíndrico 15 está uma câmara de injeção 19, que é delimitada na parte inferior por uma sede de válvula 20 da válvula de injeção 18 e aloja de uma forma deslizável uma porção inferior de uma agulha 21 da válvula de injeção 18, de tal forma que a agulha 21 será capaz de deslocar ao longo do eixo longitudinal 16 sob o impulso de um dispositivo acionador hidráulico 22 entre uma posição de fechamento e uma posição de abertura da sede de válvula 20.

[0019] Uma porção superior da agulha 21 é alojada em uma câmara de controle 23 e é acoplada a uma mola 24, que exerce na própria agulha 21 uma força direcionada para baixo que tende a manter a própria agulha 21 na posição de fechamento.

[0020] O corpo cilíndrico 15, além do mais, possui um canal de alimentação 25, que inicia de uma extremidade superior do corpo cilíndrico 15 e fornece o combustível sob pressão à câmara de injeção 19. A ramificação do canal de alimentação 25 é um canal de alimentação adicional 26, que é projetada para estabelecer o canal de alimentação 25 em comunicação com a câmara de controle 23 para fornecer o combustível sob pressão também à câmara de controle 23.

[0021] Com início a partir da câmara de controle 23 está um tubo de exaustão 27, que distribui a uma porção superior do corpo cilíndrico 15 e estabelece a câmara de rnntrnlp 7^ pm rnmiinirarãn rnm n ranal HP PYSiietãn 14 A tiihn HP PYaiictãn 97 p regulado por uma válvula de controle 28, que é estabelecida em proximidade à câmara de controle 23 e é controlada por um acionador eletromagnético 29 entre uma posição de fechamento, em que a câmara de controle 23 é isolada do de exaustão 27, e uma posição de abertura, em que a câmara de controle 23 é conectada ao tubo de exaustão 27. O acionador eletromagnético 29 compreende uma mola 30, que tende a manter a válvula de controle 28 na posição de fechamento.

[0022] A seção do canal de alimentação 26, a seção da válvula de controle 28 e a seção do tubo de exaustão 27 são dimensionados com relação à seção do canal de alimentação 25 de tal forma que, quando a válvula de controle 28 está aberta, a pressão do combustível na câmara de controle 23 cairá para valores muito baixos conforme comparado à pressão do combustível na câmara de injeção 19 e de tal forma que o fluxo do combustível que flui através do tubo de exaustão 27 é uma fração do fluxo do combustível que flui através do bocal de injeção 17.

[0023] Em uso, quando o acionador eletromagnético 29 é desernegizado, a força gerada pela mola 30 mantém a válvula de controle 28 na posição de fechamento. Dessa forma, a pressão do combustível na câmara de controle 23 é a mesma que a pressão do combustível na câmara de injeção 19 como resultado do canal de alimentação 26. Nessa situação, a força gerada pela mola 24 e a força hidráulica gerada pelo desequilíbrio das áreas úteis da agulha 21, para a vantagem da câmara de controle 23 com relação à câmara de injeção 19, mantêm a válvula de injeção 18 na posição de fechamento.

[0024] Quando o acionador eletromagnético 29 é energizado, a válvula de controle 28 é colocada na posição de abertura contra a força da mola 30. Conseqüentemente, a câmara de controle 23 é estabelecida em comunicação com o canal de exaustão 14, e a pressão do combustível na câmara de controle 23 cai para valores muito baixos conforme comparado à pressão do combustível na câmara de injeção 19. Conforme previamente dito, a diferença entre as pressões do combustível na câmara de injeção 19 e na câmara de controle 23 é devido à classificação das seções do canal de alimentação 26, da válvula de controle 28, e do tubo de exaustão 27 com relação à seção do canal de alimentação 25.

[0025] como resulto do dncnni lilíhrin nnt-rn ac nrpccnoc dn rnmhi ictíx/nl na câmara de injeção 19 e na câmara de controle 23, na agulha 21 é gerada uma força hidráulica, que desloca a agulha 21 para cima contra a ação da mola 24, de modo a colocar a válvula de injeção 18 na posição de abertura e permitir a injeção do combustível através do bocal de injeção 17.

