ES2331203T3 - Metodo y aparato para inhibir/estrangular inyectores de combustible controlados por corriente de un motor endotermico multicombustible. - Google Patents
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Abstract
Aparato (9) para un motor endotérmico multicombustible que tiene un inyector (1) de combustible ubicado en un circuito eléctrico de accionamiento y controlado por corriente a través de la medición de un valor de una corriente de control que circula por una sección de medición (5) del circuito de accionamiento, dicho aparato siendo un aparato para la inhibición o estrangulamiento de dicho inyector de combustible, caracterizado por el hecho que comprende medios (10) para la introducción o extracción de una corriente de inhibición o estrangulamiento en el circuito eléctrico de accionamiento, antes o, alternativamente, después de la sección de medición (5), de modo que dicha corriente de inhibición o estrangulamiento se sume o, respectivamente, se reste a una corriente de accionamiento entregada por una fuente de alimentación eléctrica (2) colocada en el circuito de accionamiento.
Description
Método y aparato para inhibir/estrangular
inyectores de combustible controlados por corriente de un motor
endotérmico multicombustible.
La presente invención se refiere a un aparato y
a un método para inhibir/estrangular un inyector de combustible, de
un motor endotérmico multicombustible, ubicado en un circuito
eléctrico de accionamiento y controlado por corriente a través de
la medición de un valor de una corriente de control que circula por
la sección de medición del circuito excitador o de
accionamiento.
La presente invención halla aplicación en el
sector de sistemas de gestión de combustibles para motores
endotérmicos multicombustibles, es decir motores de combustión
interna, capaces de funcionar con diferentes combustibles,
empleados separada y/o simultáneamente.
Este tipo de motor implica, por ejemplo, un
funcionamiento combinado con gasolina/gas (metano o GPL),
gasóleo/gas, alcohol/gas, gasolina-alcohol/gas,
gasolina-hidrógeno/gas, etc.
El motor endotérmico multicombustible,
típicamente dual, normalmente está provisto de varios sistemas de
combustibles (en particular, un sistema de combustible para cada
tipo de combustible empleado), dispuestos en paralelo y cada uno de
ellos provisto de una unidad de control autónoma.
Durante el funcionamiento con varios
combustibles, un combustible puede ser identificado como
"primario" y el otro combustible (o los otros combustibles)
como "alternativo". Durante el funcionamiento, total o parcial,
con combustible alternativo, los inyectores del combustible
primario (normalmente constituido por gasolina, alcohol o gasóleo)
deben ser inhibidos o contrariamente deben ser sometidos a
control/estrangulamiento de flujo. Por consiguiente, los inyectores
(utilizados para inyectar el combustible primario) vienen inhibidos
parcial o completamente. Al respecto, cabe hacer notar que la unidad
de control del vehículo activa/desactiva el inyector autónomamente,
sin ninguna posibilidad de interferir con su funcionamiento, es
decir no es posible intervenir desde la parte interna de la unidad
de control para inhibir el inyector, durante el funcionamiento con
el combustible alternativo. Por consiguiente, los inyectores deben
ser desconectados, parcial o completamente, desde el externo para
habilitar el funcionamiento con el combustible alternativo.
Dicha inhibición de un inyector puede ser
interpretada por el sistema de diagnóstico de los inyectores
(llevada a cabo por la misma unidad de control) como un
malfuncionamiento, porque el sistema de control realiza pruebas
para detectar la presencia de los inyectores y su correcto
funcionamiento. La detección de un malfuncionamiento puede provocar
numerosos inconvenientes, tales como la no deseada activación de
luces testigo indicadoras de error, activación de estrategias de
recuperación o incluso apagado total del motor.
Por consiguiente, durante el funcionamiento con
combustible alternativo es necesario impedir que el sistema de
diagnóstico de los inyectores interprete el control o
estrangulamiento del flujo de un inyector, debido al uso de un
combustible alternativo, como un malfuncionamiento del mismo
inyector, de modo que el motor pueda funcionar sin presentar los
problemas descritos arriba.
Cabe hacer notar que la inyección implica, desde
el punto de vista mecánico, una apertura/cierre de una válvula.
Dicha apertura/cierre se logra accionando un actuador magnético, o
excitando/desexcitando una bobina, para establecer/anular un campo
magnético. Por consiguiente el interruptor, desde el punto de vista
eléctrico, está constituido por un inductor (asociado a un
correspondiente resistor).
Por ende, el circuito de control del inyector,
administrado por la unidad de control, comprende una fuente de
alimentación eléctrica (por ejemplo, la batería del vehículo),
colocada en serie con el inyector (que representa una carga óhmica
altamente inductiva) y con un interruptor (constituido, por ejemplo,
por un transistor).
Operativamente, para activar el inyector es
necesario cerrar el interruptor, de modo que en la bobina del
inyector circule una corriente suficiente para excitar
magnéticamente al actuador; por el contrario, para desactivar el
inyector, la unidad de control manda la apertura del
interruptor.
Con respecto al control de la
activación/desactivación del inyector, se conocen dos soluciones
técnicas diferentes, dependiendo del hecho que el control se
efectúe por corriente o por tensión.
El control por tensión de la
activación/desactivación del inyector implica la aplicación, cuando
se cierra el interruptor, de una tensión conocida a las
extremidades de los inyectores, por un período de tiempo
predeterminado, suficiente para la activación del inyector.
