ES2252131T3 - Dispositivo para detectar fallos en un sistema de suministro de combustible de alta presion. - Google Patents
Dispositivo para detectar fallos en un sistema de suministro de combustible de alta presion.Info
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Abstract
Un dispositivo para la detección de un fallo en un sistema de suministro de combustible de alta presión, que comprende: una válvula (1) de inyección de combustible para inyectar el combustible en un motor (10) de combustión interna con una temporización de la inyección predeterminada; una cámara de acumulación de presión (3) para almacenar el combustible presurizado y a la cual se encuentra conectada la válvula de inyección de combustible (1); una bomba de combustible (5) para suministrar el combustible presurizado a la camara de acumulación de la presión (3) durante una carrera de suministro de combustible de forma tal que la presión del combustible en la cámara de acumulación de la presión (3) llegue a tener un valor predeterminado, en el que la bomba de combustible (5) está provista con un dispositivo (5a) de control de la cantidad de descarga predeterminada de un tipo de regulación de succión que interrumpe el suministro de combustible descargado de la bomba de combustible (5) hasta lacámara de acumulación de presión (3) después del inicio de la carrera de suministro de combustible de la bomba de combustible (5) durante un periodo de interrupción determinado dependiendo de las condiciones operativas del motor.
Description
Dispositivo para detectar fallos en un sistema de
suministro de combustible de alta presión.
La presente invención está relacionada con un
dispositivo para detectar un fallo en un sistema de suministro de
combustible de alta presión. Más específicamente, la invención está
relacionada con un dispositivo para detectar un fallo tal que como
una fuga de combustible en un sistema de inyección de combustible de
alta presión de un motor de combustión interna.
Se conoce en el arte un sistema de inyección de
combustible de alta presión del tipo de raíl común. En el sistema de
inyección de combustible de raíl común, el combustible se suministra
a una cámara común (raíl común) de acumulación de la presión, y el
combustible a alta presión en el raíl común es inyectado a los
respectivos cilindros a partir de las válvulas de inyección de
combustible conectadas al raíl común.
El sistema de inyección de combustible de tipo de
raíl común utiliza combustible a una muy alta presión. Es decir, es
necesario por tanto detectar en forma fiable un fallo tal como una
fuga de combustible en cualquier parte del sistema. Para dicho fin,
se han propuesto varios métodos de detección de un fallo tal como la
fuga del combustible.
Un método de detección de un fallo de esta clase
ha sido propuesto por ejemplo en la patente
EP-1039117 y en la publicación de patentes japonesas
no examinadas (Kokai) número 10-299557. El
dispositivo de la publicación número 10-299557
incluye un sensor de presión para detectar la presión del
combustible en el raíl común, y medios de detección del fallo. Los
medios de detección del fallo miden una diferencia en la presión de
combustible en el raíl común antes y después de que el combustible
haya sido inyectado desde la válvula de inyección de combustible,
es decir, mide la caída de presión en el raíl común debida a la
inyección del combustible. Los medios de detección del fallo
calculan además la caída de presión en el raíl común debida a la
inyección del combustible basándose en la cantidad de inyección de
combustible determinada por las condiciones operativas del motor y
el cambio en el modulo de compresibilidad de la elasticidad del
combustible debido a la temperatura y a la presión. Los medios de
detección del fallo en la publicación numero
10-299557 determinan que el sistema de inyección de
combustible ha fallado cuando la diferencia entre la caída de
presión medida y la caída de presión calculada es mayor que un
valor de evaluación predeterminado.
Es decir, en el dispositivo anteriormente
mencionado, la cantidad Q de combustible por un unidad de tiempo de
la inyección se calcula a partir de la condición operativa (carga)
del motor de combustión interna, y la caída estimada \DeltaP de
presión de combustible en el raíl común antes y después de la
inyección del combustible se calcula basándose en la cantidad de
inyección de combustible Q mediante la formula \DeltaP = (K / V) x
Q. En este caso, K en la fórmula anterior es un modulo de
compresibilidad de la elasticidad del combustible, V es el volumen
de una parte de alta presión que incluye un volumen del raíl común,
un volumen de la tubería de suministro de alta presión hasta el
raíl común y un volumen de una tubería desde el raíl común hasta la
válvula de inyección del combustible, y V es una constante.
Adicionalmente, el modulo de compresibilidad de la elasticidad K se
determina basándose en la presión de combustible en curso detectada
por el sensor de presión antes o después de la inyección de
combustible y para una temperatura. En el dispositivo de inyección
de combustible del tipo de raíl común, en general, la presión del
combustible varía a través de un rango muy amplio (por ejemplo, de
10 MPa hasta 150 MPa), dependiendo de las condiciones operativas.
Mediante la determinación del modulo de compresibilidad de la
elasticidad basándose en la presión del combustible en curso y la
temperatura en el instante de la detección del fallo, puede
determinarse con precisión un fallo tal como una fuga del
sistema.
La caída de presión en el raíl común antes y
después de la inyección del combustible varía en proporción a la
cantidad de combustible que fluye del raíl común dentro de un
periodo para la detección de la caída de presión (dentro de un
periodo de evaluación). En consecuencia, cuando la cantidad de
combustible que fluye del raíl común antes y después de la inyección
de combustible es igual a Q, la caída medida de la presión en el
raíl común antes y después de la inyección de combustible llegará a
ser igual al valor calculado anterior \DeltaP. En consecuencia,
cuando la diferencia entre la caída medida de presión en el raíl
común y el valor calculado \DeltaP de la misma es mayor que el
valor de evaluación predeterminado, por ejemplo, cuando la caída en
curso de la presión es mayor que el valor estimado \DeltaP en más
de un cierto grado, significará que la cantidad de combustible que
fluye desde el raíl común es mayor que la cantidad Q de inyección de
combustible. Puede determinarse por tanto que el combustible tiene
una fuga en el sistema de combustible (raíl común, válvulas de
inyección de combustible, etc.).
Al detectar un fallo, tal como una fuga de
combustible, basándose en un cambio en la presión en el raíl común
antes y después de la inyección de combustible según se expone en la
publicación número 10-299557, no obstante, es
necesario que el periodo de la inyección de combustible y el periodo
de suministro del combustible a alta presión desde la bomba de
combustible no se solapen entre sí.
