ES2322822T3 - Dispositivo de control de inyeccion de carburante para un motor de multiples tipos de carburante. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de control de inyección de carburante para motor de múltiples tipos de carburante incluyendo: unos medios de memoria (26) que guardan una pluralidad de mapas de control de inyección de carburante (30) donde se hace que un estado de un motor (1) y un tiempo básico de inyección de carburante correspondan uno a otro en respuesta a la concentración de alcohol contenida en el carburante; unos medios de detección de concentración de alcohol (24) que detectan la concentración de alcohol contenida en el carburante; unos medios de cambio de mapa (21) que seleccionan el mapa óptimo de control de inyección de carburante (30) de la pluralidad de mapas de control de inyección de carburante (30) almacenados en los medios de memoria (26) en respuesta a la concentración de alcohol detectada por los medios de detección de concentración de alcohol (24); y unos medios de determinación de cantidad de inyección de carburante (25) que determinan el tiempo básico de inyección de carburante usando el mapa de control de inyección de carburante actualmente seleccionado (30) de la concentración de alcohol de la pluralidad de mapas de control de inyección de carburante (30) almacenados en los medios de memoria (26) en respuesta a un estado del motor (1), y determinan una cantidad de inyección de carburante en base al tiempo básico de inyección de carburante.
Description
Dispositivo de control de inyección de
carburante para un motor de múltiples tipos de carburante.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de control de inyección de carburante usado en un motor
de múltiples tipos de carburante que puede operar con un carburante
hecho de alcohol solamente o un carburante producido mezclando
gasolina y alcohol, además de gasolina.
Recientemente, se ha desarrollado un FFV
(vehículo de carburante flexible) que soporta un motor de múltiples
tipos de carburante, donde el motor de múltiples tipos de carburante
puede operar solamente con alcohol (etanol) o con un carburante
producido mezclando gasolina y alcohol además de usar gasolina como
carburante. Debido a la diferencia en un coeficiente de mezcla
estequiométrica con respecto al oxígeno en combustión, en
comparación con la gasolina, el alcohol, junto con el aumento de la
concentración de alcohol en el carburante, requiere el suministro
de mayor cantidad de carburante para la misma cantidad de admisión.
Consiguientemente, en dicho motor de múltiples tipos de carburante,
para obtener una relación óptima aire-carburante se
realiza un control para corregir un tiempo básico de inyección de
carburante en respuesta a la concentración de alcohol en el
carburante (véase, por ejemplo,
JP-A-63-5131). Aquí,
la concentración de alcohol en el carburante se estima en base a un
coeficiente de corrección de relación
aire-carburante que se obtiene usando un valor de
detección de un sensor de concentración de oxígeno (denominado a
continuación "sensor de O_{2}") que mide la concentración de
oxígeno contenido en los gases de escape.
Sin embargo, en el método de control
convencional, el tiempo básico de inyección de carburante se
obtiene, por ejemplo, midiendo la velocidad rotacional del motor y
la presión de admisión y, a continuación, recuperando mapas en base
a los valores medidos de la velocidad rotacional del motor y la
presión de admisión. Consiguientemente, incluso cuando se cambia la
concentración de alcohol en el carburante, el tiempo básico de
inyección de carburante es el valor preliminarmente establecido con
respecto a la velocidad rotacional del motor y la presión de
admisión y, por lo tanto, surge el inconveniente de que el rango de
ajuste de una cantidad de inyección de carburante con respecto a la
concentración de alcohol es estrecho.
La presente invención se ha realizado teniendo
en cuenta dichos inconvenientes y un objeto de la presente invención
es proporcionar un dispositivo de control de inyección de carburante
para motor de múltiples tipos de carburante que incluye una
pluralidad de mapas para determinar un tiempo básico de inyección de
carburante en respuesta a un estado de un motor, y cambia los mapas
en respuesta a la concentración de alcohol.
Para superar dicho inconveniente, el dispositivo
de control de inyección de carburante para motor de múltiples tipos
de carburante según el primer aspecto de la presente invención está
configurado incluyendo: unos medios de memoria (por ejemplo, una
región de memoria 26 en una realización) que guardan una pluralidad
de mapas de control de inyección de carburante donde se hace que un
estado de un motor y un tiempo básico de inyección de carburante
correspondan uno a otro en respuesta a la concentración de alcohol
contenida en el carburante; unos medios de detección de
concentración de alcohol (por ejemplo, una parte de determinación de
coeficiente de corrección 24 en la realización) que detecta la
concentración de alcohol contenida en el carburante; unos medios de
cambio de mapa (por ejemplo, una parte de cambio de mapa 21 en la
realización) que seleccionan el mapa óptimo de control de inyección
de carburante de la pluralidad de mapas de control de inyección de
carburante almacenados en los medios de memoria en respuesta a la
concentración de alcohol detectada por los medios de detección de
concentración de alcohol; y unos medios de determinación de cantidad
de inyección de carburante (por ejemplo, una parte de determinación
de cantidad de inyección de carburante 25 en la realización) que
determinan el tiempo básico de inyección de carburante usando el
mapa de control de inyección de carburante actualmente seleccionado
de la concentración de alcohol de la pluralidad de mapas de control
de inyección de carburante almacenados en los medios de memoria en
respuesta a un estado del motor, y determinan una cantidad de
inyección de carburante en base al tiempo básico de inyección de
carburante.