El control por corriente de la
activación/desactivación del inyector implica medir la corriente que
circula por la bobina del inyector; de este modo, la tensión
aplicada a las extremidades del inyector cuando el interruptor está
cerrado viene mantenida hasta que la corriente medida alcance un
valor definido, en correspondencia del cual viene activado el
inyector; posteriormente, la unidad de control (el sistema de
control) reduce la tensión aplicada al inductor, hasta un valor
mínimo, suficiente para mantener activo el inyector (es decir, para
mantener excitada la bobina del inyector). Cabe hacer notar que
dicho control por corriente permite aplicar tensiones sumamente
elevadas a la bobina del inyector, sin correr ningún riesgo de dañar
el circuito (la tensión aplicada tiene un valor elevado sólo por un
período de tiempo relativamente corto, suficiente para hacer que la
corriente que circula por el inyector alcance el valor deseado,
necesario para activar al mismo inyector).
De este modo, el dispositivo de control por
corriente del sistema de alimentación del combustible primario
funciona para obtener un perfil de corriente predeterminado dentro
del inyector.
En particular, los sistemas de control por
corriente para inyectores normalmente funcionan en dos fases: la
primera dando un pico inicial de corriente para favorecer la rápida
apertura del inyector, mientras que la segunda reduciendo la
corriente a un valor tal de mantener el inyector abierto y al mismo
tiempo minimizar la disipación de energía eléctrica. La primera
fase se logra alimentando los inyectores con la máxima tensión
disponible (en el caso de sistemas provistos de elevador de tensión,
con una tensión más alta que la de la batería) hasta alcanzar la
corriente deseada, la segunda fase, por el contrario, típicamente se
obtiene usando tensiones que son iguales o menores que la tensión
de la batería, de modo de mantener la corriente en el valor
deseado.
Por tales motivos, dicho control por corriente
de la activación/desactivación del inyector, que constituye un
sistema de combustible de nueva generación (que permite accionar los
inyectores con corrientes sumamente elevadas, preferentemente por
medio de dispositivos para elevar la tensión de la fuente de
alimentación), se utiliza cada vez con mayor frecuencia en los
modernos motores endotérmicos. En particular, los sistemas para
accionar los inyectores con control por corriente se han convertido
en un estándar para sistemas de combustibles con inyección directa,
donde los tiempos a disposición para la inyección del combustible
típicamente son una cuarta parte de los que se tienen a disposición
en los sistemas de inyección tradicional y las presiones de
combustible antes de los inyectores son muy elevadas, por ende es
necesario utilizar inyectores con bobinas muy grandes (que
corresponden a un valor de inductancia del orden de 2 ÷ 5
mH o incluso superior). Tal sistema para accionar los inyectores
con control por corriente permite obtener corrientes muy elevadas
en períodos de tiempo muy cortos, consiguientemente reduciendo el
tiempo de apertura de los inyectores, asegurando mayor fuerza,
precisión de dosificación y mejor prestación. Un ejemplo está dado
en la solicitud de patente de invención
US-5.975.057.
En esta perspectiva, es necesario considerar
dicho problema de inhibición de los interruptores, durante el
funcionamiento con combustibles alternativos de un motor
multicombustible, dicha inhibición teniendo que ser llevada a cabo
fuera de la unidad de control, sin que esta última diagnostique un
malfuncionamiento del inyector inhibido.
Con respecto a los sistemas de combustibles que
prevén el control por tensión de la activación/desactivación del
inyector, se conocen dos soluciones técnicas, es decir dos tipos de
dispositivos en condiciones de inhibir los inyectores sin que la
unidad de control diagnostique un malfuncionamiento del
inyector.
Una primera solución implica un estadio de
interrupción del mando del inyector, normalmente un relé, y un
estadio del circuito en condiciones de hacer circular una pequeña
corriente por los inyectores y respectivos estadios de
accionamiento. La magnitud de esta corriente no es suficiente para
activar los inyectores, pero puede engañar los estadios de
control/diagnóstico del sistema de gestión de la mezcla (o de la
unidad de control), impidiendo injustificadas interpretaciones de
error.
En una segunda solución viene interrumpida la
conexión entre el inyector y la alimentación de combustible,
conmutándola a un inyector ficticio, normalmente constituido por un
dispositivo que define una inductancia/resistencia que tiene
características eléctricas similares al mismo inyector o,
contrariamente, tales de provocar que la unidad de control no note
la diferencia. Si las corrientes en juego son relativamente bajas
o, por el contrario, el estadio de diagnóstico no las verifica con
precisión (este es el caso de motores tradicionales, con control
por tensión de la activación/desactivación del inyector), esta
solución es aplicable tanto técnica como comercialmente, porque
permite emplear estadios de simulación del inyector relativamente
pequeños y económicos.
Sin embargo, si el sistema de alimentación del
combustible al motor emplea un control por corriente de la
activación/desactivación del inyector (por ejemplo, en el caso de
motores con inyección directa), las soluciones técnicas conocidas
presentan limitaciones y problemas, tales de convertirlas en la
práctica inaplicables.
En particular, los dispositivos convencionales
descritos arriba y actualmente disponibles de simulación de
inyectores e interrupción de flujo en efecto ya no están en
condiciones de funcionar correctamente porque los sistemas de
alimentación de combustible de nueva generación llevan a cabo
controles precisos de las corrientes que efectivamente circulan por
los inyectores.
Todos los dispositivos de inhibición/simulación
que reducen la circulación de corriente por el inyector
introduciendo un resistor adicional en el circuito de accionamiento
(primera solución técnica) podrían poner inmediatamente al sistema
de diagnóstico en la condición de detectar una anomalía.
También los dispositivos de
inhibición/simulación del tipo con inyector ficticio descritos
arriba (segunda solución técnica) de hecho podrían ser inservibles,
porque, como consecuencia de la elevada corriente en juego, mucho
más altas que aquellas de inyectores tradicionales y de controles de
diagnóstico sofisticados conducidos por la unidad de control de
inyectores, podrían implicar el uso de inyectores ficticios con
características eléctricas casi idénticas a las de los inyectores
reales. Por consiguiente, podría ser necesario colocar circuitos de
inductancia-resistencia en condiciones de simular el
inyector, con un costo notable y, sobre todo, un volumen
considerable (y, por ende, muy costosos), introduciendo también
notables problemas de disipación de calor, puesto que las
corrientes y las tensiones en juego pasan a tener valores muy
elevados.