Es decir, cuando el periodo de la inyección de
combustible se solapa sobre el periodo de suministro del combustible
a alta presión, sucede que parte del combustible fluye por el raíl
común debido a la inyección de combustible, y al mismo tiempo parte
del combustible fluye hacia el interior del raíl común debido al
suministro de combustible desde la bomba de combustible. En
consecuencia, la caída de presión debida a la inyección de
combustible queda cancelada por la elevación de presión debida al
combustible que está entrando. En consecuencia, la caída de presión
en el raíl común antes y después de la inyección de combustible
llega a ser con frecuencia pequeña a pesar de que el combustible
tenga fugas reales en el raíl común. Incluso en este caso, la fuga
de combustible puede determinarse correctamente si se calcula con
precisión la cantidad de combustible suministrada al raíl común
desde la bomba de combustible durante el periodo de inyección de
combustible. No obstante, el combustible no está siendo
suministrado continuamente al raíl común a través del periodo de
suministro por la bomba de combustible, y es difícil calcular con
precisión la cantidad de combustible que está siendo suministrada
al raíl común durante el periodo de inyección de combustible. Por
ejemplo, si se utiliza una bomba de combustible de un tipo de
control de la capacidad de regulación de succión, la cantidad de
descarga de la bomba está controlada mediante el ajuste de la
temporización de una carrera de suministro real (descarga) de la
bomba. Es decir, la carrera de suministro real en la cual el
combustible se descarga realmente desde la bomba comienza con un
cierto tiempo después de que haya comenzado la carrera mecánica de
suministro (geométrica), y el tiempo entre el inicio de la carrera
de suministro real y el inicio de la carrera de suministro mecánica
se ajusta con el fin de controlar la cantidad de descarga de la
bomba. Adicionalmente, existe una dispersión en la temporización
del inicio de la carrera de suministro real de combustible y la
velocidad del suministro del combustible (la cantidad de combustible
descargado por la bomba de combustible por unidad de tiempo durante
la carrera de suministro efectivo de combustible, dependiendo de las
bombas individuales). Es difícil por tanto calcular con precisión la
cantidad de combustible que fluye al interior del raíl común dentro
de un periodo de tiempo específico (por ejemplo, el periodo entre la
detección de la presión antes y después de la inyección del
combustible).
El dispositivo de inyección de combustible
expuesto en la publicación numero 10-299557 utiliza
una bomba que suministra el combustible a un motor de combustión
interna de cuatro cilindros, con una frecuencia de dos veces por
revolución del motor. En consecuencia, es posible ajustar el periodo
de suministro del combustible de la bomba de forma que el periodo de
suministro del combustible no se solape con el periodo de inyección
de combustible. No obstante, cuando se utiliza una bomba de
combustible que inyecta una única vez por cada revolución del motor,
como el combustible es inyectado dos veces durante un periodo de
suministro de combustible, es inevitable que el combustible se
suministre al raíl común durante el periodo de inyección del
combustible.
A la vista de los problemas tal como han expuesto
anteriormente, es un objeto de la presente invención el proporcionar
un dispositivo para la detección de un fallo en un sistema de
suministro de combustible de alta presión, que haga posible el poder
detectar correctamente cualquier fallo en el sistema de combustible
mediante la minimización del efecto de que el combustible fluya en
el raíl común durante el periodo de evaluación incluso cuando se
utilice una bomba de combustible que tenga un periodo relativamente
largo de suministro de combustible.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un dispositivo para la detección de un fallo en un
sistema de suministro de combustible de alta presión, que comprende
una válvula de inyección de combustible para la inyección del
combustible en un motor de combustión interna con una temporización
de inyección predeterminada, una cámara de acumulación de la presión
para almacenar el combustible presurizado y a la cual se encuentra
conectada la válvula de inyección de combustible, una bomba de
combustible para suministrar el combustible presurizado a la cámara
de acumulación de la presión durante un periodo predeterminado de
suministro del combustible, de forma tal que la presión del
combustible en la cámara de acumulación de la presión llega a ser un
valor predeterminado, y medios de detección de la presión para
detectar la presión del combustible en la cámara de acumulación de
la presión, en donde se detecta un fallo en el sistema de
suministro de combustible mediante la comparación de un cambio en la
presión del combustible en la cámara de acumulación de la presión,
detectado por los medios de detección de la presión durante un
periodo de evaluación predeterminado, con un valor estimado del
cambio en la presión del combustible en la cámara de acumulación de
presión durante el periodo de evaluación calculado basándose en las
condiciones operativas del motor, caracterizado porque el
combustible se inyecta desde la válvula de inyección del combustible
durante el periodo de suministro del combustible de la bomba de
combustible, y en donde el periodo de evaluación se ajusta de forma
tal que llega a ser mínima la cantidad esperada de combustible
suministrado a la cámara de acumulación de combustible durante el
periodo de evaluación.
Es decir, en la presente invención, se detecta un
cambio en la presión en un periodo en el cual se espera que la
cantidad de combustible que fluye hacia el interior de la cámara de
acumulación de presión desde la bomba de combustible llegue a ser
mínima. Usualmente, existe un periodo en el cual no se suministra
combustible desde la bomba a la cámara de acumulación de presión
durante la carrera de suministro para controlar la cantidad de
suministro de combustible al interior de la cámara de acumulación de
presión. El periodo en el cual no se suministra combustible varía
dependiendo de las condiciones operativas del motor, tales como la
carga y la velocidad rotacional del motor, y se ajusta para que
tenga lugar a la primera mitad de la carrera de suministro de
combustible de la bomba o bien en la última mitad de la misma,
dependiendo del sistema de control del régimen de flujo de la bomba
de combustible. En la presente invención, el periodo en el cual se
detecta la presión en la cámara de acumulación de la presión se
selecciona de forma tal que considerando el tipo de control de la
capacidad de la bomba, llegue a ser mínima la cantidad esperada de
suministro de combustible hacia la cámara de acumulación de la
presión, es decir, en un periodo en el cual es lo más probable que
no se suministre combustible a la cámara de acumulación de presión
desde la bomba de combustible. En consecuencia, el efecto de la
circulación de combustible en la cámara de acumulación de presión
durante el periodo de suministro de combustible queda minimizado, y
la precisión de la detección del fallo puede ser incrementada
incluso aunque se utiliza una bomba que tenga un periodo ampliado
de suministro de
combustible.
combustible.
la figura 1 es un diagrama que muestra
esquemáticamente la constitución de una realización de la presente
invención cuando se aplica a un sistema de suministro de
combustible de alta presión de un motor Diesel de un automóvil;
la figura 2 es un diagrama de las
temporizaciones de distribución que muestra un régimen geométrico
de suministro de combustible de una bomba de combustible y un cambio
en la presión del raíl común cuando no existe fuga alguna de
combustible;
la figura 3 es un diagrama que muestra la
configuración de un periodo de evaluación;
las figuras 4A a 4C son diagramas que muestran
un método para configurar un periodo de evaluación que es diferente
del expuesto en la figura 3;
la figura 5 es un diagrama que muestra la
configuración del periodo de evaluación basándose en el método de
las figuras 4A a 4C; y
la figura 6 es un diagrama que muestra otra
realización de la presente invención en la cual se incrementa la
precisión de la evaluación de la fuga mediante el cambio del perfil
de la leva de la bomba de combustible.
Se describirá a continuación la realización de la
invención con referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 es un diagrama que muestra
esquemáticamente la constitución de una realización de la presente
invención al aplicarse a un motor Diesel de un automóvil.
En la figura 1, el numeral de referencia 1 denota
las válvulas de inyección de combustible para inyectar directamente
el combustible en los cilindros de un motor de combustión interna 10
(motor Diesel de cuatro cilindros en esta realización), y el numeral
3 denota una cámara común (raíl común) de acumulación de presión a
la cual están conectadas las válvulas 1 de inyección de combustible.
El raíl común 3 tiene la función de almacenar el combustible
presurizado desde la bomba de suministro de combustible de alta
presión (de ahora en adelante denominada como la "bomba de
combustible") y distribuir el combustible a cada una de las
válvulas 1 de inyección de combustible. La bomba de combustible se
explicará más adelante.