[0026] Quando o acionador eletromagnético 29 é desernegizado, uma força gerada pela mola 30 coloca a válvula de controle 28 na posição de fechamento. Conseqüentemente, a pressão do combustível na câmara de controle 23 tende a aumentar até atingir a pressão do combustível na câmara de injeção 19. Nessa situação, a força gerada pela mola 24 e a força hidráulica gerada pelo desequilíbrio das áreas úteis da agulha 21, para a vantagem da câmara de controle 23 com relação à câmara de injeção 19, coloca a válvula de injeção 18 na posição de fechamento acima mencionada.

[0027] Preferivelmente, o canal de alimentação 26 possui uma porção restrita para obter um aumento instantâneo na diferença de pressão entre a câmara de controle 23 e a câmara de injeção 19 durante a passagem de fechamento da agulha 21 (ou seja, quando a agulha 21 passar da posição de abertura à posição de fechamento) de modo a aumentar a força atuando sobre a agulha 21 e, conseqüentemente, acelerando o próprio fechamento da agulha 21.

[0028] Do que foi estabelecido acima, fica claro que, quando o acionador eletromagnético 29 de um injetor 4 é controlado, inicialmente a válvula de controle 28 é aberta, e o combustível presente na câmara de controle 23 inicia a fluir através do tubo de exaustão 27 e em direção ao canal de exaustão 14. Após determinado intervalo de tempo da abertura da válvula de controle 28, na agulha 21 é gerada uma força de impulso de uma natureza hidráulica, que provoca a abertura da válvula de injeção 18 e conseqüentemente fornecimento do combustível através do bocal de injeção 17.

[0029] Em outras palavras, o fornecimento do combustível através do bocal de injeção 17 somente ocorre se o acionador eletromagnético 29 de um injetor 4 for controlado por um intervalo de tempo mais longo do que um valor de limite ETmin. Ao invés disso, se o acionador eletromagnético 29 de um injetor 4 for controlado por um intervalo de tempo inferior ao valor de limite ETmin, então pode ocorrer a abertura da valvula rio rnnf-rnlp 7R t* afiicãn rnnconíiQntci dn rnmhi ictívol sn ranal Ho PYaiictãn 14 porém nenhum fornecimento de combustível através do bocal de injeção 17 ocorre. Obviamente, se o acionador eletromagnético 29 de um injetor 4 for controlado por um intervalo de tempo que é extremamente curto e muito mais curto do que o valor de limite ETmin, então nem mesmo a abertura da válvula de controle 28 ocorre.

[0030] O valor de limite ETmin de um injetor 4 é ligado às características, tolerâncias e amadurecimento dos componentes do próprio injetor 4. Conseqüentemente, o valor de limite ETmin pode variar (levemente) de injetor 4 a injetor 4 e, para um e o mesmo injetor 4, também pode variar (levemente) durante a vida útil do próprio injetor 4. Além do mais, o valor de limite ETmin de um injetor 4 pode variar de uma forma inversamente proporcional também ao valor da pressão do combustível na galeria 5, ou seja, quanto mais alta a pressão do combustível na galeria 5, mais baixo o valor de limite ETmin.

[0031] Com referência à Figura 1, a unidade de controle 9 determina, instante a instante, um valor desejado da pressão do combustível dentro da galeria 5 como uma função do ponto do motor e, conseqüentemente, atua com a finalidade de que o valor efetivo da pressão do combustível dentro da galeria 5 siga o valor desejado de forma rápida e precisa.

[0032] A variação de dP/dt da pressão do combustível dentro da galeria 5 é fornecida pela seguinte equação de estado da galeria 5: [1] dP/dt = (kb/Vr) X (ÍTIHP ■ minj — nrivazamento — nriRefluxo) em que dP/dt é a variação da pressão do combustível dentro da galeria 5; kb é o módulo de compressão do combustível; Vr é o volume da galeria 5; niHP é o fluxo do combustível da bomba de alta pressão 6; minj é o fluxo do combustível injetado nos cilindros 3 pelos injetores 4; mvazamento é o fluxo do combustível perdido por vazamento dos injetores 4; rriRefiuxo é o fluxo do combustível absorvido pelos injetores 4 para seu acionamento e descarga no canal de exaustão 14.