El objetivo de la presente invención es el de
eliminar dichos inconvenientes y poner a disposición un aparato
para la inhibición/estrangulamiento de un inyector de combustible,
de un motor de combustión interna con sistemas de combustible
múltiple, en condiciones de inhibir el inyector durante el
funcionamiento del motor con combustibles alternativos, ante la
presencia de un sistema para accionar el inyector con control por
corriente, impidiendo que dispositivos de control y diagnóstico
detecten dicha inhibición (o la interpreten como un
malfuncionamiento del mismo inyector).
Dicho objetivo se logra en su totalidad mediante
el aparato de la presente invención, que está caracterizado por lo
descrito en las reivindicaciones expuestas abajo y en particular por
el hecho de comprender medios para introducir/extraer una corriente
de inhibición/estrangulamiento en el circuito eléctrico de
accionamiento, antes (después) de la sección de medición, de modo
que dicha corriente de inhibición/estrangulamiento se sume (reste)
a una corriente de accionamiento entregada por una fuente de
alimentación eléctrica colocada en el circuito de
accionamiento.
Además, un objetivo de la presente invención es
un método, caracterizado por lo descrito en las reivindicaciones
expuestas abajo y en particular por el hecho que comprende las
siguientes etapas:
- introducción de una corriente de
inhibición/estrangulamiento en el circuito eléctrico de
accionamiento, antes (después) de la sección de medición, de modo
que dicha corriente de inhibición/estrangulamiento se sume (reste)
a una corriente de accionamiento entregada por una fuente de
alimentación eléctrica colocada en el circuito de
accionamiento;
- eventual extracción de la corriente de
inhibición/estrangulamiento, para cancelar el efecto de inhibición
del inyector provocado por la precedente etapa de introducción, la
repetición en sucesión de dichas etapas por un intervalo de tiempo
produciendo un estrangulamiento del caudal del combustible entregado
por el inyector en dicho intervalo de tiempo.
Estas y otras características se pondrán aún más
de manifiesto a partir de la descripción que sigue de una
realización preferida, ilustrada a título puramente ejemplificador y
no limitativo mediante las láminas de dibujos anexas, en las
cuales:
- la figura 1 muestra un diagrama general del
aparato de la presente invención;
- la figura 2 muestra gráficos que representan
un perfil de las magnitudes muy significativas del método de la
presente invención;
- la figura 3 muestra gráficos que representan
un perfil de las magnitudes de la figura 2, pero según una variante
del método de la figura 2;
- la figura 4 muestra gráficos que representan
un perfil de las magnitudes de la figura 2, pero según otra
variante del método de la figura 2;
- la figura 5 muestra gráficos que representan
un perfil de las magnitudes de la figura 2, pero según una variante
del método de la presente invención;
- la figura 6 muestra un diagrama general de la
figura 1, según una variante de realización.
La presente invención se refiere a un aparato y
a un método para la inhibición/estrangulamiento de inyectores de
combustible de un motor endotérmico con sistemas multicombustible,
dicha inhibición o estrangulamiento siendo indispensable durante el
funcionamiento del motor con combustibles alternativos al
combustible primario. En particular, la presente invención se
aplica a inyectores controlados por corriente, como se aclarará a
continuación. Asimismo, cabe hacer notar que la presente invención
se aplica a un inyector o también, de manera ventajosa, a una
pluralidad de inyectores; por motivos de simplicidad, la descripción
que sigue se referirá a un único inyector de combustible. Con
referencia a la figura 1, el número 1 denota una inductancia, que
esquemáticamente representa un inyector de combustible a
inhibir/estrangular, el inyector estando constituido, desde el
punto de vista eléctrico, por una bobina con un pequeño resistor en
serie (el resistor no se exhibe en el circuito de la figura 1, por
motivos de simplicidad).
El número 2 denota una fuente de alimentación
eléctrica, generalmente constituida por la batería del vehículo. El
número 3 denota un interruptor, constituido, en el ejemplo
ilustrado, por un transistor. La fuente de alimentación (2), el
inyector (1) y el interruptor (3) están colocados en un circuito
eléctrico para accionar al inyector (1). La apertura/cierre del
interruptor (3) viene realizada automáticamente por una unidad de
control (4), que también procede a medir, a los efectos de control
y diagnóstico, un valor de una corriente de control que circula por
la sección de medición (5) del circuito de accionamiento, de
conformidad con la técnica conocida.
La unidad de control (4) administra la
apertura/cierre del interruptor (3), para efectuar una
correspondiente activación/desactivación del inyector (1),
realizando un control por corriente, de conformidad con una técnica
conocida descrita abajo.
La unidad de control (4), cerrando el
interruptor (3), aplica al mismo interruptor una tensión de
activación, determinada por la fuente de alimentación eléctrica
(2), conectada al circuito de accionamiento a través de un
interruptor (6), en condiciones de conectar/desconectar la fuente de
alimentación (2) del inyector (1). Cabe hacer notar que, en el
circuito de accionamiento ilustrado, también existe una fuente de
alimentación suplementaria (7), provista de un correspondiente
interruptor (8), también este último gobernado por la unidad de
control (4). La fuente de alimentación suplementaria (7), que
comprende, por ejemplo, un elevador de tensión, permite la
aplicación al inyector (1) de una tensión de activación muy alta,
más elevada que la tensión de la batería (por ejemplo, 80V, contra
los aproximadamente 12V normalmente entregados por la batería). Una
vez cerrado el interruptor (3), en el circuito de accionamiento
circula una corriente de accionamiento (entregada por la fuente de
alimentación (2) y/o por la fuente de alimentación suplementaria
(7)), que fluye a través del inyector (1); el valor de la corriente
de accionamiento aumenta gradualmente, dicho aumento gradual
debiéndose al efecto de la inductancia del inyector (1).