Además, un dispositivo de control de inyección
de carburante para motor de múltiples tipos de carburante según un
segundo aspecto de la presente invención está configurado
incluyendo: unos medios de memoria (por ejemplo, una región de
memoria 26 en una realización) que guarda una pluralidad de mapas de
control de inyección de carburante donde se hace que un estado de
un motor y un tiempo básico de inyección de carburante correspondan
uno a otro en respuesta a la concentración de alcohol contenida en
el carburante; un sensor de concentración de oxígeno (por ejemplo,
un sensor de O_{2} 15 en la realización) que está dispuesto en un
tubo de escape y detecta la concentración de oxígeno en los gases
de escape; unos medios de determinación de tiempo básico de control
de inyección de carburante (por ejemplo, una parte de determinación
de tiempo básico de control de inyección de carburante 22 en la
realización) que determinan el tiempo básico de inyección de
carburante usando el mapa de control de inyección de carburante
actualmente seleccionado de la concentración de alcohol de la
pluralidad de mapas de control de inyección de carburante
almacenados en los medios de memoria; unos medios de determinación
de coeficiente de corrección de relación
aire-carburante (por ejemplo, una parte de
determinación de coeficiente de corrección 24 en la realización) que
determinan un coeficiente de corrección de relación
aire-carburante para corregir el tiempo básico de
inyección de carburante de modo que una relación
aire-carburante del motor sea una relación
aire-carburante deseada en respuesta a un valor de
detección del sensor de concentración de oxígeno; unos medios de
determinación de cantidad de inyección de carburante (por ejemplo,
una parte de determinación de cantidad de inyección de carburante 25
en la realización) que determinan una cantidad de inyección de
carburante en base al tiempo básico de inyección de carburante
determinado por los medios de determinación de tiempo básico de
inyección de carburante y el coeficiente de corrección de relación
aire-carburante determinado por los medios de
determinación de coeficiente de corrección de relación
aire-carburante; y unos medios de cambio de mapa
(por ejemplo, una parte de cambio de mapa 21 en la realización) que
seleccionan el mapa de control de inyección de carburante de la
concentración de alcohol próxima a la concentración de alcohol del
carburante en base al coeficiente de corrección de relación
aire-carburante.
Un dispositivo de control de inyección de
carburante para motor de múltiples tipos de carburante según los
aspectos primero y segundo de la presente invención puede estar
configurado preferiblemente incluyendo: un sensor de presión
absoluta de tubo de admisión que está dispuesto en un tubo de
admisión y detecta una presión de admisión; y unos medios de
detección de velocidad rotacional del motor (por ejemplo, un sensor
de ángulo de manivela 16 y una parte de detección de la velocidad
rotacional del motor 23 en la realización) que detectan una
velocidad rotacional del motor, donde el tiempo básico de inyección
de carburante se determina en base a la cantidad de aire determinada
en base a la presión de admisión y la velocidad rotacional del motor
como un estado del motor.
Aquí, el dispositivo de control de inyección de
carburante para motor de múltiples tipos de carburante según los
aspectos primero y segundo de la presente invención puede estar
configurado preferiblemente de modo que el dispositivo de control
de inyección de carburante para motor de múltiples tipos de
carburante incluya un sensor de abertura de estrangulador que
detecta la abertura del estrangulador de una válvula estranguladora,
y los medios de memoria pueden incluir preferiblemente un conjunto
de mapas de control de inyección de carburante (por ejemplo, un
conjunto de mapas 40 en la realización) que consta de un mapa Pb que
es el mapa de control de inyección de carburante donde se hace que
la presión de admisión, la velocidad rotacional del motor y el
tiempo básico de inyección de carburante correspondan uno a otro y
un mapa de estrangulador que es el mapa de control de inyección de
carburante donde se hace que la abertura del estrangulador, la
velocidad rotacional del motor y el tiempo básico de inyección de
carburante correspondan uno a otro para cada concentración de
alcohol, y el dispositivo de control de inyección de carburante para
motor de múltiples tipos de carburante está configurado para usar
selectivamente uno del mapa Pb y el mapa de estrangulador
seleccionado correspondiente a la concentración de alcohol en
respuesta al estado del motor.
El dispositivo de control de inyección de
carburante para motor de múltiples tipos de carburante según los
aspectos primero y segundo de la presente invención puede estar
configurado preferiblemente de modo que los medios de memoria
guarden los mapas de control de inyección de carburante que
correspondan a al menos tres o más concentraciones de alcohol
diferentes.
Constituyendo el dispositivo de control de
inyección de carburante para motor de múltiples tipos de carburante
según los aspectos primero y segundo de la presente invención de la
manera indicada, el tiempo básico de inyección de carburante se
puede cambiar en correspondencia con la concentración de alcohol
contenida en el carburante y, por lo tanto, el rango de ajuste de
la cantidad de inyección de carburante con respecto a la
concentración de alcohol se ensancha, por lo que incluso cuando se
cambia la concentración de alcohol contenida en el carburante, el
motor puede operar de manera estable. En particular, según el
dispositivo de control de inyección de carburante para motor de
múltiples tipos de carburante del segundo aspecto de la presente
invención, la concentración de alcohol contenida en el carburante
puede ser estimada en base al coeficiente de corrección de relación
aire-carburante y, por lo tanto, es innecesario
proporcionar el sensor de concentración de alcohol en el interior
del depósito de carburante logrando así la reducción del costo del
dispositivo de control de inyección de carburante del motor.
Aquí, constituyendo el dispositivo de control de
inyección de carburante para motor de múltiples tipos de carburante
de modo que el tiempo básico de inyección de carburante pueda ser
determinado en base a la presión de admisión y la velocidad
rotacional del motor, es posible en concreto estabilizar la
velocidad rotacional del motor cerca de la rotación de marcha en
vacío. Además, proporcionando el conjunto que consta del mapa de
control de inyección de carburante que determina el tiempo básico de
inyección de carburante en base a la presión de admisión y la
velocidad rotacional del motor y el mapa de control de inyección de
carburante que determina el tiempo básico de inyección de carburante
en base a la abertura del estrangulador y la velocidad rotacional
del motor y cambiando estos mapas en respuesta al estado del motor,
es posible asegurar la estabilidad al tiempo de marcha en vacío y
mejorar la respuesta al tiempo de una carga alta.