En la figura 1 además el numeral de referencia 7
denota un depósito de combustible que almacena el combustible
(gasoil de motor Diesel en esta realización) del motor 10, y el
numeral de referencia 9 denota una bomba de suministro a baja
presión para suministrar el combustible a la bomba de combustible a
través de la tubería 13 de baja presión.
El combustible descargado de la bomba de
combustible 5 es suministrado al raíl común 3 a través de la tubería
17 de alta presión, y es inyectado dentro de los cilindros del
motor de combustión interna desde el raíl común a través de las
válvulas 1 de inyección de combustible.
En la figura 1, el numeral de referencia 20
denota una unidad de control electrónico (ECU) para controlar el
motor. La ECU 20 es un microcomputador de un tipo conocido que
incluye una memoria de solo lectura (ROM), una memoria de acceso
aleatorio (RAM), un microprocesador (CPU) y un puerto de
entrada/salida, los cuales están conectados conjuntamente a través
de un bus bidireccional. Tal como se describirá más adelante, la
ECU 20 ejecuta la operación de control de presión del combustible
mediante el ajuste de la cantidad de combustible suministrado al
raíl común 3 desde la bomba de combustible 5 mediante el control de
la operación de apertura/cierre de una válvula 5a de regulación de
la succión de la bomba de combustible 5, y mediante el control de la
presión de combustible en el raíl común 3, de acuerdo con la carga y
la velocidad rotacional del motor. La ECU 20 controla además la
cantidad de combustible inyectado en los cilindros, mediante el
control del tiempo de apertura de la válvula 1 de inyección del
combustible.
Con el fin de llevar a cabo la operación de
control anterior, el puerto de entrada de la ECU 20 recibe, a través
de un convertidor AD 34, una señal de voltaje correspondiente a la
presiona del combustible en el raíl común 3 desde un sensor de
presión del combustible 31 dispuesto en el raíl común 3, y además
recibe a través de otro convertidor AD 34, una señal correspondiente
a la cantidad operacional (magnitud de la depresión) del pedal del
acelerador desde un sensor del grado de abertura del acelerador 35
que se suministra para un pedal del acelerador del motor (no
mostrado).
El puerto de entrada de la ECU 20 recibe además
desde un sensor 37 del ángulo de giro dispuesto cerca del cigüeñal
(no mostrado) del motor, dos señales, es decir, una señal del
impulso de referencia generada cuando el cigüeñal llega a una
posición rotacional de referencia (por ejemplo, el punto muerto
superior del primer cilindro) y la señal del impulso rotacional que
se genera para cada ángulo rotacional predeterminado del
cigüeñal.
La ECU 20 calcula la velocidad rotacional del
cigüeñal a partir del intervalo entre las señales del impulso
rotacional y detecta el ángulo de rotación (fase) del cigüeñal
mediante el cómputo de las señales de impulsos rotacionales
recibidos después de recibir la señal del impulso de referencia.
El puerto de salida de la ECU 20 está conectado a
las válvulas 1 de inyección de combustible, a través de un circuito
de control 40, para controlar la operación de las válvulas 1 de
inyección del combustible, y estando conectado además a través de
otro circuito de control 40 a un actuador de solenoide que controla
la apertura/cierre de la válvula 5a de regulación de la succión de
la bomba de combustible 5, con el fin de controlar la cantidad de
suministro de combustible de la bomba 5.
En esta realización, la bomba de combustible 5 es
una bomba del tipo de pistón que tiene dos cilindros. El pistón en
cada cilindro de la bomba 5 tiene un movimiento de vaivén o
recíproco en el cilindro, siendo presionados por una leva formada
sobre un eje motriz del pistón en la bomba. La lumbrera de succión
de cada cilindro está provista con una válvula de regulación de la
succión que se abre y se cierra mediante un actuador de solenoide.
En esta realización, el eje motriz del pistón está accionado por el
cigüeñal (no mostrado) del motor 10, y haciendo que gire a una
velocidad igual a la mitad del cigüeñal en sincronización con el
mismo. Adicionalmente, en el eje motriz del pistón de la bomba 5 se
encuentra formada una leva que tiene una parte ascendente en la
parte que entra en acoplamiento con el pistón. El pistón de la
bomba 5 descarga el combustible en sincronización con la carrera de
cada cilindro del motor 10. En esta realización, los dos cilindros
de la bomba 5 suministran el combustible presurizado al raíl común 3
al mismo tiempo, respectivamente, conforme el cigüeñal gira 720
grados en sincronismo con la revolución del motor. Es decir, en esta
realización, el combustible presurizado es suministrado dos veces
desde la bomba de combustible 5 mientras que el cigüeñal del motor
10 gira 720 grados, y el combustible es inyectado en los dos
cilindros (dos veces) por cada vez que se produce el suministro de
combustible desde la bomba de combustible 5.
Esta realización controla la magnitud de descarga
de la bomba de combustible mediante el denominado control del tipo
de regulación de la succión, en el cual la ECU 20 cambia la
temporización de sincronización del cierre de la válvula 5a de
regulación de la succión en la carrera descendente (de succión) del
pistón en cada cilindro de la bomba, para controlar por tanto la
magnitud de descarga de combustible en la carrera de suministro de
la bomba de combustible 5. Es decir, en esta realización, conforme
el cilindro inicia la carrera de succión que pasa sobre la parte más
superior de elevación de la leva, la ECU 20 suministra una corriente
eléctrica al actuador de solenoide de la válvula 5a de regulación de
la succión durante un periodo de tiempo predeterminado después del
inicio de la carrera de succión para mantener abierta la válvula 5a
de regulación de la succión. En consecuencia, el combustible
circula hacia el interior del cilindro conforme desciende el pistón.
Después de pasar el periodo predeterminado anterior, la ECU 20
interrumpe el suministro de la corriente eléctrica hacia el
actuador de solenoide, de forma que se cierre la válvula 5a de
regulación de la succión. En la siguiente carrera de succión, por
tanto, puesto que no se suministra combustible hacia el cilindro, el
pistón se mantiene bajado, y el pistón permanece alejado de la leva.
A continuación, conforme se inicia de nuevo la carrera de
suministro y la leva gira hasta una posición que entre en contacto
con el pistón retenido en la posición baja, el pistón se desplaza al
ser presionado por la leva. En consecuencia, el combustible se
descarga realmente desde la bomba de combustible 5 y siendo
suministrado hacia el raíl común 3 pasando a través de una válvula
de seguridad 15. En este caso, el combustible es suministrado desde
cada cilindro hasta el raíl común 3 solo en una cantidad que se
carga al interior de la cámara de la bomba durante la carrera de
succión. Mediante el control del tiempo de abertura de la válvula de
regulación 5a de succión, por tanto, la cantidad de combustible
suministrado al raíl común 3 puede se controlada con precisión. En
el control del tipo de regulación de la succión de la bomba de
combustible 5, según lo descrito anteriormente, el suministro de
combustible al raíl común 3 se interrumpe después de que se inicie
la carrera de suministro (descarga) de la bomba de combustible
durante un periodo determinado por la cantidad de combustible a
suministrar al raíl común 3.