Dicho control por corriente actuado mediante la
unidad de control (4) sobre el inyector (1) prevé que la unidad de
control (4) le siga aplicando al inyector (1) dicha tensión de
activación (manteniendo el interruptor (3) cerrado), hasta que el
valor de la corriente de control que circula por la sección de
medición (5) del circuito de accionamiento alcance un valor
deseado, correspondiente a la activación del inyector (1) (por ende
dicho valor deseado esencialmente depende de la naturaleza del
inyector). Cuando se alcanza el valor deseado, la unidad de control
manda una reducción substancial de la tensión aplicada al inyector
(1) llevándola del valor de activación a un valor de mantenimiento,
en correspondencia del cual corresponde una circulación de una
corriente de mantenimiento por el circuito de accionamiento. Dicha
corriente de mantenimiento sirve para mantener energizada la bobina
del inyector (1) (para impedirle al inyector (1) que se desactive
después de un largo período); asimismo, la corriente de
mantenimiento, medida en la sección denotada con 5, le permite a la
unidad de control (4) verificar el correcto funcionamiento del
inyector (1).
La presente invención pone a disposición un
aparato (9) que comprende medios (10) de introducción/extracción de
la corriente de inhibición/estrangulamiento en el circuito eléctrico
de accionamiento, antes de la sección de medición (5), de modo que
dicha corriente de inhibición/estrangulamiento se sume a la
corriente de accionamiento entregada por la fuente de alimentación
eléctrica (2) y/o por la fuente de alimentación suplementaria
(7).
De este modo, el aparato (9) de
inhibición/estrangulamiento del inyector (1) inyecta, de modo
original, una corriente suplementaria (la corriente de
inhibición/estrangulamiento), que se suma a la corriente de
accionamiento, antes de la sección de medición (5). Por
consiguiente, la corriente de control medida por la unidad de
control (4) (que constituye, como bien se sabe, un dispositivo para
controlar la corriente que circula por el inyector (1)) resulta
aumentada, por efecto de la introducción de la corriente de
inhibición/estrangulamiento. De este modo, dicha introducción de la
corriente de inhibición/estrangulamiento de modo original implica
que la unidad de control (4) detecte que se ha logrado dicho valor
de corriente deseado antes de que la corriente de accionamiento que
efectivamente circula por el inyector haya alcanzado realmente dicho
valor. Por ende, la unidad de control (4), habiendo detectado una
corriente de control con el valor deseado, actúa dicha reducción de
la tensión aplicada al inyector (1) (desde el valor de activación al
valor de mantenimiento), sin la activación del inductor (1). Por
consiguiente, dicha introducción de la corriente de
inhibición/estrangulamiento implica la inhibición del inductor (1),
sin ninguna alteración del funcionamiento de la unidad de control
(4) y del circuito de accionamiento.
De este modo, el intervalo de tiempo sobre el
cual la unidad de control (4) manda la aplicación, al inyector (1),
de la tensión de activación (típicamente igual al valor máximo
puesto a disposición por las fuentes de alimentación), sufre una
reducción, que es mayor cuanto mayor es el valor de corriente de
inhibición/estrangulamiento introducida.
Además, el dispositivo (9), de modo original,
introduce dentro del circuito una corriente de régimen permanente,
cuyo valor es menor que la corriente de inhibición/estrangulamiento,
durante la etapa de mantenimiento, es decir cuando la unidad de
control (4) aplica la tensión de mantenimiento al inyector (1).
Dicha corriente de régimen permanente se reduce de la misma manera
que la corriente que circula por el inyector, también en la etapa
de mantenimiento, asegurando una inhibición permanente del inyector
(por ende, evitando fenómenos de excitación indeseada de la bobina
del inyector, por efecto de una prolongada circulación por la bobina
de una corriente de mantenimiento con un valor relativamente alto,
durante el funcionamiento del motor con el combustible
alternativo).
Por consiguiente, el dispositivo de la presente
invención permite obtener, en particular, dos resultados
importantes.
Un primer resultado es que, cuando se introducen
los medios (10) para la introducción/extracción de la corriente de
inhibición/estrangulamiento, el inyector (1) del combustible
primario ya no puede abrirse y dejar fluir el combustible, porque
la cantidad de energía transferida al inyector ya no es suficiente a
tal efecto, puesto que han sido reducidos el tiempo y el valor
máximo de la corriente de accionamiento que circula por el
inyector.
Un segundo resultado es que viene minimizado el
consumo de energía necesario para provocar que la unidad de control
(4) (es decir la unidad de control del circuito de accionamiento)
interprete dicha condición de inhibición como normal, porque la
contribución de la corriente suplementaria necesaria para lograr tal
objeto se reduce por el hecho que se utiliza parte de la corriente
que ya fluye por la espira inductiva del inyector (1).
Otro motivo para la minimización del consumo de
energía, con consiguiente posibilidad de usar componentes pequeños
y económicos, es que la inyección de la corriente de
inhibición/estrangulamiento ventajosamente puede ser prolongada por
intervalos de tiempo muy cortos, en particular cuando la unidad de
control (4) verifica si han sido alcanzadas las corrientes
requeridas (medición de la corriente de control), después de lo cual
el inyector (1) puede ser desconectado totalmente, bloqueando o
limitando permanentemente el flujo de la corriente de
inhibición/estrangulamiento.