Aquí, almacenando la tabla de coeficiente de
corrección ambiental en base a la temperatura de admisión, la
presión atmosférica, la temperatura del agua refrigerante del motor
y análogos correspondientes a al menos tres o más concentraciones de
alcohol o el conjunto de mapas que puede obtener el rendimiento
operativo favorable cambiando la corrección de aceleración, es
posible operar el motor con el conjunto de mapas que guarda la
operación del motor como es hasta que el arranque siguiente y se
realiza un control de cambio del conjunto de mapas y los mapas en el
coeficiente de corrección ambiental, la corrección de aceleración y
el tiempo de encendido.
La figura 1 es un diagrama de bloques que
representa la constitución de un motor al que se aplica un
dispositivo de control de inyección de carburante de la presente
invención.
La figura 2 es un diagrama de flujo que
representa un contenido del procesado de cambio de conjunto de
mapas.
La figura 3 es una vista explicativa que
representa una relación entre comportamiento de un coeficiente de
corrección de relación aire-carburante y un
coeficiente de aprendizaje medio.
La figura 4 es una vista explicativa que
representa el cambio de un conjunto de mapas en base a un
coeficiente de aprendizaje medio.
La figura 5 es un diagrama de flujo que
representa un método para determinar una cantidad de inyección de
carburante.
La figura 6 es un gráfico que representa una
relación entre concentración de alcohol y un coeficiente de
corrección de relación aire-carburante para cada
conjunto de mapas.
La figura 7 es un diagrama de flujo que
representa un método para determinar una cantidad de inyección de
carburante cuando un método de densidad-velocidad y
un método de estrangulador-velocidad se usan en
combinación.
A continuación se explica una realización
preferida de la presente invención en unión con los dibujos. En la
figura 1, un motor 1 incluye un tubo de admisión 3 y un tubo de
escape 4 que están en comunicación con una cámara de combustión 2.
Una válvula estranguladora 5 que regula una cantidad de aire de
admisión y un inyector 6 que inyecta carburante, están montados en
el tubo de admisión 3. Además, el motor 1 lleva un sensor de
abertura de estrangulador 11 que detecta la abertura de la válvula
estranguladora 5, un sensor de presión absoluta de tubo de admisión
12 que detecta la presión (la presión de admisión) en el interior
del tubo de admisión 3, un sensor de temperatura de admisión 13 que
detecta la temperatura del aire que fluye a la cámara de combustión
2 a través del tubo de admisión 3 (temperatura de admisión), un
sensor de temperatura del agua 14 que detecta una temperatura de
agua refrigerante que fluye en una camisa de agua formada en una
culata de cilindro y un bloque de cilindro del motor 1 y enfría
estas partes (temperatura del agua), un sensor de O_{2} 15 que
está montado en el tubo de escape 4 y detecta la concentración de
oxígeno de los gases de escape descargados de la cámara de
combustión 2, y un sensor de ángulo de manivela 16 que detecta un
ángulo rotacional (un ángulo de inclinación) de un cigüeñal. Los
valores de detección de estos sensores son introducidos en una
unidad de control de motor (UEC) 20 y la cantidad de inyección de
carburante del inyector 6 es controlada por la UEC 20 en base a los
valores de detección de estos sensores. Aquí, en esta realización,
aunque la explicación se realiza con respecto a un caso en que el
motor 1 es un motor refrigerado por agua, el mismo control es
aplicable a un motor refrigerado por aire.
A continuación se explica un método para
determinar la cantidad de inyección de carburante por la UEC 20. El
motor 1 adopta un método de densidad-velocidad como
un método de detección de cantidad de aire. Es decir, una masa de
aire en un estado de operación se determina en base a una velocidad
rotacional del motor Ne que se obtiene contando las señales de
pulso salidas del sensor de ángulo de manivela 16 usando una parte
de detección de la velocidad rotacional del motor 23 de la UEC 20 y
una presión de admisión Pb en el interior del tubo de admisión 3
detectada por el sensor de presión absoluta de tubo de admisión 12,
y una cantidad requerida de inyección de carburante para obtener
una relación aire-carburante predeterminada deseada
(generalmente una relación teórica aire-carburante)
que se obtiene empíricamente en una condición atmosférica estándar y
un estado de calentamiento estándar se determina en correspondencia
a la masa de aire en un estado de operación, y se determina un
tiempo de abertura de válvula del inyector 6 para suministrar la
cantidad de inyección de carburante (denominado a continuación
"tiempo básico de inyección de carburante Ti" en la explicación
siguiente). Para ser más específicos, los medios de memoria 26 (ROM
o análogos) de la UEC 20 guardan un mapa de control de inyección de
carburante 30 que es un mapa bidimensional en el que, usando la
presión de admisión Pb y la velocidad rotacional del motor Ne como
factores, se establecen los tiempos básicos inyección de carburante
respectivos correspondientes a estos factores, y permite que la
parte de determinación de tiempo básico de inyección de carburante
22 obtenga el tiempo básico de inyección de carburante
correspondiente Ti en base a dichos valores de detección.
De esta manera, el tiempo básico de inyección de
carburante Ti que se almacena en el mapa de control de inyección de
carburante 30 se obtiene empíricamente determinando la condición
atmosférica y, por lo tanto, cuando difiere la condición atmosférica
en la que opera el motor 1, es difícil obtener la relación
aire-carburante deseada. Consiguientemente, la UEC
20 está configurada para corregir el tiempo básico de inyección de
carburante Ti en respuesta a dicha condición medioambiental. Como
tal término de corrección ambiental, un coeficiente de corrección de
temperatura de admisión K_{TA} que corrige una cantidad de cambio
de densidad del aire atribuido a un cambio de la temperatura de
admisión TA y el coeficiente de corrección de temperatura de
admisión K_{TA} se obtiene por una parte de determinación de
coeficiente de corrección 24 de la UEC 20 en base a la temperatura
de admisión TA detectada por el sensor de temperatura de admisión
13.