En esta realización, la ECU 20 configura una
presión de combustible de objetivo en el raíl común basándose en la
carga del motor y la velocidad del motor utilizando la relación
almacenada por adelantado en la memoria ROM, y controlando la
realimentación la cantidad de descarga de la bomba 5, de forma que
la presión del combustible en el raíl común detectada por el sensor
31 de presión de combustible llegue a ser igual a la presión de
combustible de objetivo. La ECU 20 controla además el tiempo de
apertura de la válvula (tiempo de inyección de combustible) de
inyección 1, basándose en la carga del motor y en la velocidad del
motor, utilizando una relación predeterminada almacenada por
adelantado en la memoria ROM.
En esta realización se hace que varíe la presión
del combustible en raíl común 3, dependiendo de las condiciones
operativas del motor, para ajustar el régimen de inyección de la
válvula de inyección de combustible 1 de acuerdo con las condiciones
operativas, y la cantidad de inyección de combustible se ajusta de
acuerdo con las condiciones operativas mediante la variación de la
presión de combustible y el tiempo de inyección del combustible.
En el dispositivo de inyección de combustible del tipo de raíl común
de esta realización, por tanto, la presión de combustible en el raíl
común varía de acuerdo con un rango muy amplio (a través de un
rango de por ejemplo aproximadamente 10 Mpa hasta 150 Mpa),
dependiendo de las condiciones operativas (tales como la carga del
motor y la velocidad) del motor.
A continuación se expondrá el principio de la
detección de fallos en el sistema de inyección de combustible de
acuerdo con la realización.
La figura 2 es un diagrama de temporizaciones que
muestran un régimen geométrico de suministro de combustible de la
bomba de combustible 5 y un cambio en la presión en el raíl común
cuando no exista ninguna fuga de combustible. El régimen del
suministro de combustible se expresa mediante el producto de la
cantidad de desplazamiento del pistón por unidad angular del
cigüeñal y el área de la sección del cilindro, es decir, el volumen
del combustible descargado desde la bomba de combustible por unidad
angular del cigüeñal cuando no esté regulada la magnitud de la
succión de combustible. El eje horizontal en la figura 2 representa
el ángulo de giro CA.
La figura 2 muestra un cambio en el régimen del
suministro de combustible y la presión en un ciclo de la bomba de
combustible 5 (un ángulo rotacional del cigüeñal del motor 10 de 720
grados). En este periodo, los dos cilindros (cilindros nº 1 y nº 2)
de la bomba de combustible 5 ejecutan la carrera de suministro de
combustible una sola vez, respectivamente. Además de ello, puesto
que se utiliza un motor de cuatro cilindros en esta realización, el
combustible es inyectado con un total de cuatro veces. En
consecuencia, el combustible se inyecta dos veces en cada carrera de
suministro de la bomba de combustible 5, es decir, el combustible es
inyectado durante la carrera de suministro. En la figura 2, los
símbolos FJ1, FJ2, FJ3 y FJ4 denotan las temporizaciones de la
inyección de combustible en las carreras de suministro. Tal como
se muestra en la figura 2, el combustible se inyecta una sola vez
en cada una de las primeras mitades (FJ1, FJ2) y en cada una de las
últimas mitades (FG12, FJ14) de las carreras de suministro de los
cilindros nº 1 y nº 2.
En esta realización, se detecta un fallo tal
como la fuga en el sistema de suministro de combustible basándose en
un cambio en la presión en el raíl común dentro de un periodo de
tiempo predeterminado (periodo de evaluación).
Es decir, si el volumen completo del sistema de
suministro de combustible de alta presión del raíl común 3 se denota
mediante VPC, el modulo de compresibilidad de la elasticidad del
combustible bajo la presión del combustible y a una temperatura en
el raíl común 3 por K, el volumen de combustible que circula en el
raíl común 3 durante el periodo de evaluación por QSalida, y el
volumen de combustible que circula en el raíl común durante el
periodo de evaluación por QEntrada, entonces la diferencia DPD en
la presión del raíl común entre el inicio y el final del periodo de
evaluación se expresará por la siguiente fórmula:
(1)DPD = (K /
VPC) x (QEntrada -
QSalida)
La cantidad de combustible QSalida que fluye
desde el raíl común 3 es por ejemplo la suma del combustible
inyectado durante el periodo de evaluación y la fuga continua de la
válvula de inyección de combustible. La cantidad de combustible
QEntrada que circula en el raíl común 3 es la cantidad de
combustible suministrado en el raíl común 3 desde la bomba de
combustible 5. Los volúmenes en la anterior fórmula están
expresados todos en términos de los volúmenes calculados bajo una
presión estándar (por ejemplo, 0,1 Mpa). En esta realización, el
fallo en el raíl común 3 se determina mediante la comparación de la
cantidad de cambio DPD en la presión durante el periodo de
evaluación calculado en la anterior fórmula (1) con la diferencia
DPDA (= CP2 - CP1) entre las presiones del raíl común en curso CP1 y
CP2 (figura 2) detectadas por el sensor de presión 31 en el inicio y
terminación del periodo de evaluación. Es decir, cuando el cambio en
curso DPDA en la presión del raíl común es menor que el valor
estimado DPD del cambio de la presión calculada por la fórmula (1)
(es decir, DPDA < DPD < 0), que significa que la cantidad de
combustible que circula desde el raíl común es mayor que el valor
esperado QSalida, y se determina que ha tenido lugar una fuga en el
sistema de suministro de combustible de alta presión, que incluye
las válvulas 1 de inyección de combustible, el raíl común 3 y
similares.
Con el fin de evaluar la fuga basándose en el
valor estimado DPD del cambio en la presión, no obstante, tienen que
evaluarse QSalida y QEntrada con precisión. La cantidad de
inyección de combustible se controla con precisión por la ECU 20 y
puede estimarse con precisión. La cantidad de fuga continua de la
válvula de inyección de combustible puede estimarse también con
precisión hasta cierto punto. En consecuencia, la precisión en la
estimación de QSalida es relativamente alta. No obstante, es difícil
estimar con precisión la cantidad de combustible suministrado al
raíl común 3 desde la bomba de combustible 5 en un periodo
específico.
El régimen del suministro de combustible en la
carrera de suministro de la bomba de combustible 5 varía dentro de
las tolerancias de fabricación en las bombas de combustible
individuales. La suma de la cantidad de combustible suministrado al
raíl común 3 por cada carrera de suministro de la bomba de
combustible 5 está controlada por realimentación, basándose en la
presión en el raíl común 3. Si se considera toda la carrera de
suministro, en consecuencia, la cantidad de combustible suministrado
al raíl común 3 estará controlada con precisión. Debido a la
dispersión en el régimen del suministro de combustible dependiendo
de las bombas de combustible, no obstante, es difícil calcular con
precisión la cantidad de combustible que circula en el raíl común 3
desde la bomba de combustible 5 dentro de un periodo específico
seleccionado a partir del periodo de suministro. Para evaluar
correctamente la fuga utilizando la formula anterior (1), en
consecuencia la tolerancia tiene que ser gestionada estrictamente
para cada una de las bombas de combustible 5 para minimizar la
dispersión en el régimen del suministro de combustible para cada una
de las bombas de combustible. Esto provoca el incremento del costo
de fabricación de la bomba de combustible 5.
No obstante, se observará a partir de la figura 2
que es muy baja la probabilidad de que el suministro de combustible
tenga lugar en la primera mitad de la carrera de suministro.