En la realización ilustrada, los medios de
introducción/extracción (10) operativamente están activos en un
nodo de inserción (11), situado antes de la sección de medición (5)
(es decir, entre la sección de medición (5) y la fuente de
alimentación (7)). Cabe hacer notar que, en general, la sección de
medición (5) está situada después del inyector (1); en esta
situación, el nodo de inserción (11) está situado después del
inyector (1), es decir entre el inyector (1) y la sección de
medición (5). De este modo, ventajosamente, la corriente de
inhibición/estrangulamiento viene impedida de circular por la bobina
del inyector (1).
Los medios (10) para la introducción/extracción
de la corriente de inhibición/estrangulamiento, a su vez,
comprenden un generador de corriente (12), a conectar al circuito
eléctrico de accionamiento a través de una rama de conexión
eléctrica (13) que define el nodo de inserción (11), y un
interruptor (14), colocado en dicha rama de conexión eléctrica
(13).
El aparato (9) además comprende, de modo
original, medios (15) para administrar/controlar los medios (10)
para la introducción/extracción de la corriente de
inhibición/estrangulamiento. Los medios para administrar/controlar
(15) comprenden una lógica programable (16), conectada
operativamente a los medios de introducción/extracción, en
particular en condiciones de mandar al interruptor (14) colocado en
dicha rama de conexión eléctrica (13). Dicha lógica programable
(16) está en condiciones de introducir/extraer la corriente de
inhibición/estrangulamiento, en base a una temporización
predefinida, o también en base a la evaluación de una o varias
magnitudes, o en base a cualquier otro criterio.
En esta perspectiva, los medios (15) para
administrar/controlar los medios (10) para la
introducción/extracción de la corriente de
inhibición/estrangulamiento están en condiciones de llevar a cabo
una sucesión de introducciones/extracciones en un intervalo de
tiempo (en particular, el intervalo de tiempo durante el cual
funciona el motor con el combustible alternativo), para estrangular
el caudal de combustible entregado por el inyector (1) (principal)
en dicho intervalo de tiempo.
Asimismo, los medios para administrar/controlar
(15) comprenden un estadio (17) de medición de un valor de
corriente que circula por el circuito eléctrico de accionamiento
(constituido por ejemplo por un TA), para administrar/controlar los
medios de introducción/extracción (10) de conformidad con dicha
corriente medida. De este modo, los medios (15) para
administrar/controlar los medios (10) de introducción/extracción de
la corriente de inhibición/estrangulamiento de modo original
permiten introducir la corriente de inhibición/estrangulamiento sólo
durante los instantes en que se mide la corriente de control (por
ejemplo, coincidiendo con las rampas ascendentes de la corriente
medida, que fluye por el inyector (1)). Esto, de manera ventajosa,
permite restringir la corriente en juego, con consiguiente ahorro
energético y económico, asociado con el uso de componentes
dimensionados para corrientes menores.
Por lo tanto, el aparato de la presente
invención permite obtener numerosas ventajas.
Una primera ventaja es la de permitir la
inhibición/estrangulamiento, durante el funcionamiento con el
combustible alternativo, de la activación del inyector (1) del
combustible primario, permitiendo al mismo tiempo el paso de una
corriente, medida por la unidad de control (4) (es decir, la unidad
de control y administración del combustible), de modo que la misma
unidad (4) interprete dicha corriente medida como la corriente
nominal de funcionamiento del inyector (es decir, la corriente de
accionamiento que circula por el circuito de accionamiento cuando
está activo el inyector (1)).
En particular, el aparato (9) de modo original
permite reducir o eliminar la corriente que circula por el inyector
principal (1), lo cual hace posible administrar dicho inyector,
compensando dicha reducción con una inyección de corriente
suplementaria antes de la sección de medición (5).
La presente invención también pone a disposición
un método para la inhibición/estrangulamiento de un inyector de
combustible (1), de un motor endotérmico multicombustible, ubicado
en un circuito eléctrico de accionamiento y controlado por
corriente mediante la medición de un valor de una corriente de
control que circula por una sección de medición (5) del circuito de
accionamiento.
Dicho método, de modo original, comprende las
siguientes etapas:
- introducción de una corriente de
inhibición/estrangulamiento en el circuito eléctrico de
accionamiento, antes de la sección de medición (5), de modo que
dicha corriente de inhibición/estrangulamiento se sume a una
corriente de accionamiento entregada por una fuente de alimentación
eléctrica (7) colocada en el circuito de accionamiento;
- eventual extracción de la corriente de
inhibición/estrangulamiento, para cancelar el efecto de inhibición
del inyector provocado por la precedente etapa de introducción, la
repetición en sucesión de dichas etapas por un intervalo de tiempo
produciendo un estrangulamiento del caudal del combustible entregado
por el inyector (1) en dicho intervalo de tiempo.
\global\parskip0.900000\baselineskip
En particular, dicha introducción de una
corriente de inhibición/estrangulamiento en el circuito eléctrico
de accionamiento tiene lugar en un nodo de inserción (11), situado
después del inyector (1), la sección de medición (5) estando
situada después del inyector (1) (y después del mismo nodo de
inserción (11)).
Asimismo, dicho método comprende una etapa de
administración/control de los medios para la introducción/
extracción de la corriente de inhibición/estrangulamiento. Dicha etapa de administración/control de los medios de introducción/extracción, a su vez, comprende una etapa de medición de un valor de corriente que circula por el circuito eléctrico de accionamiento, para la administración/control de los medios de introducción/extracción en función de dicha corriente medida.
extracción de la corriente de inhibición/estrangulamiento. Dicha etapa de administración/control de los medios de introducción/extracción, a su vez, comprende una etapa de medición de un valor de corriente que circula por el circuito eléctrico de accionamiento, para la administración/control de los medios de introducción/extracción en función de dicha corriente medida.