Además, el motor 1 se tiene que mover en varias
condiciones y hay que corregir la relación
aire-carburante deseada de modo que se obtenga un
resultado óptimo en cualquier condición operativa. Como dicho
término de corrección de relación aire-carburante
deseada se designa un coeficiente de corrección de la temperatura
del agua K_{TW} que evita el fenómeno de que la combustión sea
inestable debido a la disminución de la temperatura del motor 1
disminuyendo así la conducibilidad, o un coeficiente de corrección
de abertura plena K_{WOT} para realizar una relación
aire-carburante de salida cuando se pide al motor 1
que genere un par grande durante una operación a alta rotación y
alta carga. La UEC 20 está configurada para corregir el tiempo
básico de inyección de carburante Ti en base a estos coeficientes
de corrección. Aquí, el coeficiente de corrección de la temperatura
del agua K_{TW} se obtiene por la parte de determinación de
coeficiente de corrección 24 de la UEC 20 en base a la temperatura
del agua TW del agua refrigerante detectada por el sensor de
temperatura del agua 14, mientras que el coeficiente de corrección
de abertura plena K_{WOT} se obtiene por la parte de determinación
de coeficiente de corrección 24 en base a la abertura del
estrangulador TH detectada por el sensor de abertura de
estrangulador 11.
Además, dicho motor 1 está provisto de un
catalizador tridimensional para oxidar hidruro de carbono y monóxido
de carbono contenido en los gases de escape o para reducir el óxido
de nitrógeno contenido en los gases de escape. Para utilizar
plenamente la capacidad purificadora del catalizador tridimensional,
hay que mantener exactamente la relación
aire-carburante en el motor 1 en la relación teórica
aire-carburante. Un control directo, tal como dicho
término de corrección ambiental o término de corrección de relación
aire-carburante deseada, no puede llevar a cabo
dicho control. Consiguientemente, la parte de determinación de
coeficiente de corrección 24 de la UEC 20 obtiene un coeficiente de
corrección de relación aire-carburante K_{O2} para
mantener la relación teórica aire-carburante en base
a la concentración de oxígeno en el interior del tubo de escape 4
detectado por el sensor de O_{2} 15 y corrige el tiempo básico de
inyección de carburante Ti por un control de realimentación.
Por lo anterior se puede obtener un tiempo de
inyección de carburante Tout después de la corrección mediante la
ecuación siguiente (1).
(1)Tout = Ti x
K_{TA} X K_{WOT} x K_{TW} x K_{O2}
...
Aquí, en el caso del carburante producido
mezclando alcohol con gasolina o carburante hecho solamente de
alcohol, como se ha mencionado anteriormente, debido a la diferencia
en el coeficiente de mezcla estequiométrica, el alcohol requiere una
mayor cantidad de carburante que la gasolina para la misma cantidad
de admisión. Consiguientemente, cuando el coeficiente de corrección
de relación aire-carburante K_{O2} es grande, esto
implica un estado en el que la cantidad de inyección de carburante
es pequeña, es decir, un estado en el que la concentración de
alcohol es rica, mientras que cuando el coeficiente de corrección de
relación aire-carburante K_{O2} es pequeño, esto
implica un estado en el que la cantidad de inyección de carburante
es grande, es decir, un estado en el que la concentración de
alcohol es pobre. Como se representa en la figura 6, es conocido que
la concentración de alcohol contenida en el carburante y el
coeficiente de corrección de relación
aire-carburante K_{O2} son sustancialmente
proporcionales uno a otro. Consiguientemente, la UEC 20 de esta
realización está configurada para almacenar una pluralidad de mapas
de control de inyección de carburante 30 correspondientes a
diferentes concentraciones de alcohol, y para seleccionar el mapa
óptimo de control de inyección de carburante 30 en respuesta al
valor del coeficiente de corrección de relación
aire-carburante K_{O2}.
A continuación se explica el procesado de cambio
del conjunto de mapas S100 realizado por una parte de cambio de mapa
21 de la UEC 20 en unión con la figura 2. Aquí, en la explicación
dada a continuación, el mapa de control de inyección de carburante
30 correspondiente a la concentración de alcohol se denomina un
conjunto de mapas 40. En esta realización, la explicación se realiza
con respecto a un caso que incluye cuatro conjuntos de conjuntos de
mapas 40 que consta del conjunto de mapas en el que la concentración
de alcohol es 0% con respecto al carburante completo (denominado a
continuación "conjunto de mapas E0"), el conjunto de mapas en
el que la concentración de alcohol es 30% con respecto al carburante
completo (denominado a continuación "conjunto de mapas E30"),
el conjunto de mapas en el que la concentración de alcohol es 70%
con respecto al carburante completo (denominado a continuación
"conjunto de mapas E70"), y el conjunto de mapas en el que la
concentración de alcohol es 100% con respecto a todo el carburante
(denominado a continuación "conjunto de mapas E100").
Además, en esta realización, correspondiente a
dichas mapas de control de inyección de carburante 30
correspondientes a las concentraciones de alcohol, es decir,
correspondientes a los conjuntos de mapas 40 (E0 a E100), los
coeficientes de corrección, tales como el término de corrección
ambiental K_{TA}, los términos de corrección de relación
aire-carburante deseada (K_{TW}, K_{WOT}), la
corrección de aceleración, la cantidad de inyección de carburante
al tiempo de arrancar, el tiempo de encendido y análogos se
almacenan en la región de memoria 26. Cambiando también estos
coeficientes de corrección y análogos correspondientes a las
concentraciones de alcohol al tiempo de cambiar el conjunto de mapas
40, se logran el suministro de carburante más favorable y el control
de la combustión. Tal constitución se explica a continuación.