Al efectuar la operación de control de la
cantidad de descarga de la bomba de combustible por el control de
tipo de regulación por succión según lo descrito anteriormente, el
periodo en curso para suministrar el combustible al raíl común 3
(carrera de suministro efectiva) se inicia después del paso de un
periodo de parada predeterminado desde el inicio de la carrera de
suministro de la bomba de combustible 5 (figura 2). El periodo de
parada disminuye con el incremento en la cantidad de combustible
suministrado al raíl común 3, es decir, disminuye con el incremento
de la carga del motor. El periodo de parada casi no existe en un
estado en el que la carga sea muy grande. Bajo condiciones
operativas normales en las que la carga del motor no sea muy grande,
no obstante, el periodo de parada siempre existirá en la primera
mitad de la carrera de suministro de la bomba de combustible 5. En
el periodo de parada no se suministra combustible al raíl común 3
desde la bomba de combustible 5. En consecuencia, el valor de
QEntrada = 0 se mantiene independiente de la dispersión del régimen
del suministro de combustible durante el periodo de parada de la
carrera de suministro de la bomba de combustible 5.
En esta realización por tanto el periodo de
evaluación para medir el cambio en la presión en el raíl común 3 se
inicia simultáneamente con el inicio de la carrera de suministro de
la bomba de combustible 5, tal como se muestra en la figura 2 (punto
a), con el fin de incrementar la probabilidad de que la medida del
cambio en la presión se realice durante el periodo de parada en la
primera mitad de la carrera de suministro.
Es decir, en esta realización mediante el ajuste
del periodo d evaluación en la primera mitad de la carrera de
suministro de la bomba de combustible 5, puede suponerse que
QEntrada = 0 para la fórmula (1) para calcular DPD tal como:
(2)DPD = - (K /
VPC) x
QSalida
A continuación y mediante el uso del cambio en
curso en la presión DPDA = CP2 - CP1 calculada a partir de las
presiones CP1 y CP2 en el raíl común 3 detectadas por el sensor de
presión 31 en el inicio (punto a en la figura 2), y en el final
(punto b en la figura 2) del periodo de evaluación, se evaluará que
un fallo tal como la fuga ha tenido lugar en el sistema de
suministro de combustible de alta presión, cuando DPDA < DPD (se
observará que DPDA y DPD son valores negativos).
Adicionalmente, QSalida en la fórmula anterior
(2) es la suma de la cantidad de combustible inyectado desde la
válvula de inyección de combustible y la cantidad de la fuga
continua. Cuando el periodo de evaluación no está solapándose con la
temporización de la inyección de combustible, la evaluación puede
ser realizada suponiendo que el valor de QSalida es solo una fuga
continua.
No obstante, cuando la fuga se determina
basándose en la diferencia entre el valor estimado y el valor en
curso del cambio en la presión en el raíl común en el periodo de
evaluación en la primera mitad de la carrera de suministro de
combustible, la duración del periodo de evaluación, es decir, la
temporización para la finalización del periodo de evaluación (punto
b en la figura 2) es muy importante.
Al detectar la presión en el raíl común, el valor
mínimo (precisión de la detección de la presión) del cambio en la
presión que puede ser detectado por el sensor de presión 31 se
determina por un error (resolución) en la conversión AD de la salida
analógica del sensor de presión 31. Por ejemplo, cuando la anchura
de la caída de presión en la presión del raíl común (DPDA - DPD)
debida a la fuga durante el periodo de evaluación no es mayor que D
en el caso en el que la resolución en la conversión AD es D (Pa), no
será posible detectar el cambio en la presión debido a la
utilización del sensor de presión 31. En este caso, incluso aunque
exista la fuga de combustible de la cantidad D x (VPC/K) podrá
determinarse que no existe fuga en el sistema de combustible.
Usualmente, la magnitud QL de la fuga se expresa mediante la
cantidad de combustible de fuga del raíl común por unidad de tiempo.
En este caso, por tanto, la magnitud de la fuga que puede
detectarse, es decir, el error de detección QL1 de la fuga se
expresa por QL1 = D x (VPC/K)/T. En este caso, la precisión D de la
detección de presión del sensor de presión 31 permanece constante, y
por tanto la magnitud de la fuga que puede ser detectada por el
sensor de presión 31 disminuye en la proporción inversa a la
longitud T del periodo de evaluación. Es decir, el error de
detección de la fuga QL1 basado en la precisión de la detección del
sensor de presión 31 disminuye con el incremento en el periodo de
evaluación, es decir, disminuye conforme se retarda la temporización
(punto b) para la finalización del periodo de evaluación de la
figura 2.
Por el contrario, cuando el periodo de
evaluación se inicia simultáneamente con el inicio de la carrera de
suministro de la bomba de combustible 5 tal como se muestra en la
figura 2, llega a ser probable que la carrera real de suministro de
combustible se inicie durante el periodo de evaluación conforme
llega a ser largo el periodo de evaluación. En esta realización, se
supone que QEntrada = 0. En consecuencia, si la carrera real de
suministro de combustible de la bomba de combustible se inicia
durante el periodo de evaluación, la cantidad total de combustible
que haya circulado dentro del raíl común durante el periodo de
evaluación llega ser el error de detección de la fuga. Es decir,
cuando el combustible con una magnitud Q circula en el interior del
raíl común durante el periodo de evaluación, la fuga no podrá
detectarse a menos que el combustible tenga fuga en el raíl común
con una magnitud mayor que Q durante el periodo de evaluación.
Cuando el combustible circula en el interior del raíl común en una
cantidad Q durante el periodo de evaluación, en consecuencia, la
magnitud de la fuga que pueda ser detectada, es decir, el error de
detección de la fuga, llegará a ser QL2 = Q/T.
En esta realización, tanto el error de detección
de la fuga debido a la precisión de la detección del sensor de
presión 31, como al error de detección de la fuga debido a la
cantidad de combustible que circula en el raíl común, pueden tener
lugar de forma simultánea. En consecuencia, el error posible de
detección QE en esta realización llega a ser QE = QL1 + QL2 = (D x
(VPC/K)/T + (Q/T). En este caso, el periodo de evaluación T se
expresa mediante el tiempo (segundos). Cuando el periodo de
evaluación se convierte a un ángulo del cigüeñal TCA (ángulo
rotacional del cigüeñal desde el punto a hasta el punto b en la
figura 2), el error de detección de la fuga QE en esta realización
se expresa como QE = C x ((D x (VPC/K)/TCA) + (Q/TCA)), en donde C
es una constante de conversión determinada por la velocidad
rotacional del motor.
Tal como se comprenderá a partir de la fórmula de
cálculo del QE anterior, el error de detección de la fuga QE llega a
ser una función del periodo de evaluación TCA y varía dependiendo
de la longitud del periodo de evaluación. Con el fin de mejorar la
precisión de la detección de la fuga, en consecuencia, el periodo de
evaluación TCA tiene que ajustarse de forma que se minimice el error
de detección de la fuga QE.