[0033] A partir da equação acima, surge claramente que a variação de dP/dt da nrpccan dn rnmhi ictíx/pl dpntrn ria nalpria R P nnccíx/pl CP n fliivn mun dn rnmhi ictí\/pl da bomba de alta pressão 6 é maior do que a soma do fluxo mmj do combustível injetada nos cilindros 3 pelos injetores 4, do fluxo nrivazamento do combustível perdido devido ao vazamento dos injetores 4, e do fluxo niRefiuxo do combustível absorvido pelos injetores 4 para seu acionamento e descarga no canal de exaustão 14. Deve ser observado que o fluxo mmj do combustível injetado nos cilindros 3 pelos injetores 4 e o fluxo rriRetiuxo do combustível absorvido pelos injetores 4 para seu acionamento e descarga no canal de exaustão 14 são extremamente variáveis (elas podem até ser zero) de acordo com as modalidades de controle dos injetores 4, considerando que o fluxo mvazamento do combustível perdido devido ao vazamento dos injetores 4 é bem constante (somente apresenta um leve aumento conforme a pressão do combustível dentro da galeria 5 aumenta) e sempre está presente (ou seja, nunca zero).

[0034] Quando a unidade de controle 9 detecta uma condição de emergência, ou seja, a presença do mau funcionamento da bomba de alta pressão 6, que provoca um aumento súbito na pressão do combustível dentro da galeria 5 (por exemplo, a referida unidade de controle 9 detecta, através do sensor de pressão 13, um aumento inesperado e súbito da pressão do combustível na galeria 5), a própria unidade de controle 9 desliga a bomba de baixa pressão 10 imediatamente para interromper o fornecimento da bomba de alta pressão 6 (ou seja, para interromper o fluxo do combustível à bomba de alta pressão 6). Além do mais, com a finalidade de impedir que a pressão do combustível dentro da galeria 5 exceda um valor de segurança que garanta a tensão e integridade do sistema de injeção 1, a unidade de controle 9 administra os injetores 4 (ou seja, energiza os acionadores eletromagnéticos 29 dos injetores 4) para descarregar parte do combustível presente na galeria 5, ou seja, para aumentar o fluxo mRenuxo do combustível absorvido pelos injetores 4 para seu acionamento e descarga no canal de exaustão 14 e possivelmente também para aumentar o fluxo minj do combustível injetado nos cilindros 3 pelos injetores 4 conforme comparado ao fluxo necessária para a geração do torque exigido pelo controle do motor.

[0035] Em outras palavras, de acordo com o aumento na pressão do combustível presente na galeria 5, a unidade de controle 9 decide se com a finalidade de conter o rpferidn aiimpntn cpia ci ifiripnfp aiimpntar n fliivn mn_a dn rnmhi ictíwnl ahcnn/idn nnlnc injetores 4 para seu acionamento e descarga no canal de exaustão 14 ou de outro modo se é necessário também aumentar o fluxo rnmj do combustível injetado nos cilindros 3 pelos injetores 4 com relação ao fluxo necessário para a geração do torque exigido pelo controle do motor. Obviamente, quanto maior o aumento na pressão do combustível presente na galeria 5 (ou seja, quanto maior é o fluxo ÍTIHP do combustível da bomba de alta pressão 6 em relação as necessidades efetivas), maior a probabilidade de que, com a finalidade de conter o referido aumento, a unidade de controle 9 também terá que aumentar o fluxo mlnj do combustível injetado nos cilindros 3 pelos injetores 4 com relação ao fluxo necessário para a geração do torque exigido pelo controle do motor.

