DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO DE REGULACIÓN DEL CAUDAL DE CARBURANTE INYECTADO EN UN MOTOR DIESEL.

Dispositivo de regulación del caudal de carburante inyectado en un motor diesel para vehículo automóvil,

sobrealimentado por un turbocompresor, que comprende un captador (23) de la temperatura de los gases de escape a la entrada de la turbina (6) del turbocompresor y un sistema de realimentación de la citada temperatura, y que comprende un regulador (41) que recibe un valor (39) de consignagna de temperatura función de una orden (32) del conductor del vehículo automóvil y del valor (39a) de temperatura medido por el captador, con el fin de proporcionar al motor (1) un valor corregido (62) de caudal de carburante inyectado

El presente invento tiene por objeto un dispositivo y un procedimiento de regulación del caudal de carburante inyectado en un motor diesel para vehículo automóvil, funcionando el motor a una presión mayor que la presión atmosférica por sobrealimentación del aire fresco por medio de un turbocompresor.

En un motor de este tipo, la cantidad de carburante inyectado está limitada en la zona de plena 5 carga. El turbocompresor que equipa a este tipo de motor comprende una turbina y un compresor que aumentan la cantidad de aire que entra en los cilindros del motor. La turbina está situada a la salida del colector de escape del motor y es impulsada por los gases de escape. La potencia proporcionada por los gases de escape a la turbina se puede modular instalando una válvula de descarga o proporcionando álabes de geometría variable en la turbina (turbina de geometría variable o TGV). El compresor está 10 montado sobre el mismo eje mecánico que la turbina. Dicho compresor comprime el aire que entra en el colector de admisión del motor. Ventajosamente, se puede situar un intercambiador de calor entre el compresor y el colector de admisión con el fin de refrigerar el aire a la salida del compresor.

Se puede proporcionar un dispositivo de accionamiento con el fin de controlar la apertura y el cierre de la válvula de descarga citada anteriormente o la posición de los álabes modificando la geometría 15 de la turbina. La señal de control de este accionador es emitida por una unidad de control electrónica (UCE) con el fin de regular la presión del aire dentro del colector de admisión del motor. El valor de consigna de la presión dentro del colector de admisión es calculado por la unidad de control electrónica, en función de una señal de presión a la entrada del colector que se puede medir por medio de un captador de presión situado de manera apropiada. 20

De una forma general, el control del motor está gestionado por un conjunto de captadores y de accionadores en función de un conjunto de leyes de control, llamadas “estrategias lógicas”, y de parámetros de caracterización o calibraciones del motor. El conjunto de estas leyes se memoriza en la unidad de control electrónica, la cual es entonces capaz de emitir las señales de control necesarias para la gestión del funcionamiento del motor. 25

Cuando el conductor del vehículo desea una cierta potencia del motor hace presión sobre el pedal del acelerador, lo cual provoca la emisión de una señal de posición transmitida a la unidad de control electrónica, la cual puede deducir a partir de dicha señal una consigna de caudal del carburante a inyectar en el motor para la obtención de la potencia demandada por el conductor. Este valor de consigna del caudal de carburante demandado por el conductor está limitado en fase transitoria por un umbral que 30 es función del caudal de aire fresco y del régimen de giro del motor. El caudal de aire fresco se puede medir por medio de un caudalímetro o de cualquier otro aparato análogo, o incluso puede ser calculado por un dispositivo de estimación. La limitación del caudal de carburante inyectado durante esta fase transitoria permite limitar las partículas presentes en los gases de escape del motor durante esta fase, partículas que se traducen en la aparición de humos negros a la salida del escape. 35

Cuando el flujo de aire que entra en el motor es suficiente, el valor de consigna del caudal de carburante inyectado está limitado además por un valor que es función del régimen de giro del motor, del flujo de aire y eventualmente de la relación de transmisión del par del motor hacia la caja de cambios del vehículo.

Todas estas limitaciones se determinan a partir de ensayos realizados sobre los motores a la 40 salida de fabricación. Para cada régimen de motor se establecen curvas y se identifica un caudal de carburante inyectado máximo para respetar las limitaciones termomecánicas del motor. Estas medidas se hacen sobre la base de un motor de características llamadas “nominales”, es decir, sobre un motor teórico. En presencia de un motor real ligeramente diferente, si se aplica el mismo ajuste de caudal máximo de carburante inyectado que para el motor teórico nominal, pueden no respetarse las limitaciones 45 termomecánicas del motor. Por otro lado, para otro tipo de motor, para el cual las limitaciones termomecánicas permanecerían inferiores a los límites aceptables, el ajuste del caudal máximo de carburante basado en el motor teórico nominal, aunque no es perjudicial para el motor, entraña para el conductor un déficit de potencia con respecto a un motor nominal.

En otras palabras, la dispersión de las características de los diferentes motores a la salida de 50 fábrica obliga a los ajustadores a integrar estas dispersiones para el ajuste que se realiza sobre los motores a la salida de fabricación, y en particular para el ajuste de los valores límites de caudal máximo de carburante inyectado, dejando un margen de seguridad sobre las limitaciones termomecánicas.

