Proceso para la determinación del caudal de combustible correcto para el motor de un vehículo para llevar a cabo pruebas de diagnóstico.

Un proceso para la evaluación del caudal de combustible real suministrado al motor de un vehículo puesto a prueba,

en particular un vehículo industrial, incluyendo el proceso:

-la determinación de un caudal de combustible de referencia, correspondiente al caudal exacto medido en un motor de referencia del mismo tipo que el motor puesto a prueba en diversas condiciones de funcionamiento en función de una carga a la que está sometido el motor;

-la medición de la deceleración (An/At) del motor puesto a prueba desde una primera a una segunda velocidad de rotación preestablecida, en ausencia de suministro de combustible, correspondiente a una carga a la que está sometido el motor;

-la evaluación del par de rozamiento en base a dicha medición de la deceleración (An/At);

-la determinación de dicho caudal de combustible real en base a dicho par de rozamiento evaluado y al caudal de combustible de referencia correspondiente para las condiciones de funcionamiento reales del motor.

Proceso para la determinación del caudal de combustible correcto para el motor de un vehículo para llevar a cabo pruebas de diagnóstico 5

Campo de la invención [0001] La presente invención se refiere a un proceso para la determinación del caudal de combustible correcto para el motor de un vehículo para llevar a cabo pruebas de diagnóstico en un sistema de gestión para dicho motor, que comprende sensores de funcionamiento.

Técnica anterior

Los sistemas de gestión muy complejos son cada vez más necesarios a bordo de vehículos, en particular en vehículos industriales, para garantizar el correcto funcionamiento tanto del motor en todas las condiciones de uso como de los diversos dispositivos incorporados, tales como el tratamiento del gas de escape, los dispositivos de recirculación del gas de escape. Por ejemplo, la inyección de combustible, la apertura de la válvula del conducto de recirculación, la apertura de la tobera de la turbina de geometría variable, donde esté instalada, están generalmente controladas por unidades de control específicas de acuerdo con las condiciones de funcionamiento del motor, la composición de los gases de escape procedentes del motor y las condiciones de los dispositivos de tratamiento. La detección de una serie de parámetros, que pueden ser detectados por medio de sensores, es por lo tanto necesaria para el funcionamiento de dichos sistemas de gestión. Además, el ajuste de las diversas unidades de control debe ser lo suficientemente preciso. Un ejemplo de un método para adaptar la característica de una válvula de inyección se desvela en la solicitud de patente US 2006/0047405.

Los siguientes están entre los componentes más frecuentemente presentes a bordo de un vehículo, en particular un vehículo provisto de un motor con sobrealimentación, y más en particular un motor diesel tal como los que se aplican habitualmente a vehículos industriales. Un sensor del flujo de aire, que habitualmente está ubicado en el conducto de admisión, generalmente aguas arriba del compresor de sobrealimentación, un sensor de presión de sobrealimentación y un sensor de temperatura de sobrealimentación, generalmente ubicados en el conducto de admisión aguas abajo del compresor de sobrealimentación (o compresores si hay más de uno, como en el caso de sobrealimentación de múltiples fases o con compresores en paralelo) antes de la introducción en el motor, por ejemplo el colector de admisión. Uno o diversos sensores de composición del gas de escape: en particular, generalmente hay un sensor adaptado para detectar el porcentaje de oxígeno presente en los gases de escape,

conocido habitualmente como sensor (o sonda) lambda. Este último se usa principalmente para ajustar la inyección de combustible, en motores de gasolina provistos de un catalizador. En el caso de motores diesel, también es necesario para un correcto ajuste del caudal de recirculación del gas de escape del motor, para reducir la generación de contaminantes o para garantizar las condiciones del gas de escape adecuadas para el buen funcionamiento de los sistemas de tratamiento (sistemas catalíticos, trampas de regeneración particuladas, etc.) . Además, en motores diesel existe un conducto de recirculación del gas de escape que conecta apropiadamente el conducto de admisión con el conducto de escape del motor. Diversos dispositivos (bombas, tubos de Venturi) pueden estar provistos (en particular en el caso de recirculación en la rama de alta presión entre un punto aguas arriba de la turbina en el conducto de escape en un punto aguas abajo del compresor del conducto de admisión, sin embargo si una distancia suficiente entre los extremos del conducto de recirculación no está garantizada de otro 45 modo) para permitir un flujo adecuado de gases recirculados en todas las condiciones. Además, el ajuste puede realizarse por medio de una válvula controlada por un sistema de gestión electrónico. La válvula está completamente cerrada si no es necesaria recirculación alguna.