Dicho método, de modo original, permite
introducir la corriente de inhibición/estrangulamiento sólo durante
los instantes en que se mide la corriente de control. De este modo,
ventajosamente, se obtiene una reducción de la energía eléctrica
consumida por el mismo método. El método también comprende una etapa
de introducción de una corriente de régimen permanente en el
circuito eléctrico de accionamiento, antes de la sección de
medición, de modo que dicha corriente de régimen permanente se sume
a una corriente de accionamiento entregada por una fuente de
alimentación eléctrica (2) colocada en el circuito de accionamiento,
dicha corriente de régimen permanente teniendo un valor menor que
la corriente de inhibición/estrangulamiento.
En las figuras 2 y 3 se muestran dos posibles
realizaciones de dicho método, las cuales muestran el perfil a lo
largo del tiempo de las siguientes magnitudes:
- tensión en las extremidades del inyector (1),
aplicada por la fuente de alimentación denotada con 2 y/o por la
fuente de alimentación denotada con 7 (designada con la letra
V);
- corriente de accionamiento (designada con la
referencia I_{p});
- corriente de inhibición/estrangulamiento
(designada con la referencia I_{l});
- corriente de control (designada con la
referencia I_{c}).
En los ejemplos mostrados en las figuras 2 y 3
la forma de onda de la tensión se refiere a un sistema provisto de
elevador de tensión (o de fuente de alimentación auxiliar (7)); de
no existir esta última, la forma de onda podría ser la misma, pero
reducida al valor de tensión de la batería.
En el ejemplo mostrado en la figura 2, la
corriente de accionamiento aumenta exhibiendo un típico perfil
"inductivo", mientras que la corriente de
inhibición/estrangulamiento introducida en el circuito de
accionamiento tiene un valor constante a lo largo del tiempo (2A en
el ejemplo mostrado en la figura 2). La corriente de control medida
por la unidad de control (4) en la sección de medición (5), dada por
la suma de la corriente de accionamiento y de la corriente de
inhibición/estrangulamiento, alcanza el valor deseado para la
activación del inyector (1) (es decir, 10A en este ejemplo) después
de 0,2 ms; en ese instante, la unidad de control (4) manda la
reducción de la tensión aplicada desde el valor de activación (80V
en este ejemplo) al valor de mantenimiento. Naturalmente, en este
instante la corriente de accionamiento que efectivamente circula por
el inyector (1) es menor que el valor deseado (la diferencia es
igual al valor de la corriente de inhibición/estrangulamiento), con
lo cual el inyector (1) no viene activado, por ende está inhibido.
Cabe hacer notar que, en régimen permanente, la corriente de
accionamiento que circula por el inyector (1) se reduce aún más, y
últimamente la misma puede ser puesta a cero, porque con sólo la
corriente de inhibición/estrangulamiento inyectada por el
dispositivo (9) y medida por la unidad de control (4), la misma
unidad de control (4) puede concluir con el diagnóstico que el
inyector (1) funciona adecuadamente. El inyector (1) por
consiguiente no viene energizado suficientemente para permitir su
apertura y el sistema de control de la unidad (4) no está en
condiciones de detectar la reducción de corriente en el inyector
(1).
En el ejemplo mostrado en la figura 3, la
corriente de accionamiento aumenta exhibiendo un típico perfil
"inductivo", al igual que en la figura 2. En este ejemplo, el
método aplicado difiere de aquel de la figura 2 únicamente por la
forma de la corriente de inhibición/estrangulamiento introducida en
el circuito de accionamiento, con un perfil que es variable a lo
largo del tiempo; en particular, la corriente de
inhibición/estrangulamiento es inyectada sólo por cortos períodos
de tiempo, en correspondencia de momentos apropiados, es decir
durante la rampa ascendente de la corriente de accionamiento, para
obtener el mismo resultado de inhibición del inyector (1), pero
ahorrando mucha energía.
En este ejemplo, el valor deseado para la
corriente de control medida por la unidad de control (4) se logra
con una elevada inyección de corriente de
inhibición/estrangulamiento, por un período de tiempo muy corto,
pero suficiente (y ventajoso) para ser medido por el sistema de
control de la unidad (4), que a tal punto baja la tensión aplicada
al inyector (1) al valor de mantenimiento. En esta etapa, una
reducida inyección de corriente impide la circulación en el
inyector (1) de una corriente de mantenimiento capaz de determinar
su apertura.
A partir de esos ejemplos, queda claro que no es
necesario que la inyección de la corriente de
inhibición/estrangula-
miento sea continua o que tenga un valor constante a lo largo del tiempo. Es suficiente provocar que la inyección de la corriente de inhibición/estrangulamiento se efectúe simultáneamente con los instantes de tiempo cuando tiene lugar el control por la unidad (4), proporcionando, incluso sólo por períodos de tiempo cortos, los valores de corriente adicionales necesarios para provocar que la unidad de control (4) interprete una situación de funcionamiento correcto/nominal del inyector (1).
miento sea continua o que tenga un valor constante a lo largo del tiempo. Es suficiente provocar que la inyección de la corriente de inhibición/estrangulamiento se efectúe simultáneamente con los instantes de tiempo cuando tiene lugar el control por la unidad (4), proporcionando, incluso sólo por períodos de tiempo cortos, los valores de corriente adicionales necesarios para provocar que la unidad de control (4) interprete una situación de funcionamiento correcto/nominal del inyector (1).