En la formula de cálculo para calcular el error
de detección de la fuga QE, Q representa la cantidad de combustible
que circula dentro del raíl común durante el periodo comprendido
entre el inicio de la carrera de suministro real de combustible y
el final del periodo de evaluación. En la práctica, la carrera de
suministro real de combustible de la bomba de combustible varía
dependiendo de las condiciones operativas (carga) del motor y no
permanece constante. Incluso cuando la carrera de suministro real de
combustible sea la misma, la cantidad Q de combustible que circula
dentro del raíl común 3 durante el periodo de evaluación variará
debido a la dispersión de la tolerancia de cada una de las bombas de
combustible 5, y siendo virtualmente difícil calcular correctamente
la cantidad Q. En consecuencia, el valor que podría tener lugar
realmente (valor esperado) será el que se supondrá y se utilizará
como valor Q, y el periodo de evaluación se configurará de forma que
se minimice el error QE.
En esta realización, se utilizará un valor
máximo posible de la cantidad de combustible que circula dentro del
raíl común durante el periodo de evaluación para el valor esperado
de Q con el fin de configurar el periodo de evaluación de forma tal
que el error de detección QE sea lo más pequeño posible, incluso
aunque la cantidad de combustible que circule en el raíl común
llegue a ser de un valor máximo.
La cantidad Q de combustible que circula desde la
bomba de combustible 5 hasta el raíl común 5 llega a ser máxima
cuando no exista periodo de parada, es decir, cuando la carrera de
suministro real de combustible se inicie simultáneamente con el
inicio de la carrera de suministro de la bomba de combustible 5
(desde el punto a en la figura 2). Esta condición se denomina
algunas veces como un estado de suministro total. En este caso, Q
llega a ser igual a la cantidad de descarga geométrica de la bomba
de combustible 5 durante el periodo de evaluación. La cantidad de
descarga geométrica de la bomba de combustible 5 es una función del
ángulo de giro del cigüeñal. En la primera mitad de la carrera de
suministro, el valor QL2 = Q/TCA aumenta con el incremento del
periodo de evaluación TCA. En esta realización, la temporización
para la finalización del periodo de evaluación (punto b en la
figura 2) se configura de forma que el error de detección QE llegue
a ser mínimo teniendo en cuenta el caso en el que la cantidad Q
llega a ser máxima.
La figura 3 es un gráfico que muestra una
relación entre el error QL1 de detección de la fuga debido a la
precisión de detección del sensor de presión, al error QL2 de
detección de la fuga debido a la cantidad de descarga geométrica de
la bomba de combustible 5, y a periodo de evaluación TCA (valor del
ángulo de giro del cigüeñal).
Con referencia a la figura 3, el error QL1 de
detección de la fuga debido a la precisión de detección del sensor
de presión disminuye casi en proporción inversa al periodo de
evaluación TCA, mientras que el error QL2 de detección de la fuga
debido a la cantidad de descarga geométrica de la bomba de
combustible 5 se incrementa con un incremento en el periodo de
evaluación TCA. Tal como se muestra en la figura 3, por tanto,
siempre existirá una longitud del periodo de evaluación TCA0 para la
cual el error de detección de la fuga QE = QL1 + QL2 como conjunto
global llegue a tener un valor mínimo. En esta realización, QL1 y
QL2 se calculan como funciones de la longitud del periodo de
evaluación TCA, basándose en la cantidad de descarga geométrica de
la bomba y de la precisión de la detección (resolución de la
conversión AD) del sensor de presión 31, y la longitud del periodo
de evaluación TCA0 se determinará de forma que la suma QE llegue a
ser mínima. La temporización para el inicio del periodo de
evaluación (punto a en la figura 2) se hace que sea compatible con
la temporización del inicio de la carrera de suministro de la bomba
de combustible 5, y la temporización para la finalización del
periodo de evaluación (punto b en la figura 2) se configura de forma
que la longitud del periodo de evaluación llegue a ser TCA0.
De acuerdo con esta realización, en consecuencia,
llega a ser posible evaluar la fuga del sistema de suministro de
combustible de alta presión con un alto grado de precisión mediante
la minimización del efecto de la cantidad de combustible que circula
por el raíl común durante el periodo de evaluación.
Se describe más adelante otra realización de la
presente invención. Esta realización es diferente de la realización
anteriormente mencionada solo con respecto al cálculo del valor
esperado Q de la cantidad de combustible que circula dentro del raíl
común durante el periodo de evaluación, que sirve como base para la
configuración del periodo de evaluación TCA. Esta realización es la
misma que la realización anterior con respecto a los demás
temas.
En la realización anterior, la cantidad de
descarga geométrica de la bomba de combustible 5 durante el estado
de suministro total en el cual Q llega ser máximo, se utiliza para
el valor esperado Q. En la operación en curso, no obstante, la bomba
de combustible 5 se hace funcionar en el estado de suministro total
solo bajo condiciones particulares tales como cuando sea muy alta la
carga del motor. Usualmente, por tanto, la bomba de combustible se
hace funcionar raramente en el estado de suministro total.
En esta realización, el valor esperado Q se
determina tomando en consideración la probabilidad de la presencia
del inicio de la carrera de suministro real en el punto respectivo
en la carrera de suministro de la bomba de combustible. Mediante la
consideración de la probabilidad de la presencia del inicio de la
carrera de suministro real, se incrementa la precisión del valor
esperado Q.
Las figuras 4A a 4C son diagramas que muestran la
forma en que se calcula el valor esperado Q de la cantidad de
combustible de acuerdo con la presente realización.
La figura 4A es un diagrama que muestra
esquemáticamente un cambio en el régimen de suministro geométrico de
combustible (cantidad de combustible descargado de la bomba de
combustible por unidad rotacional angular del cigüeñal) durante la
carrera de suministro de un cilindro de la bomba de combustible 5,
en donde el eje vertical representa el régimen del suministro de
combustible y el eje horizontal (eje X) representa el ángulo de giro
del cigüeñal. Para simplificar la descripción además, en el eje
horizontal (ángulo de giro del cigüeñal), 0 representa el inicio de
la carrera de suministro geométrico del cilindro (punto muerto
inferior del pistón) y S representa el final de la carrera de
suministro geométrico (punto muerto superior del pistón). La
cantidad de de combustible descargado del cilindro durante el
periodo comprendido desde el inicio de la carrera de suministro (x =
0) hasta el ángulo del cigüeñal x es una función del ángulo del
cigüeñal x que está denotado por QG(x) en esta
realización. El valor de QC(x) llega a ser igual al área de
la zona sombreada en la figura 4A. En consecuencia, si el ángulo de
giro del cigüeñal en el extremo (punto b en la figura 2) del periodo
de evaluación está denotado por XB, la cantidad de combustible que
circula dentro del raíl común durante el periodo de evaluación está
denotado por QG(xB) cuando la bomba de combustible se
encuentra en el estado total de suministro.
A continuación, la figura 4B muestra un cambio,
dependiendo del ángulo de giro del cigüeñal x, del valor de la
función F(x) de la densidad de probabilidad, que representa
la probabilidad del inicio de la carrera de suministro real en un
instante del ángulo de giro del cigüeñal x durante la carrera de
suministro del cilindro. El valor de la función F(x) de la
densidad de probabilidad se encuentra haciendo funcionar el motor
mientras que cambia la carga y la velocidad rotacional en la forma
de una operación real, midiendo el numero de veces del inicio de la
carrera real de suministro en distintos ángulos individuales de giro
del cigüeñal, y dividiendo el numero de veces por el numero total
de los instantes de medida. El valor de la integración F(x)
concerniente a los valores de x desde 0 a S, es decir, el valor
0\SigmaS(F(x))dx llega a ser 1 (en la siguiente
descripción, el símbolo A\Sigma(C(x))dx representa
el valor obtenido por la integración de una función C(x)
desde A a B concerniente a x).
