EP0146426B1 - Verfahren für die Steuerung eines Motors mit durch Lambdasonde regulierter Kraftstoffeinspritzung und gesteuerter Zündung - Google Patents

Verfahren für die Steuerung eines Motors mit durch Lambdasonde regulierter Kraftstoffeinspritzung und gesteuerter Zündung Download PDF

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EP0146426B1
EP0146426B1 EP84402175A EP84402175A EP0146426B1 EP 0146426 B1 EP0146426 B1 EP 0146426B1 EP 84402175 A EP84402175 A EP 84402175A EP 84402175 A EP84402175 A EP 84402175A EP 0146426 B1 EP0146426 B1 EP 0146426B1
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EP
European Patent Office
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engine
enrichment
injection time
mixture
nominal
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EP84402175A
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Rémi Lefevre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Regie Nationale des Usines Renault
Original Assignee
Regie Nationale des Usines Renault
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/10—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2454—Learning of the air-fuel ratio control
    • F02D41/2458—Learning of the air-fuel ratio control with an additional dither signal

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a fuel injection and spark-ignition engine by means of an electronic computer coupled to a probe for detecting the oxygen content of the exhaust gases, hereinafter referred to as .
  • the probe A is an all-or-nothing sensor whose output voltage is either higher or lower than a certain threshold depending on whether the oxygen content of the exhaust gases is lower or higher than a predetermined value.
  • This oxygen content of the exhaust gases is itself an image of the mixture of air and fuel admitted into the engine: a lean mixture generates an excess of oxygen in the exhaust gases and a rich mixture a deficit of oxygen, the threshold of the probe A corresponding to the stoichiometric ratio.
  • Such a probe A can thus be used in combination with an injection computer to measure the air / fuel mixture admitted into the engine as a function of the oxygen content of the exhaust gases.
  • This regulation makes it possible in particular to reduce the emissions of toxic components from spark-ignition engines as required by national regulations in a certain number of countries.
  • probe A Another advantage of such regulation by probe A lies in the possibility of operating the engine in a lean mixture, at least in certain areas of its operating range, in order to minimize fuel consumption and reduce the emissions of mono- carbon monoxide and unburnt hydrocarbons.
  • Document US-A-4 200 064 describes an electronic injection engine operating in lean mixture, with periodic calibration of the deviation from the stoichiometric mixture for which the signal from the probe A can be used. This requires a temporary enrichment of the air-fuel mixture used for each calibration starting from the lean mixture, periodically.
  • the temporary advance reduction is generated a predetermined number of engine revolutions after the start of the temporary enrichment.
  • a positive ignition engine 1 comprises an intake pipe 2, in which an injector 3 is arranged downstream of a throttle valve 4, and an exhaust pipe 5.
  • the opening time of the injector 3, which determines the dosage of the air / fuel mixture, is controlled by a digital computer 6 which receives from a pressure sensor 7 information relating to the air pressure in the intake pipe 2 and of a speed sensor 8 information relating to the speed of rotation of the engine 1.
  • the sensor8 is associated with a toothed target 9 integral in rotation with the crankshaft (not shown) of the engine 1 and from which certain teeth have been removed: the signal sensor output8 is thus used by the computer to determine both the speed and the angular position of the crankshaft as described in European document EP-A-0013846.
  • the computer 6 also receives the output signals from a probe ⁇ 10 disposed in the exhaust pipe 5 and from a temperature sensor 11 disposed in the cooling water circuit 12 of the engine 1.
  • the computer 6 also develops the ignition advance angle as a function of the engine speed and load parameters and controls the instant of ignition of the mixture in a cylinder 13 of the engine by a spark plug 14.
  • the computer 6 has in memory a map making it possible to calculate the injection time as a function of the speed and of the engine load.
  • This mapping corresponds to a basic injection time Tlo determining an operation of the engine in lean mixture.
  • the speed and the load of the engine, and therefore the basic injection time Tlo are assumed to be constant.
  • the computer 6 causes an additional enrichment of the mixture by increasing the injection time by a value b during a number of engine revolutions a.
  • the quantities a and b are calculated so that, at the operating point considered, the probe A is at the limit of tilting.
  • it is examined whether the probe A has switched from one state to another during this period c: if so, the injection time of base and, if not, it is increased by an equally small amount, which leads to a nominal injection time Tln different from the base time Tlo.
  • this temporary enrichment (a, b) tends to generate an increase in torque which, in accordance with the invention, is compensated by an equally temporary reduction in the angle of advance on ignition.
  • this comprises in memory an addressable advance map as a function of the pressure and the engine speed and generates a basic advance angle Avo.
  • the advance angle Avo is reduced by an amount e during a number of revolutions f.
  • the values of a, b, c, d, e, f and g depend on the type of injection system and on the characteristics of the engine considered.
  • the duration of the advance enrichment and blurring slots (a, f) can be fixed because the injectors deliver the fuel directly on the intake valves.
  • the duration of the enrichment and pre-blurring slots should then preferably depend of the engine operating point, which can be achieved by memorization, of a specific map in the digital advance and injection computer 6.
  • the amplitude b of the enrichment window is preferably inversely proportional to the nominal richness, that is to say to the nominal injection time, for the considered operating point of the engine, while the value e of the advance blurring is preferably proportional to l amplitude b of the enrichment window.
  • the phase shift g between the enrichment slot and the advance dimming slot can be either fixed, or a function of the engine load and speed. The same goes for the repetition period d of the temporary enrichment process and for the number of revolutions c at the end of which the condition of the probe is examined. If a is fixed, it is preferably also, but if a depends on the load and the engine speed, c can either depend on the same parameters, or be a predetermined number of turns counted from the end of the slot. enrichment.
  • the regulation by temporary enrichment and blurring described above may only be carried out in certain engine operating zones.
  • This type of regulation will preferably be avoided in the field of high loads (rich mixture), low loads (deceleration zones) and low speeds (stability problems).
  • This regulation should preferably also be prohibited during operations in transient or cold conditions because of deceleration cuts and acceleration and cold enrichments which can be expected and that the described regulation would disturb.
  • FIG. 3 precisely illustrates an embodiment of the invention which eliminates regulation by temporary enrichment and blurring in advance in the above-mentioned operating zones.
  • the values of a, c, d, f and g will be assumed to be fixed.
  • the response to at least one of tests 21 to 24 is negative and we pass to test 25.
  • the state of the probe ⁇ used as a loopback criterion for an injection system programmed to operate in lean mixture, is used so as to periodically make the mixture generated tend to the stoichiometric report.
  • This results in modifications to the programmed base injection time which ensure self-adaptive control of the nominal richness for each operating point of the engine programmed in the map of the computer, which makes it possible to overcome variations in characteristics due engine aging.
  • This regulation is made acceptable in its application on a motor vehicle by the fact that the excess torque normally generated by the periodic enrichment is considerably attenuated by the periodic blurring in advance carried out.