[0036] Com a finalidade de aumentar o fluxo rriRefiuxo do combustível absorvido pelos injetores 4 para seu acionamento e descarga no canal de exaustão 14, a unidade de controle 9 aciona os injetores 4 (ou seja, energiza os acionadores eletromagnéticos 29 dos injetores 4) com uma seqüência de pulsos, cada um dos quais possui um intervalo de tempo de acionamento ETred próximo a, porém mais curto do que, os respectivos valores de limite ETmin quando os próprios injetores 4 não são usados para injeção do combustível exigido pelo processo de combustão. Dessa forma, não é feita nenhuma injeção do combustível nos cilindros 3, porém o fluxo mRefluxo do combustível absorvido pelos injetores 4 para seu acionamento e descarga no canal de exaustão 14 é aumentada. Deve ser enfatizado que o intervalo de tempo de acionamento ETred com o qual cada injetor 4 é acionado deve ser mais curto do que o valor de limite ETmin, porém não excessiva mente mais curto do que o valor de limite ETmin. De outro modo, a quantidade do combustível que é descarregada no canal de exaustão 14 é longe de ser significativa, e mesmo ser zero. Em outras palavras, a referida estratégia de controle considera uma série de micro- acionamentos dos injetores 4, quando os próprios injetores 4 não são usados para injeção do combustível exigido pelo processo de combustão.

[0037] A duração do intervalo de tempo de acionamento ETred de cada injetor 4 geralmente depende da pressão do combustível dentro da galeria 5 e sempre deve ser mais curta do que o valor de limite ETmin com a finalidade de impedir a injeção de combustível indesejada dentro dos cilindros 3. Visto que, conforme previamente dito, o valnr rio limitp I- i nndp variar rio inipfnr 4 a iniptrir 4 hem rnmn diirant-p a vida útil dp determinado injetor 4, é preferível implementar na unidade de controle 9 um algoritmo de otimização da duração do intervalo de tempo de acionamento ETred de cada injetor 4 com a finalidade de impedir que o referido intervalo de tempo de acionamento ETred possivelmente exceda o valor de limite ETmin.

[0038] Com a finalidade de aumentar o fluxo mmj do combustível injetado nos cilindros 3 pelos injetores 4 com relação ao fluxo necessário para a geração do torque exigido pelo controle do motor, a unidade de controle 9 realiza as aberturas complementares dos injetores 4 preferivelmente quando as referidas aberturas complementares não originam qualquer combustão e conseqüentemente qualquer distribuição de torque indesejado. Por exemplo, a unidade de controle 9 poderia realizar as aberturas complementares dos injetores 4 somente durante a etapa de exaustão dos cilindros 3 (ou também durante a parte terminal da etapa de expansão). De fato, durante a etapa de exaustão de cada cilindro 3, o combustível que é injetado no próprio cilindro 3 não explode (conseqüentemente, não provoca qualquer geração de torque indesejado) e é imediatamente expelido no sistema de exaustão.

[0039] Especificamente, as situações críticas (tipicamente quando o mau funcionamento da bomba de alta pressão 6 surge durante uma etapa de corte em que o fluxo mmj do combustível injetado nos cilindros 3 pelos injetores 4 é normalmente zero), com a finalidade de limitar adequadamente o aumento na pressão do combustível presente na galeria 5, não seria suficiente realizar as aberturas complementares dos injetores 4 somente quando as referidas aberturas complementares não originarem qualquer combustão e, conseqüentemente, distribuição do torque indesejado. Nesse caso, pode ser útil reduzir (através de apropriadamente controlar a válvula de borboleta que regula o fluxo do ar de entrada) o fluxo do ar retirado pelos cilindros 3 de tal forma a impedir em qualquer caso a combustão do combustível complementar injetado nos cilindros 3 durante as aberturas complementares por conta da falta do ar de combustão.

[0040] Deve ser observado que a redução no fluxo do ar retirada pelos cilindros 3 é útil não somente para impedir, por conta da falta do ar de combustão, a combustão do combustível complementar dentro dos cilindros 3, porém também para impedir, por conta da falta dn ar dn rnmhiicfãn a rnmhiictãn dn rnmhi icfívnl rnmnlnmonfar dnnfrn dn sistema de exaustão. Dessa forma, é possível impedir uma temperatura excessiva no sistema de exaustão que poderia danificar o próprio sistema de exaustão.