El motor se ajusta tal como se ha mostrado anteriormente de acuerdo con los valores medidos por los sensores. Los problemas más comunes que pueden producirse incluyen detección incorrecta del caudal de aire de admisión, debido a la pérdida de calibración del sensor, o a pérdidas en el conducto de admisión (con la admisión de aire externo aguas abajo del sensor si la pérdida es aguas arriba del compresor o la pérdida de aire hacia fuera si la pérdida es aguas abajo del compresor) .

Además, también los sensores de temperatura y presión pueden estar sujetos a error. El sensor lambda también puede estar sujeto a mal funcionamiento o calibración incorrecta.

Otro problema común es el error de evaluación del caudal de gas recirculado, por ejemplo debido a pérdidas de la válvula, u otros errores sistemáticos, debido a evaluaciones incorrectas, por ejemplo de la eficiencia volumétrica (llenado) del motor.

Además, la dificultad en la evaluación del caudal de inyección de combustible correcto representa un problema. Es conocido, de hecho, que el caudal suministrado por los inyectores está sujeto a errores considerables (por ejemplo aproximadamente 2 mg/ciclo) que, a una carga baja (caudales de combustible menores) , pueden ser

incluso del 20% del valor real e incluso superar el 30% cuando el motor está a un número mínimo de rotaciones, lo que no permite distinguir otros posibles problemas relacionados con los sensores de detección del vehículo.

Dado que, tal como se ha mencionado anteriormente, entre los problemas más comunes está la incorrecta calibración del sensor del caudal de aire o errores en la evaluación del caudal debido a pérdidas, las unidades de control pueden comparar de forma no periódica los valores de caudal medidos frente a un valor de caudal calculado a partir de la temperatura y presión de sobrealimentación, la velocidad del motor y la eficiencia volumétrica (obtenible de acuerdo con la velocidad del motor a partir de modelos normalmente disponibles) . El sensor del caudal de aire puede recalibrarse si se detecta una diferencia significativa. Este método no explica el hecho de que puede haber otras causas de error, conduciendo por ello a la posible generación de errores sistemáticos.

La presencia de posibles errores sistemáticos es detectada algunas veces por medio de pruebas de diagnóstico que se realizarán en un taller, por ejemplo pruebas programadas o realizadas de acuerdo con las necesidades. Para obtener los datos detectados por la unidad de control, la unidad de control puede estar conectada además de manera conocida a una unidad de control externa, tal como un ordenador. Sin embargo, a menudo es difícil, incluso aunque se detecte una avería, rastrear el origen de la posible causa sin retirar los componentes. Además, la evaluación imprecisa del caudal de combustible representa un límite considerable a la posibilidad de identificar rápidamente otros problemas.

Sería deseable poder realizar una prueba de diagnóstico capaz de identificar el componente en base a posibles errores, reduciendo la necesidad de retirar los componentes individuales y/o de realizar mediciones con instrumentos externos al vehículo.

Sumario [0011] Los problemas identificados anteriormente se han resuelto de acuerdo con la presente invención mediante un proceso de evaluación para el caudal de combustible real suministrado al motor de un vehículo examinado, en particular un vehículo industrial, incluyendo el proceso:

la determinación de un caudal de combustible de referencia, que corresponde al caudal exacto medido en un motor de referencia del mismo tipo que el motor puesto a prueba en diversas condiciones de funcionamiento en función de una carga a la que está sometido el motor; la medición de la deceleración (Ln/Lt) del motor puesto a prueba desde una primera a una segunda velocidad de rotación preestablecida, en ausencia de suministro de combustible, correspondiente a una carga a la que está sometido el motor; la evaluación del par de rozamiento en base a dicha medición de la deceleración (Ln/Lt) ; la determinación, en base a dicho par de rozamiento, y en base a las condiciones de funcionamiento reales del motor en condiciones de carga similares, del caudal de referencia correspondiente.