Con referencia a la figura 4B, la función de la
densidad de probabilidad llega a tener un valor más pequeño
conforme el ángulo de giro del cigüeñal llega a ser más pequeño, es
decir, conforme el ángulo de giro X se aproxima al punto de inicio
de la carrera de suministro y conforme se convierte en el valor
mayor cerca del centro de la carrera de suministro, llegando a ser
más pequeño, y conforme el ángulo de giro x se aproxima al punto de
finalización de la carrera de suministro.
Si la carrera de suministro real de la bomba se
inicia para un ángulo de giro del cigüeñal x (x \leq XB), no se
suministrará ningún combustible al raíl común hasta que el ángulo de
giro alcance el valor de x. En consecuencia, si el periodo de
evaluación termina en el ángulo de giro XB, la cantidad de
combustible que circula en curso dentro del raíl común durante el
periodo de evaluación llega a ser igual al valor obtenido mediante
la resta de la cantidad de suministro geométrico QG(x) antes
de que se inicie la carrera real de suministro (área sombreada en la
figura 4A), de la cantidad QG(x) que corresponde a la
cantidad de flujo durante el periodo de evaluación en el estado de
suministro total. Es decir, cuando el fin del periodo de evaluación
queda denotado por XB, la cantidad de combustible que circula dentro
del raíl común durante el periodo de evaluación se expresa como
QG(XB) - QG(x), que es una función del ángulo de giro
x en el inicio de la carrera de suministro total.
Adicionalmente, la probabilidad de que la carrera
de suministro real de la bomba se inicie desde el ángulo de giro x
durante la operación en curso se expresa mediante la función de la
densidad de probabilidad de F(x) en la figura 4B. En
consecuencia, si el valor esperado de la cantidad de combustible que
circula en el raíl común cuando la carrera de suministro real se
inicia en x se denota por Q(x), en que Q(x) llega a
ser igual al valor obtenido por la multiplicación de la cantidad de
combustible QG(XB) - QG(x) que circula dentro del raíl
común cuando la carrera de suministro real se inicia desde el ángulo
de giro x por la probabilidad F(x) de que la carrera de
suministro real de la bomba se inicie desde el ángulo de giro x, es
decir, Q(x) = F(x) x (QG(XB) -
QG(x)).
El valor de Q(x) obtenido por la fórmula
anterior es la cantidad de combustible que circula cuando la carrera
de suministro real se inicia en el ángulo de giro x. En la práctica,
la carrera de suministro real puede iniciarse en cualquier punto en
el periodo de evaluación (entre el periodo del ángulo de giro desde
0 a XB). En consecuencia, el valor esperado Q de la cantidad total
de combustible que circula termina el periodo de evaluación en XB
llega a tener un valor obtenido por la integración Q(x)
concerniente a x desde 0 a XB, es decir, Q = 0\SigmaXB
(Q(x))dx = 0\SigmaXB(F(x) x (QG(XB) -
QG(x)dx.
Es decir, en este caso el valor esperado Q de la
cantidad que circula llega a ser una función del final del periodo
de evaluación XB y se expresa, por ejemplo, tal como se muestra en
la figura 4C.
En esta realización, el error de detección de la
fuga QL2 debido al combustible que circula se calcula utilizando el
valore esperado Q de la cantidad de combustible que circula (figura
4C) que se calculó según se ha descrito anteriormente de la misma
forma que en la realización anterior, y en donde la temporización
TCA0 del final del periodo de evaluación se calcula para minimizar
la suma QE de los errores de detección de la fuga QL1 y QL2 debidos
a la precisión de la detección del sensor de presión (figura 5).
De acuerdo con esta realización, puesto que el
valor esperado de la cantidad de combustible que circula en el raíl
común durante el periodo de evaluación puede calcularse como el
valor que cumpla con el funcionamiento en curso, mejorándose
adicionalmente la precisión de la detección de la fuga.
Aunque las realizaciones anteriormente
mencionadas han tratado de exponer los casos de utilización de la
bomba de combustible con control de la capacidad del tipo de
regulación por succión, se observará que la invención puede ser
aplicada también al caso en el que se utilice el control de
capacidad del tipo de regulación por descarga. En la bomba de
combustible de control de capacidad del tipo de regulación por
descarga, una válvula de vertido conectada en el lado de descarga
de la bomba se abre durante la carrera de suministro de la bomba
para interrumpir el suministro de combustible al raíl común. Cuando
se abre la válvula de vertido, se produce una caída de la presión
de descarga de la bomba de combustible, por lo que se cierra la
válvula de seguridad de descarga 15a de la bomba. Después de
abrirse la válvula de vertido, en consecuencia, no llega combustible
al raíl común. En la bomba de combustible del tipo de regulación por
descarga, en consecuencia, el periodo de parada del suministro de
combustible tiene lugar en la última mitad de la carrera de
suministro de la bomba.
Cuando se utiliza la bomba de combustible de
control de la capacidad del tipo de regulación por descarga, en
consecuencia, el periodo de evaluación se configura en la última
mitad de la carrera de suministro de la bomba, y la temporización
del fin del periodo de evaluación se hace que esté de acuerdo con la
temporización del final de la carrera de suministro de la bomba, y
la temporización del inicio del periodo de evaluación se configura
de forma que el error de la detección de la fuga llegue a ser
mínimo. El periodo de evaluación (temporización para iniciar el
periodo de evaluación) para minimizar el error de la detección de la
fuga puede configurarse exactamente de igual forma que en la
realización anteriormente mencionada, y no se describe aquí de nuevo
con detalle.
En las realizaciones anteriormente mencionadas,
no se determina en que instante de la carrera de suministro se
inicia la carrera de suministro de combustible real para ajustar la
cantidad de descarga de la bomba de combustible. Mediante el
ajuste, por ejemplo, del perfil de la leva de la bomba de
combustible, es posible siempre generar un periodo de interrupción
del suministro de combustible en la etapa inicial de la carrera de
suministro de la bomba de combustible. La figura 6 es un diagrama
que muestra el régimen de suministro de combustible de la bomba de
suministro cuando exista una sección de elevación cero de la leva en
un periodo predeterminado en la etapa inicial de la carrera de
suministro al configurar el perfil de la leva de la bomba de
combustible. Mediante la configuración del perfil de la leva de la
bomba de forma que se produzca el periodo de parada del suministro
de combustible durante la carrera de suministro (en la etapa inicial
o en la etapa última de la carrera de suministro), la cantidad Q de
combustible que circula en el raíl común llega a ser necesariamente
de valor cero durante este periodo.
De acuerdo con la presente invención, el fallo
en el sistema de suministro de combustible de alta presión puede ser
detectado con precisión mediante la minimización del efecto del
combustible que circule en el raíl común durante el periodo de
evaluación.