[0041] Para resumir o que foi descrito acima, quando a unidade de controle 9 detectar um aumento inesperado e súbito na pressão do combustível na galeria 5, a própria unidade de controle 9 imediatamente desliga a bomba de baixa pressão 10 para interromper o fornecimento à bomba de alta pressão 6. Além do mais, com a finalidade de impedir que a pressão do combustível dentro da galeria 5 exceda um valor de segurança que garante a tensão e integridade do sistema de injeção 1, a unidade de controle 9 aciona os injetores 4 para descarregar parte do combustível presente na galeria 5 através da comunicação aos injetores 4 de uma seqüencia de micro-acionamentos que serão capazes de aumentar o fluxo niRefiuxo do combustível absorvido pelos injetores 4 para o seu acionamento e possivelmente ao realizar as aberturas complementares dos injetores 4 preferivelmente durante a etapa de exaustão dos cilindros 3. Se a unidade de controle 9 realizar as aberturas complementares dos injetores 4, então a própria unidade de controle 9 fecha a válvula de borboleta que regula o fluxo do ar de entrada de modo a reduzir o fluxo do ar retirado pelos cilindros 3 de tal forma a impedir, em qualquer caso, a combustão do combustível complementar injetado nos cilindros 3 durante as aberturas complementares por conta da falta do ar de combustão.

[0042] O que foi estabelecido acima é representado esquematicamente no gráfico da Figura 4, em que no instante tl a bomba de alta pressão 6 apresenta mau funcionamento, que provoca um aumento irregular no fluxo mHP do combustível da bomba de alta pressão 6. Na Figura 4, ITIHP designa o fluxo esperada do combustível da bomba de alta pressão 6, enquanto Mphii é o fluxo efetivo do combustível da bomba de alta pressão 6. Após mau funcionamento da bomba de alta pressão 6, a pressão do combustível na galeria 5 (designada por p na Figura 4) aumenta de um valor pl, que é o valor desejado de trabalho, até atingir um valor p2, que é o limite de intervenção do procedimento de emergência acima descrito. Quando a pressão do combustível na galeria 5 atinge o valor p2, que é o limite de intervenção do procedimento de emergência acima descrito, a unidade de controle 9 desliga a bomba de baixa pressão 10 (ITILP é o fluxo do combustível da hnmha da haiva nraccãn 1 n^ a arinna nc iniatnrac 4 mm a finalidada da ai imantar n fluxo rriRefiuxo do combustível absorvido pelos injetores 4 para seu acionamento e descarga no canal de exaustão 14 e para aumentar o fluxo rnmj do combustível injetado nos cilindros 3 pelos injetores 4. Na Figura 4, rpm é a velocidade de rotação do motor 2.

[0043] Conforme previamente dito, a unidade de controle 9 intervém ao desligar a bomba de baixa pressão 10 e limitar a pressão do combustível dentro da galeria 5 quando detecta a presença do mau funcionamento da bomba de alta pressão 6, que provoca um aumento súbito na pressão do combustível dentro da própria galeria 5. Uma intervenção semelhante é feita pela unidade de controle 9 também quando a própria unidade de controle 9 detecta o mau funcionamento do sensor de pressão 13, que impossibilita saber com precisão adequada a pressão do combustível dentro da galeria 5.

[0044] A estratégia de controle acima descrita para administrar uma situação de emergência ligada ao mau funcionamento da bomba de alta pressão 6 apresenta a vantagem de ser especificamente efetiva na contenção do aumento na pressão do combustível na galeria 5, ao mesmo tempo sendo extremamente barata para implementar, na medida em que somente usa os componentes normalmente presentes em um motor moderno com injeção direta do combustível. Em outras palavras, não é mais necessário associar a galeria 5 um regulador de pressão eletromecânico ou um limitador de pressão mecânico para limitar a pressão do combustível na galeria 5 no caso de emergência, na medida em que a referida limitação é obtida com o mesmo grau de efetividade através do controle dos injetores 4 acima descrito.