En esta realización, mientras que la
concentración de alcohol se estima en base al coeficiente de
corrección de relación aire-carburante K_{O2},
durante la operación del motor 1, el coeficiente de corrección de
relación aire-carburante K_{O2} fluctúa como se
representa en la figura 3 debido al cambio en el tiempo del motor 1
o la influencia externa. Consiguientemente, en el procesado de
cambio del conjunto de mapas S100, se obtiene un valor de
aprendizaje medio Kref del coeficiente de corrección de relación
aire-carburante K_{O2}, y el conjunto de mapas 40
se selecciona en base al valor de aprendizaje medio Kref. Cuando se
lleva a cabo este procesado de cambio del conjunto de mapas S100,
ante todo, la parte de cambio de conjunto de mapas 21 lee señales
de los respectivos sensores y calcula la velocidad rotacional del
motor Ne, la temperatura de admisión TA y la temperatura del agua
TW o detecta un estado activado del sensor de O_{2} 15, y
determina si el procesado siguiente ha de continuar o no en base a
estos estados (paso S101). Para ser más específicos, cuando la
anchura de fluctuación de la velocidad rotacional del motor Ne
excede de un rango establecido predeterminado, y la temperatura de
admisión TA y la temperatura del agua TW son inferiores a valores
predeterminados, o cuando el sensor de O_{2} 15 no está en un
estado activado, la determinación de cambio del conjunto de mapas 40
no se lleva a cabo y el procesado termina. Por otra parte, cuando
la velocidad rotacional del motor Ne, la temperatura de admisión TA
y la temperatura del agua TW cumplen las condiciones
predeterminadas, como paso siguiente, se confirma si el coeficiente
de aprendizaje medio Kref está dentro de una región de aprendizaje
predeterminada o no (paso S102).
Entonces, durante un tiempo predeterminado, el
valor del coeficiente de corrección de relación
aire-carburante K_{O2} se somete a procesado medio
integralmente actualizando así el coeficiente de aprendizaje medio
Kref (paso S103). Por ejemplo, suponiendo el coeficiente de
aprendizaje medio de tiempo anterior como
Krefr_{n-1} y el coeficiente de corrección de
relación aire-carburante de este tiempo como
K_{O2n}, el coeficiente de aprendizaje medio de este tiempo
Kref_{n} se obtiene mediante una ecuación (2) y este procesado se
repite durante un tiempo predeterminado (ciclos predeterminados).
Aquí, en la ecuación (2), 13 indica un coeficiente de promediado y
se pone generalmente a aproximadamente 0,1.
Kref_{n} =
\beta \cdot K_{O2n} + (1-\beta) \cdot
Kref_{n-1}
Se determina si el coeficiente de aprendizaje
medio Kref del coeficiente de corrección de relación
aire-carburante actualizado de esta manera
(Kref_{n} obtenido finalmente en el paso S103) excede de un límite
superior del conjunto de mapas 40 que se pone ahora o es igual o
inferior a un límite inferior o no (paso S104). Si el coeficiente
de aprendizaje medio Kref está dentro de un rango, el procesado
termina tal cual (consiguientemente, se usa el conjunto de mapas
actualmente seleccionado 40 para calcular el tiempo básico de
inyección de carburante Ti). Por otra parte, si el coeficiente de
aprendizaje medio Kref excede del límite superior, el conjunto de
mapas 40 se cambia al conjunto de mapas 40 que tiene la
concentración más alta de alcohol (conjunto de mapas un paso más
alto: por ejemplo, el conjunto de mapas E70 cuando el conjunto de
mapas corriente es el conjunto de mapas E30), y si el coeficiente
de aprendizaje medio Kref es igual o inferior al límite inferior, el
conjunto de mapas 40 se cambia al conjunto de mapas 40 que tiene la
concentración de alcohol más baja (conjunto de mapas un paso más
bajo: por ejemplo, el conjunto de mapas E0 cuando el conjunto de
mapas corriente es el conjunto de mapas E30).
Aquí, los conjuntos de mapas 40 (E0 a E100)
establecen los límites superior e inferior del coeficiente de
aprendizaje medio Kref respectivamente individualmente estableciendo
el coeficiente de aprendizaje medio Kref de 1,0 (siendo el
coeficiente de aprendizaje medio Kref igual a la relación
aire-carburante deseada, es decir, siendo el
conjunto de mapas seleccionado 40 igual a la concentración de
alcohol) como el centro. Por ejemplo, como se representa en la
figura 4, en el conjunto de mapas E0, se pone 1,1 como el valor
límite superior. En el conjunto de mapas E30, se pone 1,08 como el
valor límite superior y se pone 0,85 como el valor límite inferior.
En el conjunto de mapas E70, se pone 1,1 como el valor límite
superior y se pone 0,85 como el valor límite inferior. En el
conjunto de mapas E100, se pone 0,80 como el valor límite inferior.
Aquí, incluso cuando el conjunto de mapas 40 (mapas de control de
inyección de carburante 30) se cambia para hacer rica la relación
aire-carburante, hay poca posibilidad de que la
conducibilidad se deteriore. Sin embargo, cuando el conjunto de
mapas 40 (mapas de control de inyección de carburante 30) se cambia
para hacer pobre la relación aire-carburante, hay
posibilidad de que la conducibilidad se deteriore y, por lo tanto,
el valor límite superior del valor de aprendizaje medio Kref se pone
con el fin de recalcar la adquisición de conducibilidad y el valor
límite inferior del valor de aprendizaje medio Kref se pone con el
fin de recalcar la adquisición de fiabilidad.
Además, de la misma manera que el cambio del
conjunto de mapas 40, dependiendo de si el valor de aprendizaje
medio Kref excede o es igual o inferior al valor límite inferior, se
cambia el término de corrección ambiental o el término de
corrección aire-carburante deseada (paso S106), se
cambia la corrección de aceleración (paso S107) o se cambia el mapa
de tiempo de encendido (paso S108). Entonces, el conjunto de mapas
40 que se selecciona de esta manera en respuesta a la concentración
de alcohol, se guarda en la región de memoria 26 (paso S109).