Una declaración adicional de la invención es que
el combustible de alta presión se suministra desde una bomba 5 de
inyección de combustible de alta presión al interior de un raíl
común 3, y que posteriormente es suministrado a las válvulas 1 de
inyección de combustible desde el raíl común. Un circuito de
control (ECU) 20 compara un cambio en la presión del combustible en
el raíl común detectado por un sensor de presión 31 del combustible
durante un periodo de evaluación con un valor estimado de cambio en
la presión durante el periodo de evaluación para evaluar la fuga de
combustible del raíl común. El periodo de evaluación se configura
para que tenga lugar en un periodo en el cual se estima que el
combustible circule en una cantidad mínima en la cámara de
acumulación de presión en la primera mitad o en la última mitad de
la carrera de suministro de combustible. Esto minimiza el efecto del
combustible que circula en el raíl común, y mejora la precisión de
la detección de fugas.
Claims (5)
1. Un dispositivo para la detección de un fallo
en un sistema de suministro de combustible de alta presión, que
comprende:
una válvula (1) de inyección de combustible para
inyectar el combustible en un motor (10) de combustión interna con
una temporización de la inyección predeterminada;
una cámara de acumulación de presión (3) para
almacenar el combustible presurizado y a la cual se encuentra
conectada la válvula de inyección de combustible (1);
una bomba de combustible (5) para suministrar el
combustible presurizado a la cámara de acumulación de la presión (3)
durante una carrera de suministro de combustible de forma tal que la
presión del combustible en la cámara de acumulación de la presión
(3) llegue a tener un valor predeterminado, en el que la bomba de
combustible (5) está provista con un dispositivo (5a) de control de
la cantidad de descarga predeterminada de un tipo de regulación de
succión que interrumpe el suministro de combustible descargado de la
bomba de combustible (5) hasta la cámara de acumulación de presión
(3) después del inicio de la carrera de suministro de combustible de
la bomba de combustible (5) durante un periodo de interrupción
determinado dependiendo de las condiciones operativas del motor;
y
medios de detección de la presión (31) para
detectar la presión del combustible en la cámara de acumulación de
la presión (3);
en el que un fallo en el sistema de suministro de
combustible se detecta mediante unos medios para comparar un cambio
en la presión del combustible en la cámara de acumulación de presión
(3) detectado por los medios de detección de la presión (31) durante
un periodo de evaluación predeterminado con un valor estimado de
cambio en la presión de combustible en la cámara de acumulación de
presión (3) durante el periodo de evaluación calculado basándose en
las condiciones operativas del motor, en la temporización de tiempos
(a) para el inicio del periodo de evaluación que se configura para
un instante de inicio de la carrera del suministro de combustible de
la bomba de combustible (5); y
en el que el combustible se inyecta desde la
válvula (1) de inyección de combustible durante la carrera de
suministro de combustible de la bomba de combustible (5),
caracterizado porque:
la temporización (b) para terminar el periodo de
evaluación se configura para un instante (TCAO) que minimice el
error de detección de la fuga (QE), siendo el error de la detección
de la fuga (QE) la suma del primer error de detección de la fuga
(QL1) debido a la precisión de la detección de los medios de
detección de la presión (31) y el segundo error de detección de la
fuga (QL2) debido a la magnitud esperada del combustible
suministrado a la cámara de acumulación de presión (3) durante el
periodo de evaluación, en el que el primer error de detección de la
fuga (QL1) disminuye y en el que el segundo error de la detección de
la fuga (QL2) aumenta con el incremento del periodo de
evaluación.
2. Un dispositivo para detectar un fallo en el
sistema de suministro de combustible de alta presión, que
comprende:
una válvula (1) de inyección de combustible para
inyectar combustible en un motor de combustión interna (10) con una
temporización de inyección predeterminada;
una cámara de acumulación de presión (3) para
almacenar el combustible presurizado y a la cual está conectada la
válvula (1) de inyección de combustible;
una bomba de combustible (5) para suministrar el
combustible presurizado a la cámara de acumulación de presión (3)
durante la carrera de suministro de combustible, de forma tal que la
presión del combustible en la cámara de acumulación de presión (3)
llegue a ser de un valor predeterminado, y
medios de detección de la presión (31) para
detectar la presión de combustible en la cámara de acumulación de la
presión (3);
en el que un fallo en el sistema de suministro de
combustible se detecta mediante medios para comparar un cambio en la
presión de combustible en la cámara de acumulación de presión (3)
detectada por los medios de detección de la presión (31) durante un
periodo de evaluación predeterminado con un valor estimado de cambio
en la presión del combustible en la cámara de acumulación de presión
(3) durante el periodo de evaluación calculado basándose en las
condiciones operativas del motor; y
en el que el combustible es inyectado desde la
válvula de inyección de combustible (1) durante la carrera de
suministro de combustible de la bomba de combustible (5),
caracterizado porque la bomba de
combustible (5) está provista con un dispositivo de control de la
cantidad de descarga del tipo de regulación de la descarga, que
interrumpe el suministro del combustible descargado desde la bomba
de combustible (5) a la cámara de acumulación de presión (3) antes
del final de la carrera de suministro de combustible de la bomba de
combustible (5) durante un periodo de interrupción determinado
dependiendo de las condiciones operativas del motor,
caracterizado porque la temporización (a)
para iniciar el periodo de evaluación se ajusta en un instante de la
temporización (TCAO) que minimice el error de detección de la fuga
(QE), en el que el error de detección de la fuga (QE) es la suma de
un primer error de la detección de la fuga (QL1) debido a la
precisión de la detección de los medios de detección de la presión
(31) y un segundo error de detección de la fuga (QL2) debido a una
cantidad esperada de combustible suministrado a la cámara de
acumulación de la presión (3) durante el periodo de evaluación, en
el que el primer error de detección de la fuga (QL1) disminuye y el
segundo error de detección de la fuga (QL2) se incrementa con el
aumento del periodo de evaluación, y
porque el instante de temporización (b) para
terminar el periodo de evaluación se ajusta para un instante de la
temporización para finalizar la carrera de suministro del
combustible de la bomba de combustible (5).
3. Un dispositivo según la reivindicación 1, en
el que un primer error de detección de la fuga (QL1) se calcula
basándose en la precisión de la detección de la presión de los
medios de detección de la presión (31) y además basándose en el
volumen de la cámara de acumulación de la presión (3).
4. Un dispositivo según la reivindicación 1 ó 3,
en el que la mencionada cantidad esperada de combustible
suministrada en la cámara de acumulación de presión (3) durante el
periodo de evaluación se configura para un valor igual a la cantidad
de descarga geométrica de la bomba de combustible (5) después del
inicio de la carrera de suministro de combustible de la bomba de
combustible (5).
5. Un dispositivo según la reivindicación 1 ó 3,
en el que la mencionada cantidad esperada de combustible
suministrado en la cámara de acumulación de presión (3) durante el
periodo de evaluación se calcula basándose en la probabilidad de que
el suministro de combustible de la bomba de combustible (5) hasta la
cámara de acumulación de presión (3) pueda tener lugar en los
instantes respectivos después del inicio de la carrera de suministro
de combustible de la bomba de combustible (5), y del régimen
calculado de flujo de la bomba de combustible (5) a partir de la
cantidad de descarga geométrica de la bomba de combustible (5) en
los instantes respectivos después del inicio de la carrera de
suministro de combustible de la bomba de combustible (5).
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