Cabe hacer notar que, si bien esta última
disposición (inyección de corriente sólo en proximidad de los
instantes cuando se realizan los controles) conduce a un adicional
ahorro energético, ello no es indispensable; por ende es posible
elegir el perfil de inyección de corriente que se considera más
apropiado para minimizar el consumo energético; lo que es
importante es que la inyección de corriente conduce a mantener el
inyector (1) desactivado, sin perjudicar el funcionamiento de la
unidad de control del sistema de inyección del combustible
principal (es decir, de la unidad (4)), permitiendo el
funcionamiento con combustible alternativo.
Una etapa de determinación del perfil de la
corriente de inhibición/estrangulamiento introducida en el circuito
de accionamiento originalmente viene actuada durante el curso de la
administración/control de los medios (10) para la
introducción/extracción de la corriente de
inhibición/estrangulamiento. En particular, dicha etapa de
administración/control de los medios de introducción/extracción
comprende una etapa de medición de un valor de la corriente que
circula por el circuito eléctrico de accionamiento, para
administrar/controlar los medios (10) de introducción/extracción en
función de dicha corriente medida.
Además, el método según la presente invención
originalmente contempla la ejecución de la etapa de introducir una
corriente de inhibición/estrangulamiento en el circuito eléctrico de
accionamiento en un nodo de inserción (11), situado después del
inyector (1), la sección de medición (5) estando situada después del
inyector (1).
El método según la presente invención
originalmente también contempla la ejecución de la etapa de
introducir la corriente de inhibición/estrangulamiento en una rampa
ascendente de la corriente de accionamiento que fluye a través del
inyector (1) y por un tiempo limitado, con la ventaja de minimizar
la energía eléctrica a emplear para inhibir el inyector (1).
De manera original, la presente invención se
basa en la reducción o total eliminación de la corriente en el
inyector del combustible principal, compensándola con una adecuada
inyección de corriente suplementaria en el dispositivo de medición
y control de la corriente en el inyector, permitiendo así el bloqueo
o estrangulamiento del flujo del combustible primario.
En particular con respecto al estrangulamiento
del flujo del combustible primario, la corriente adicional viene
introducida en el circuito de medición con un cierto retardo (por
ejemplo, después de aproximadamente 0,8 ms) provocando en ese
instante el cierre del inyector (1), porque el sistema de control
lee un aumento de corriente, y reacciona de conformidad bajando
(incluso anulando) la tensión de accionamiento del inyector (1).
Luego, durante los primeros 0,8 ms se deja fluir una cierta cantidad
de combustible, después de lo cual el flujo de combustible viene
interrumpido, logrando así el objetivo del estrangulamiento del
flujo del combustible primario.
La presente invención también proporciona una
variante de realización, ilustrada en las figuras 5 y 6, según la
cual el aparato (9) comprende medios (10) de introducción/extracción
de una corriente de inhibición/estrangulamiento en el circuito
eléctrico de accionamiento, después de la sección de medición (5),
de modo que dicha corriente de inhibición/estrangulamiento se reste
de la corriente de accionamiento entregada por una fuente de
alimentación eléctrica (2) colocada en el circuito de accionamiento.
Esta variante es sumamente ventajosa en los casos que la sección de
medición (5) esté situada antes del inyector (1).
En este último caso, los medios (10) de
introducción/extracción de la corriente de
inhibición/estrangulamiento comprenden, preferentemente, un
generador de corriente (12), a conectar al circuito eléctrico de
accionamiento a través de una rama de conexión eléctrica (13), que
define un nodo de inserción (11), de modo que la corriente impuesta
por el generador fluya a través de la rama (13) hacia masa, y un
interruptor (14), colocado en dicha rama de conexión eléctrica
(13).
De este modo, de conformidad con dicha variante
de realización, los conceptos de la presente invención prevén
substraer la corriente proveniente del circuito de accionamiento
después de la sección de medición (5) y antes del inyector (1), de
modo que el inyector quede inhibido, sin que haya ninguna detección
de malfuncionamiento por parte de la unidad de control. Cabe hacer
notar que dicha substracción de corriente es equivalente a la
introducción de una corriente negativa, como se muestra en la figura
5.
Vale la pena mencionar que la expresión
"estrangulamiento" en la presente solicitud es intencionada a
tener el significado que se indica a continuación.
Debido a que el efecto de inhibición puede ser
cancelado (como se ha descrito arriba), habilitando así al
inyector, se ha proporcionado, en un dado intervalo de tiempo, una
sucesión de inhibiciones y posteriores inhabilitaciones del
inyector.
Por consiguiente, en el inyector se obtiene un
efecto de estrangulamiento.
Por ende, la corriente de inhibición viene
considerada una corriente de inhibición/estrangulamiento.
Claims (18)
1. Aparato (9) para un motor endotérmico
multicombustible que tiene un inyector (1) de combustible ubicado
en un circuito eléctrico de accionamiento y controlado por corriente
a través de la medición de un valor de una corriente de control que
circula por una sección de medición (5) del circuito de
accionamiento, dicho aparato siendo un aparato para la inhibición o
estrangulamiento de dicho inyector de combustible,
caracterizado por el hecho que comprende medios (10) para la
introducción o extracción de una corriente de inhibición o
estrangulamiento en el circuito eléctrico de accionamiento, antes o,
alternativamente, después de la sección de medición (5), de modo
que dicha corriente de inhibición o estrangulamiento se sume o,
respectivamente, se reste a una corriente de accionamiento
entregada por una fuente de alimentación eléctrica (2) colocada en
el circuito de accionamiento.
2. Aparato según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que los medios (10) de
introducción o extracción están activos operativamente en un nodo
de inserción (11) situado después del inyector (1), la sección de
medición (5) estando situada después del inyector (1).