Almacenando el conjunto de mapas seleccionado 40 en la región de
memoria 26 de la UEC 20, al arranque siguiente, se usa el conjunto
de mapas 40 de cuando se paró el motor 1 anteriormente, y por lo
tanto, es posible suministrar la apropiada cantidad de inyección de
carburante para arranque.
Como se ha descrito anteriormente, la
determinación de la cantidad de inyección de carburante (tiempo) en
la UEC 20 se lleva a cabo según el procesado representado en la
figura 5. Ante todo, la parte de cambio de mapa 21 ejecuta dicho
procesado de cambio del conjunto de mapas S100 para realizar la
determinación de si el conjunto de mapas 40 se cambia o no (paso
S100). Entonces, usando el mapa de control de inyección de
carburante 30 del conjunto de mapas 40 determinado de esta manera,
la parte de determinación de tiempo básico de inyección de
carburante 22 determina el tiempo básico de inyección de carburante
Ti en base a la velocidad rotacional del motor Ne y la presión de
admisión Pb (paso S110). Además, la parte de determinación de
coeficiente de corrección 24 calcula dichos coeficientes de
corrección (coeficiente de corrección de temperatura de admisión
K_{TA}, el coeficiente de corrección de la temperatura del agua
K_{TW}, el coeficiente de corrección de abertura plena K_{WOT},
el coeficiente de corrección de relación
aire-carburante K_{O2} (o coeficiente de
aprendizaje medio Kref) (paso S120). Finalmente, la parte de
determinación de cantidad de inyección de carburante 25 calcula el
tiempo de inyección de carburante Tout después de la corrección
usando dicha ecuación (1), determina la cantidad final de inyección
de carburante (tiempo) tomando en consideración el tiempo de
inyección no válido o análogos, y controla el inyector 6 (paso
S130).
Aquí, cuando se arranca el motor 1 encendiendo
un interruptor principal, la UEC 20 realiza la preparación inicial,
realiza la determinación de fallo leyendo las salidas de sensor. A
continuación, en dicho paso S109, la UEC 20 lee el conjunto de mapas
40 finalmente almacenado en la región de memoria 26 y, al mismo
tiempo, lee la cantidad de inyección al tiempo de arrancar, el
término de corrección ambiental, el término de corrección de
relación aire-carburante deseada, la corrección de
aceleración, el mapa de tiempo de encendido correspondiente al
conjunto de mapas 40 de la región de memoria 26, determinando así la
cantidad de inyección de carburante, y el motor 1 se pone en
marcha. Además, a continuación, como se ha mencionado anteriormente,
la UEC 20 detecta la temperatura de admisión TA, la temperatura del
agua TW, la velocidad rotacional del motor Ne y la abertura del
estrangulador Th y, al mismo tiempo, detecta el estado activado del
sensor de O_{2} 15, determina si el conjunto de mapas 40 se ha de
cambiar o no en base a dicho estado, y en una etapa en que se cumple
la condición, el conjunto de mapas 40 se cambia por dicho procesado
y el motor 1 se pone en marcha.
Como se ha explicado anteriormente, guardando la
pluralidad de conjuntos de mapas 40 (E0 a E100) que son los
conjuntos de los mapas de control de inyección de carburante 30
correspondientes a las concentraciones de alcohol y cambiando el
conjunto de mapas 40 en respuesta al coeficiente de corrección de
relación aire-carburante K_{O2} (coeficiente de
aprendizaje medio Kref), como se representa en la figura 6, es
posible seleccionar el mapa óptimo de control de inyección de
carburante 30 en respuesta a la concentración de alcohol (relación
de mezcla) (controlándose el coeficiente de corrección de relación
aire-carburante K_{O2} de manera que asuma un
valor cerca de 1,0 (región rodeada por una línea continua en negrita
en la figura 6). Consiguientemente, también es posible disminuir la
cantidad de corrección (dicho coeficiente de corrección) con
respecto al tiempo básico de inyección de carburante Ti que se
selecciona del mapa de control de inyección de carburante 30.
Consiguientemente, se puede reducir el cambio de la cantidad de
corrección atribuido a la diferencia en la condición operativa y,
por lo tanto, se puede lograr la relación
aire-carburante más exacta. En particular, de esta
manera, adoptando el mapa de control de inyección de carburante que
usa la presión de admisión y la velocidad rotacional del motor como
referencias en base al método de densidad-velocidad
(denominado a continuación "mapa Pb 31") como el mapa de
control de inyección de carburante 30, se puede estabilizar la
rotación del motor cerca de la velocidad de marcha en vacío
rotacional del motor 1.
Además, en dicha realización, la explicación se
realiza con respecto al caso en el que se ponen cuatro conjuntos de
conjuntos de mapas (conjuntos de mapas E0 al 00) en respuesta a la
concentración de alcohol contenida en el carburante. Sin embargo, el
número de conjuntos de mapas 40 no se limita a cuatro. Por ejemplo,
el número de conjuntos de mapas 40 puede ser tres en respuesta a la
mejora de la exactitud relativa, tal como un error de tasa de flujo
del inyector 6 u otro error del sistema, por ejemplo.