En las mismas condiciones, la existencia de un filtro de partículas situado generalmente dentro de la tubería de escape de un motor diesel, provoca un aumento de la presión a la entrada de la turbina, 55 en función de la cantidad de hollín que obstruye progresivamente el filtro de partículas. Durante el ajuste de los motores a la salida de la fabricación, el ajustador se ve así obligado a limitar el par máximo para un nivel de presión máxima a la entrada de la turbina, teniendo en cuenta la futura obstrucción del filtro de partículas. El resultado de esto es que el motor no puede entregar toda su potencia cuando el filtro de partículas está limpio y hasta que no ha alcanzado su nivel máximo de obstrucción. 60

Los documentos DE 3914264 y US 6000384 explican procedimientos en los cuales se regula la cantidad de carburante inyectado en el motor en función de una temperatura medida en el escape.

El presente invento tiene por objeto un dispositivo y un procedimiento que permiten evitar tomar en consideración la dispersión de los motores a la salida de la fabricación o la obstrucción progresiva del filtro de partículas para el ajuste de los motores a la salida de la fábrica. 5

De esta forma el invento tiene por objeto permitir un ajuste de los motores, cualesquiera que sean sus características, sin tener en cuenta un margen de seguridad como era el caso anteriormente, permitiendo así obtener para cada motor los mejores ajustes posibles garantizando la potencia máxima del motor durante su funcionamiento.

El dispositivo de acuerdo con el invento permite la regulación del caudal de carburante inyectado 10 en un motor diesel para vehículo automóvil, sobrealimentado por un turbocompresor. El dispositivo comprende un captador de la temperatura de los gases de escape a la entrada de la turbina del turbocompresor y un sistema de realimentación de la citada temperatura, que comprende un regulador que recibe un valor de consigna de temperatura función de una orden del conductor del vehículo automóvil y del valor de temperatura medido por el captador, con el fin de proporcionar al motor un valor 15 corregido del caudal de carburante inyectado.

De esta manera es posible corregir automáticamente las dispersiones que se observan entre diferentes motores de un mismo tipo a la salida de fábrica y es posible, durante el ajuste de los motores, eliminar el margen de seguridad habitualmente aplicado para tener en cuenta precisamente esta dispersión. La calibración de la curva de plena carga se puede hacer sobre la base de un motor de 20 características nominales. La regulación del invento se encarga, durante el funcionamiento, de reducir o de aumentar la curva de plena carga, de acuerdo con las características reales de cada motor, con el fin de devolver la temperatura máxima a la entrada de la turbina al valor límite máximo determinado por el motor nominal.

Preferentemente, el dispositivo de regulación comprende una cartografía memorizada del 25 régimen de giro del motor en función del caudal de carburante inyectado, para la determinación del valor de consigna de temperatura.

Ventajosamente, el valor de consigna de temperatura es el resultado de una cartografía memorizada del régimen de giro del motor en función de la posición del pedal del acelerador del vehículo.

Preferentemente, el dispositivo de regulación comprende además un dispositivo de limitación del 30 par motor a partir de una cartografía memorizada del régimen de...

1-Dispositivo de regulación del caudal de carburante inyectado en un motor diesel para vehículo automóvil, sobrealimentado por un turbocompresor, que comprende un captador (23) de la temperatura de los gases de escape a la entrada de la turbina (6) del turbocompresor y un sistema de realimentación de la citada temperatura, y que comprende un regulador (41) que recibe un valor (39) de consigna de 5 temperatura función de una orden (32) del conductor del vehículo automóvil y del valor (39a) de temperatura medido por el captador, con el fin de proporcionar al motor (1) un valor corregido (62) de caudal de carburante inyectado.

2-Dispositivo de regulación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una cartografía (35) memorizada del régimen de giro del motor en función del caudal de carburante 10 inyectado, para la determinación del valor de consigna de temperatura.

3- Dispositivo de regulación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el valor de consigna de temperatura es el resultado de una cartografía (30) memorizada del régimen del motor en función de la posición del pedal del acelerador del vehículo.

4- Dispositivo de regulación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, 15 caracterizado porque comprende además un dispositivo (49) de limitación de par motor a partir de una cartografía memorizada del régimen de giro del motor en función de la relación de transmisión del par motor, añadiendo este dispositivo de limitación del par motor una corrección adicional al valor corregido de caudal de carburante inyectado.

5- Dispositivo de regulación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, 20 caracterizado porque comprende además un dispositivo (57) de limitación de los humos de escape a partir de una cartografía memorizada del régimen de giro del motor en función del caudal de aire fresco que alimenta al turbocompresor, añadiendo este dispositivo de limitación de los humos una corrección adicional al valor corregido de caudal de carburante inyectado.

6- Dispositivo de regulación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, 25 caracterizado porque comprende un medio (44) de desactivación del sistema de realimentación para las zonas de funcionamiento del motor en las cuales la temperatura de los gases de escape a la entrada de la turbina del turbocompresor permanece inferior a un límite predeterminado.

7- Dispositivo de regulación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el vehículo automóvil comprende un filtro (17) de partículas en el trayecto de los 30 gases de escape.

8- Procedimiento de regulación del caudal de carburante inyectado en un motor diesel para vehículo automóvil, sobrealimentado por un turbocompresor, de acuerdo con el cual se mide la temperatura de los gases de escape a la entrada de la turbina del turbocompresor y se realimenta la temperatura de los gases de escape a la entrada de la turbina del turbocompresor corrigiendo el caudal 35 del carburante inyectado en el motor en función de la temperatura medida y de un valor de consigna de temperatura que es función de una orden del conductor del vehículo automóvil.

9- Procedimiento de regulación de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el vehículo automóvil comprende un filtro de partículas en el trayecto de los gases de escape.