El caudal de referencia se determina preferentemente al menos en función de la velocidad de rotación del motor, y también puede determinarse en función de otras condiciones de funcionamiento, por ejemplo presión y temperatura ambiente.

Dicho caudal real puede compararse con el caudal indicado por un sistema de gestión del funcionamiento del motor adaptado para controlar el caudal de inyección y usarse para la calibración... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para la evaluación del caudal de combustible real suministrado al motor de un vehículo puesto a prueba, en particular un vehículo industrial, incluyendo el proceso: 5

-la determinación de un caudal de combustible de referencia, correspondiente al caudal exacto medido en un motor de referencia del mismo tipo que el motor puesto a prueba en diversas condiciones de funcionamiento en función de una carga a la que está sometido el motor;

-la medición de la deceleración (An/At) del motor puesto a prueba desde una primera a una segunda velocidad

de rotación preestablecida, en ausencia de suministro de combustible, correspondiente a una carga a la que está sometido el motor;

-la evaluación del par de rozamiento en base a dicha medición de la deceleración (An/At) ;

-la determinación de dicho caudal de combustible real en base a dicho par de rozamiento evaluado y al caudal

de combustible de referencia correspondiente para las condiciones de funcionamiento reales del motor. 15

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que se lleva a cabo por medio de un sistema electrónico para la gestión del motor o mediante un aparato electrónico conectado a dicho sistema de gestión.

3. Un método de diagnóstico para un sistema de gestión para el motor de un vehículo que comprende un proceso de

acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y el uso del valor de caudal real para la determinación de posibles averías.

4. Un método de diagnóstico de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho valor de caudal real es comparado con un valor de caudal indicado, por un sistema de gestión para el funcionamiento del motor. 25

5. Un método de diagnóstico de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, que comprende las siguientes operaciones: la detección de una serie de parámetros que comprenden:

el caudal de aire de admisión (Airhfm) mediante un sensor específico (8) ;

la presión de sobrealimentación (pboost) y la temperatura de sobrealimentación (Tboost) por medio de sensores apropiados (19, 10) ; el porcentaje de oxígeno (λ) presente en los gases de escape por medio de un sensor apropiado, preferentemente un sensor lambda (9) ; el caudal de combustible suministrado al motor (Qf) por unidad de tiempo;

la determinación de tres magnitudes recíproca y matemáticamente independientes basadas, cada una, en al menos parte de dichos parámetros; la comparación de dichas tres magnitudes, para la determinación de posibles averías de funcionamiento, caracterizado por que dicho caudal de combustible (Qf) es dicho caudal real.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que dichas tres magnitudes son el caudal de aire de admisión (Airhfm) detectado por el sensor, un caudal de aire de admisión (Airasmod) calculado de acuerdo con dichas temperaturas y presión de sobrealimentación, la velocidad de rotación del motor y un valor de eficiencia volumétrica (Ev) ; un caudal de aire de admisión (Airlsu) calculado a partir del caudal de combustible suministrado y el porcentaje de 45 oxígeno en los gases de escape.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que dichas tres magnitudes son un primer caudal de combustible virtual calculado a partir del caudal de aire de admisión (Airhfm) detectado por el sensor y del porcentaje de oxígeno medido en los gases de escape, un segundo caudal de combustible virtual calculado sobre la 50 base de dichas temperatura y presión de sobrealimentación, de la velocidad de rotación del motor y un valor de eficiencia volumétrica (Ev) y del porcentaje de oxígeno medido en los gases de escape, y de dicho caudal de combustible real.

8. Un programa informático, adaptado para llevar a cabo un proceso o un método de diagnóstico de acuerdo con 55 cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

9. Un sistema de gestión para el funcionamiento de un motor adaptado para llevar a cabo el proceso o el método de diagnóstico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

10. Un aparato electrónico adaptado para conectarlo a un sistema de gestión para el funcionamiento de un motor, adaptado para llevar a cabo un proceso o un método de diagnóstico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.