Aquí, en dicha explicación, la explicación se
realiza con respecto al caso que adopta el método de
densidad-velocidad como el método de detección de
cantidad de aire. Sin embargo, se puede usar un método de
estrangulador-velocidad conjuntamente con el método
de densidad-velocidad, y se pueden cambiar los mapas
de control de inyección de carburante 30 que corresponden a los
respectivos métodos. Aquí, el método de
estrangulador-velocidad es un método en el que una
cantidad necesaria de inyección de carburante para adquirir una
relación predeterminada aire-carburante deseada que
se obtiene empíricamente en una cierta condición atmosférica se
determina en correspondencia con una masa de aire en un estado de
operación que se determina en base a una velocidad rotacional del
motor Ne y una abertura del estrangulador TH detectada por el
sensor de abertura de estrangulador 11, y se determina un tiempo de
abertura de válvula (tiempo básico de inyección de carburante Ti)
del inyector 6 para suministrar la cantidad de inyección de
carburante. El método de estrangulador-velocidad
puede obtener una respuesta alta con respecto a la abertura de la
válvula estranguladora 5. También en este método de
estrangulador-velocidad, la abertura del
estrangulador TH y la velocidad rotacional del motor Ne se usan como
factores, y un mapa de control de inyección de carburante 30
(también denominado "mapa de estrangulador 32") que es un mapa
bidimensional en el que se ponen los respectivos tiempos básicos de
inyección de carburante correspondientes a estos factores, se guarda
en la región de memoria 26 de la UEC 20. Consiguientemente, un
conjunto del mapa Pb 31 y el mapa de estrangulador 32
correspondiente a la concentración de alcohol preestablecida se
guardan, en el caso de dicha realización, en la UEC 20
correspondiente a cuatro conjuntos de mapas 40 de E0 a E100.
De esta manera, la determinación de la cantidad
de inyección de carburante (tiempo) en la UEC 20 cuando se usan en
combinación el método de densidad-velocidad y el
método de estrangulador-velocidad, se lleva a cabo
según el procesado representado en la figura 7. Ante todo, de la
misma manera que el caso representado en la figura 5, dicho
procesado de cambio del conjunto de mapas 100 se lleva a cabo con el
fin de determinar si el conjunto de mapas (mapas E0 a E100) 40
correspondiente a la concentración de alcohol se cambia o no (paso
S100). Además, se determina que uno del método de
densidad-velocidad y el método de
estrangulador-velocidad se selecciona como el
método de detección de cantidad de aire correspondiente al estado de
operación (paso S105). Para seleccionar el método de detección de
cantidad de aire, el método de densidad-velocidad
(mapa de control de inyección de carburante que usa la presión de
admisión y la velocidad rotacional del motor como referencias) se
selecciona al tiempo de marcha en vacío, al tiempo de velocidad
fija, al tiempo de suave aceleración o deceleración, y al tiempo de
una carga baja, y el método de
estrangulador-velocidad (mapa de control de
inyección de carburante que usa la abertura del estrangulador y la
velocidad rotacional del motor como referencias) se selecciona al
tiempo de aceleración rápida o deceleración o al tiempo de una carga
alta. Entonces, en el conjunto de mapas 40 determinado en el paso
S100, el tiempo básico de inyección de carburante Ti se determina
usando el mapa de control de inyección de carburante 30 (mapa Pb 31
o mapa de estrangulador 32) correspondiente al método de detección
de la cantidad de admisión seleccionado en el paso S105 (paso S110).
Además, se calculan dichos coeficientes de corrección (coeficiente
de corrección de temperatura de admisión K_{TA}, coeficiente de
corrección de la temperatura del agua K_{TW}, coeficiente de
corrección de abertura plena K_{WOT}, coeficiente de corrección
de relación aire-carburante K_{O2} (o coeficiente
de aprendizaje medio Kref) (paso S120). Finalmente, la parte de
determinación de cantidad de inyección de carburante 25 calcula el
tiempo de inyección de carburante Tout después de la corrección
usando dicha ecuación (1), determina la cantidad final de inyección
de carburante (tiempo) tomando en consideración el tiempo de
inyección no válido o análogos, y controla el inyector 6 (paso
S130).
De esta manera, cambiando el método de detección
de cantidad de aire y cambiando el mapa Pb 31 y el mapa de
estrangulador 32 correspondientes al cambio del método de detección
de cantidad de aire, es posible realizar el suministro de una
cantidad más exacta de carburante usando las regiones de alta
exactitud en los respectivos mapas de control de inyección de
carburante 30 y, al mismo tiempo, es posible adquirir la rápida
rastreabilidad de cantidad de inyección de carburante
correspondiente al movimiento del estrangulador desde una región
parcial a un estado de plena abertura. Consiguientemente, se puede
asegurar la estabilidad al tiempo de marcha en vacío o análogos y,
al mismo tiempo, se puede mejorar una respuesta al tiempo de una
carga alta.
Aquí, en dicha realización, el coeficiente de
corrección de relación aire-carburante K_{O2} se
usa para la determinación de la concentración de alcohol. Sin
embargo, se puede montar un sensor de concentración de alcohol en el
motor 1. Además, en lugar de cambiar el término de corrección
ambiental, el término de corrección de relación
aire-carburante deseada, la corrección de
aceleración, la cantidad de inyección de carburante al tiempo de
arrancar, el tiempo de encendido y análogos correspondientes a la
concentración de alcohol, se puede usar valores preestablecidos (en
este caso, no se ejecutan los pasos S106 a S108 en la figura 2).
La invención se refiere a un dispositivo de
control de inyección de carburante para motor de múltiples tipos de
carburante que incluye una pluralidad de mapas para determinar un
tiempo básico de inyección de carburante correspondiente a un estado
de un motor y cambia el mapa correspondiente a la concentración de
alcohol.