Claims (8)

1. Método para controlar a sobrepressão em um sistema de alimentação de combustível de tipo por galeria para um motor de combustão interna (2) dotado de um número de cilindros (3); o método compreendendo as etapas de: fornecer combustível sob pressão, por meio de uma bomba de alta pressão (6), a uma galeria (5) conectada a um número de injetores (4), cada um dos quais apresentando uma atuação hidráulica da agulha e que absorve, para a atuação, um certo fluxo (rriRefluxo) de combustível, o qual é descarregado em um canal de exaustão; detectar o valor efetivo da pressão do combustível dentro da galeria (5); comparar o valor efetivo da pressão do combustível dentro da galeria (5) com um valor de segurança da pressão do combustível dentro da galeria (5); determinar uma condição de emergência, se o valor efetivo da pressão do combustível dentro da galeria (5) for mais alto do que o valor de segurança da pressão do combustível dentro da galeria (5); acionar, no caso de emergência, os injetores (4) para descarregar parte do combustível presente na galeria (5), sem aumentar o fluxo de combustível injetado nos cilindros através do aumento do fluxo (mRefiuxo) do combustível absorvido pelos injetores para a atuação destes, e sem qualquer abertura suplementar, de modo a conter o aumento na pressão do combustível dentro da galeria (5); dito método sendo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas adicionais de: - decidir, no caso de uma emergência, se para conter o aumento na pressão do combustível dentro da galeria, é suficiente aumentar o fluxo (iDRefiuxo) do combustível absorvido pelos injetores (4) para a atuação destes; e - acionar, no caso de emergência, os injetores (4) para também aumentar o fluxo (nrimj) do combustível injetado nos cilindros (3) com relação ao fluxo necessário para a geração do torque exigido pelo controle do motor, quando não é suficiente aumentar o fluxo (mRefluxo) do combustível absorvido pelos injetores para a atuação destes.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bomba de alta pressão (6) recebe o combustível de uma bomba de baixa pressão (10), no racn de AmernÂnria condn rnncidorada a otana adirinnal do declinar a hnmha do haiva pressão (10).

3. Método, de acordo com uma qualquer dentre as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, no caso de emergência, as aberturas complementares dos injetores (4) são feitas quando as referidas aberturas complementares não originam a combustão e conseqüentemente distribuição do torque indesejado.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as aberturas complementares dos injetores (4) são feitas durante a etapa de exaustão dos cilindros (3) e durante a parte terminal da etapa de expansão dos cilindros (3).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de compreender a etapa adicional de redução, no caso de emergência, do fluxo do ar retirado pelos cilindros (3) quando os injetores são acionados para aumentar o fluxo de combustível injetado nos cilindros com relação ao fluxo necessário para gerar o torque exigido pelo controle do motor.

6. Método, de acordo com uma qualquer dentre as reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de que, no caso de emergência, os injetores (4) são acionados somente para aumentar o fluxo (mRefluxo) do combustível absorvido pelos próprios injetores (4) para seu acionamento e, somente no caso de necessidade, também são acionados para aumentar o fluxo (mmj) do combustível injetado nos cilindros (3) com relação ao fluxo necessária para a geração do torque exigido pelo controle do motor.

7. Método, de acordo com uma qualquer dentre as reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de compreender as etapas adicionais de: determinar, para os injetores (4) um valor de limite (ETmin) de modo que cada injetor (4) não realize qualquer injeção do combustível se não for acionado por um intervalo de tempo mais curto do que o valor de limite (ETmin); e aumentar, no caso de emergência, do fluxo (mRefluxo) do combustível absorvido pelos injetores (4) para seu acionamento ao acionar os próprios injetores (4) por um intervalo de tempo de acionamento (ETred) mais curto do que o valor de limite (ETmin) quando os próprios injetores (4) não forem usados para a injeção do combustível exigido pelo processo de combustão.

8. Método, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7 caracterizado pelo fato de que a condição de emergência é determinada mesmo quando um mau funcionamento de um sensor de pressão (13) que mede a pressão do combustível dentro da galeria (5) é detectado.

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