3. Aparato según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado por el hecho que los medios (10) de
introducción o extracción de la corriente de inhibición o
estrangulamiento comprenden:
- un generador de corriente (12), a conectar al
circuito eléctrico de accionamiento a través de una rama de
conexión eléctrica (13), que define un nodo de inserción (11), de
modo que la corriente impuesta por el generador fluya a través de
la rama (13) hacia el mismo nodo de inserción (11);
- un interruptor (14), colocado en dicha rama de
conexión eléctrica (13).
4. Aparato según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que los medios (10) de
introducción o extracción están activos operativamente en un nodo
de inserción (11) situado antes del inyector (1), la sección de
medición (5) estando ubicada antes del inyector (1).
5. Aparato según la reivindicación 4,
caracterizado por el hecho que los medios (10) de
introducción o extracción de la corriente de inhibición o
estrangulamiento comprenden:
- un generador de corriente (12), a conectar al
circuito eléctrico de accionamiento a través de una rama de
conexión eléctrica (13), que define un nodo de inserción (11), de
modo que la corriente impuesta por el generador fluya a través de
la rama (13) hacia masa;
- un interruptor (14), colocado en dicha rama de
conexión eléctrica (13).
6. Aparato según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones, caracterizado por el hecho que
comprende medios (15) para administrar y controlar los medios (10)
de introducción o extracción de la corriente de inhibición o
estrangulamiento.
7. Aparato según la reivindicación 4,
caracterizado por el hecho que los medios (15) para
administrar o controlar comprenden una lógica programable (16),
conectada operativamente a los medios (10) de introducción o
extracción.
8. Aparato según la reivindicación 4 o 5,
caracterizado por el hecho que los medios (15) para
administrar o controlar comprenden un estadio (17) para medir un
valor de una corriente que circula por el circuito eléctrico de
accionamiento, para administrar o controlar los medios (10) de
introducción o extracción en función de dicha corriente medida.
9. Aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones de 6 a 8, caracterizado por el hecho que los
medios (15) para administrar o controlar los medios (10) de
introducción o extracción de la corriente de inhibición o
estrangulamiento están en condiciones de realizar dicha introducción
de la corriente de inhibición o estrangulamiento sólo en los
instantes en que se mide la corriente de control.
10. Aparato según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones de 6 a 9, caracterizado por el
hecho que los medios (15) para administrar o controlar los medios
(10) de introducción o extracción de la corriente de inhibición o
estrangulamiento están en condiciones de llevar a cabo una sucesión
de introducciones o extracciones en un dado intervalo de tiempo,
para estrangular el caudal del combustible entregado por el inyector
(1) en dicho intervalo de tiempo.
11. Método para la inhibición o estrangulamiento
de un inyector (1) de combustible de un motor endotérmico
multicombustible, el inyector de combustible estando ubicado en un
circuito eléctrico de accionamiento y siendo controlado por
corriente a través de la medición de un valor de una corriente de
control que circula por una sección de medición (5) del circuito de
accionamiento,
caracterizado por el hecho que comprende
las siguientes etapas:
- introducción de una corriente de inhibición o
estrangulamiento en el circuito eléctrico de accionamiento situado
antes o, alternativamente, después de la sección de medición (5), de
modo que dicha corriente de inhibición o estrangulamiento se sume
o, respectivamente, se reste a una corriente de accionamiento
entregada por una fuente de alimentación eléctrica (2) colocada en
el circuito de accionamiento;
- extracción de la corriente de inhibición o
estrangulamiento en función de la corriente medida que circula por
el circuito eléctrico de accionamiento, para cancelar el efecto de
inhibición del inyector (1) provocado por la precedente etapa de
introducción, la repetición en sucesión de dichas etapas por un
intervalo de tiempo produciendo un estrangulamiento del caudal de
combustible entregado por el inyector (1) en dicho intervalo de
tiempo.
12. Método según la reivindicación 11, donde la
etapa de introducir una corriente de inhibición o estrangulamiento
en el circuito eléctrico de accionamiento tiene lugar en un nodo de
inserción (11), situado después del inyector (1), la sección de
medición (5) estando ubicada después del inyector (1).
13. Método según la reivindicación 11, donde la
etapa de introducción de una corriente de inhibición o
estrangulamiento en el circuito eléctrico de accionamiento tiene
lugar en un nodo de inserción (11), situado antes del inyector (1),
la sección de medición (5) estando ubicada después del inyector
(1).
14. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones de 11 a 13, caracterizado por el hecho que
comprende una etapa de administración o control de los medios (10)
de introducción o extracción de la corriente de inhibición o
estrangulamiento.
15. Método según la reivindicación 14,
caracterizado por el hecho que dicha etapa de administración
o control de los medios (10) de introducción o extracción comprende
una etapa de medición de un valor de una corriente que circula por
el circuito eléctrico de accionamiento, para administrar o controlar
los medios (10) de introducción o extracción en función de dicha
corriente medida.
16. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones de 11 a 15, caracterizado por el hecho que
el mismo prevé la introducción de la corriente de inhibición o
estrangulamiento sólo durante los instantes en que se mide la
corriente de control.
17. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones de 11 a 16, caracterizado por el hecho que
comprende una etapa de introducción de una corriente de régimen
permanente en el circuito eléctrico de accionamiento, antes de la
sección de medición (5), de modo que dicha corriente de régimen
permanente se sume a una corriente de accionamiento entregada por
una fuente de alimentación eléctrica colocada en el circuito de
accionamiento, dicha corriente de régimen permanente teniendo un
valor menor que la corriente de inhibición o estrangulamiento.
18. Vehículo con motor multicombustible,
caracterizado por el hecho que comprende al menos un aparato
de inhibición o estrangulamiento de una pluralidad de inyectores de
combustible, según una cualquiera de las reivindicaciones de 1 a
10, o por el hecho que implementa un método según una cualquiera de
las reivindicaciones de 11 a 17.
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