Un dispositivo de control de inyección de
carburante usado en un motor de múltiples tipos de carburante 1 está
configurado incluyendo: una región de memoria 26 que guarda una
pluralidad de mapas de control de inyección de carburante 30 en los
que se hace que un estado de un motor 1 y un tiempo básico de
inyección de carburante Ti correspondan uno a otro en respuesta a la
concentración de alcohol contenida en el carburante; un sensor de
O_{2} 15 que está dispuesto en un tubo de escape 4 y detecta la
concentración de oxígeno en los gases de escape; una parte de
determinación de tiempo básico de inyección de carburante 22 que
determina el tiempo básico de inyección de carburante Ti usando el
mapa de control de inyección de carburante actualmente seleccionado
30 de la concentración de alcohol; una parte de determinación de
coeficiente de corrección 24 que determina un coeficiente de
corrección de relación aire-carburante K_{O2} para
corregir el tiempo básico de inyección de carburante Ti de modo que
una relación aire-carburante del motor 1 sea una
relación aire-carburante deseada en respuesta a un
valor de detección del sensor de O_{2} 15; una parte de
determinación de cantidad de inyección de carburante 25 que
determina una cantidad de inyección de carburante en base al tiempo
básico de inyección de carburante Ti y el coeficiente de corrección
de relación aire-carburante K_{O2}; y una parte de
cambio de mapa 21 que selecciona el mapa de control de inyección de
carburante 30 de la concentración de alcohol próxima a la
concentración de alcohol del carburante en base al coeficiente de
corrección de relación aire-carburante K_{O2}.
Claims (5)
1. Un dispositivo de control de inyección de
carburante para motor de múltiples tipos de carburante
incluyendo:
unos medios de memoria (26) que guardan una
pluralidad de mapas de control de inyección de carburante (30) donde
se hace que un estado de un motor (1) y un tiempo básico de
inyección de carburante correspondan uno a otro en respuesta a la
concentración de alcohol contenida en el carburante;
unos medios de detección de concentración de
alcohol (24) que detectan la concentración de alcohol contenida en
el carburante;
unos medios de cambio de mapa (21) que
seleccionan el mapa óptimo de control de inyección de carburante
(30) de la pluralidad de mapas de control de inyección de carburante
(30) almacenados en los medios de memoria (26) en respuesta a la
concentración de alcohol detectada por los medios de detección de
concentración de alcohol (24); y
unos medios de determinación de cantidad de
inyección de carburante (25) que determinan el tiempo básico de
inyección de carburante usando el mapa de control de inyección de
carburante actualmente seleccionado (30) de la concentración de
alcohol de la pluralidad de mapas de control de inyección de
carburante (30) almacenados en los medios de memoria (26) en
respuesta a un estado del motor (1), y determinan una cantidad de
inyección de carburante en base al tiempo básico de inyección de
carburante.
2. Un dispositivo de control de inyección de
carburante para motor de múltiples tipos de carburante
incluyendo:
unos medios de memoria (26) que guardan una
pluralidad de mapas de control de inyección de carburante (30) donde
se hace que un estado de un motor (1) y un tiempo básico de
inyección de carburante correspondan uno a otro en respuesta a la
concentración de alcohol contenida en el carburante;
un sensor de concentración de oxígeno (15) que
está dispuesto en un tubo de escape (4) y detecta la concentración
de oxígeno en los gases de escape;
unos medios de determinación de tiempo básico de
inyección de carburante (23) que determinan el tiempo básico de
inyección de carburante usando el mapa de control de inyección de
carburante actualmente seleccionado (30) de la concentración de
alcohol de la pluralidad de mapas de control de inyección de
carburante (30) almacenados en los medios de memoria (26);
unos medios de determinación de coeficiente de
corrección de relación aire-carburante (24) que
determinan un coeficiente de corrección de relación
aire-carburante para corregir el tiempo básico de
inyección de carburante de modo que una relación
aire-carburante del motor sea una relación
aire-carburante deseada en respuesta a un valor de
detección del sensor de concentración de oxígeno (15);
unos medios de determinación de cantidad de
inyección de carburante (25) que determinan una cantidad de
inyección de carburante en base al tiempo básico de inyección de
carburante determinado por los medios de determinación de tiempo
básico de inyección de carburante (22) y el coeficiente de
corrección de relación aire-carburante determinado
por los medios de determinación de coeficiente de corrección de
relación aire-carburante (24); y
unos medios de cambio de mapa (21) que
seleccionan el mapa de control de inyección de carburante (30) de la
concentración de alcohol próxima a la concentración de alcohol del
carburante en base al coeficiente de corrección de relación
aire-carburante.
3. Un dispositivo de control de inyección de
carburante para motor de múltiples tipos de carburante según la
reivindicación 1 o 2, incluyendo además:
un sensor de presión absoluta de tubo de
admisión (12) que está dispuesto en un tubo de admisión (3) y
detecta una presión de admisión; y
unos medios de detección de velocidad rotacional
del motor (23) que detectan una velocidad rotacional del motor,
donde
el tiempo básico de inyección de carburante se
determina en base a una cantidad de aire determinada en base a la
presión de admisión y la velocidad rotacional del motor como un
estado del motor (1).
4. Un dispositivo de control de inyección de
carburante para motor de múltiples tipos de carburante según la
reivindicación 3, donde el dispositivo de control de inyección de
carburante de motor incluye un sensor de abertura de estrangulador
(11) que detecta la abertura del estrangulador de una válvula
estranguladora (5), y los medios de memoria (26) incluyen un
conjunto de mapas de control de inyección de carburante (40) que
constan de un mapa Pb (31) que es el mapa de control de inyección de
carburante (30) donde la presión de admisión, la velocidad
rotacional del motor y el tiempo básico de inyección de carburante
se hacen corresponder uno a otro y un mapa de estrangulador (32) que
es el mapa de control de inyección de carburante (30) donde la
abertura del estrangulador, la velocidad rotacional del motor y el
tiempo básico de inyección de carburante se hacen corresponder uno a
otro para cada concentración de alcohol, y
el dispositivo de control de inyección de
carburante para motor de múltiples tipos de carburante está
configurado para usar selectivamente uno del mapa Pb (31) y el mapa
de estrangulador (32) seleccionado correspondiente a la
concentración de alcohol en respuesta al estado del motor (1).
5. Un dispositivo de control de inyección de
carburante para motor de múltiples tipos de carburante según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde los medios de
memoria (26) guardan los mapas de control de inyección de carburante
(30) que corresponden al menos a tres o más concentraciones de
alcohol diferentes.
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