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Claims (11)

1. Verfahren zur Steuerung eines Motors mit Kraftstoffeinspritzung, der mit einem elektronischen Rechner für die Einspritzung und die Zündung versehen ist, der mit einer Meßsonde für den Sauerstoffgehalt in den Abgasen verbunden ist, mit den folgenden Verfahrenschritten:
a) Bestimmen als Funktionsparameter des Motors wenigstens die Motordrehzahl und die Motorlast,
b) Bestimmen als Funktion dieser Parameter eine nominale EinspritzzeitTin entsprechend einer mageren Kraftstoffzufuhr für das Verbrennungsgemisch,
c) Bewirken einer periodischen zeitweisen Anreicherung dieses Gemischs durch vorgegebene Verlängerung der nominalen Einspritzzeit Tin, wobei diese Verlängerung gleich Tin· x ist, in dem x ein Koeffizient kleiner als 1 ist, wobei diese vorbestimmte Anreicherung das magere Verbrennungsgemisch zum stöchiometrischen Gemisch verwandelt,
d) Bestimmen, ob das von der Sonde zur Feststellung des Sauerstoffgehalts in den Abgasen stammende Signal, das dem angereicherten Gemisch entspricht, ein stöchiometrisches Gemisch anzeigt oder ein Gemisch, das stärker als das stöchiometrische Gemisch angereichert ist oder ein Gemisch, das ärmer als das stöchiometrische Gemisch ist,
e) Verändern als Funktion dieser Bestimmung die normale Einspritzzeit Tin derart, daß sich das Gemisch dem stöchiometrischen Gemisch annähert,
f) Weiterverfolgen der entsprechenden Steuerung eines mageren Kraftstoffgemischs des Verbrennungsgemischs auf der Basis der veränderten nominalen Einspritzzeit T,n, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
g) Bestimmen als Funktion der Betriebsparameter des Motors einen nominalen Vorzündwinkel AVn entsprechend der nominalen Einspritzzeit Tin,
h) Bewirken mit vorgegebener Verzögerung bezüglich des periodischen Anreicherungsbeginns gemäß Verfahrensschritt c), eine zeitweise Verringerung des nominalen Vorzündwinkels AVn entsprechend k · x · Avn, wobei x ein Koeffizient kleiner als 1 ist und zur Berechnung der Anreicherung Tin· x dient und k eine Konstante vorgegebenen Wertes ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die zeitweise Vorzündverringerung bewirkt eine vorgegebene Anzahl g von Motorumdrehungen nach dem Beginn N1 der zeitweisen Anreicherung.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anreicherung und die Verringerung der Vorzündung bewirkt werden während einer Anzahl von entsprechenden Umdrehungen a und f des Motors als Funktion seiner Last und seiner Drehzahl.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitweise Anreicherung und die zeitweise Vorzündverringerung bewirkt werden während der Anzahl der entsprechenden Umdrehungen a und f des Motors.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die zeitweise Anreicherung und die zeitweise Vorzündverringerung während einer identischen Anzahl a=f von Motorumdrehungen bewirkt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die zeitweise Anreicherung und die zeitweise Vorzündverringerung mit einer Periodizität bewirkt, die gleich einer festen vorgegebenen Zahl d an Motorumdrehungen ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß folgend auf eine zeitweise Anreicherungsphase eine Erhöhung der nominalen Einspritzzeit Tln bewirkt wird, wenn die Sonde (10) ihren Zustand nicht geändert hat und eine Verringerung der nominalen Einspritzzeit Tin bewirkt wird, wenn die Sonde ihren Zustand geändert hat.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung oder die Verringerung der nominalen Einspritzzeit Tin bewirkt wird, je nachdem ob die Sonde ihren Zustand geändert oder nicht am Ende eines Zeitraums der gleich einer vorgegebenen Anzahl c von Motorumdrehungen ist und mit der zeitweisen Anreicherungsphase beginnt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nominale Einspritzzeit Tln gleich der Summe einer Grund-Einspritzzeit Tlo ist, die als Funktion der Last und der Drehzahl des Motors bestimmt ist und einem Bruchteil
Figure imgb0005
der Grundeinspritzzeit als Funktion eines Koeffizienten a ist, der anwächst bei Abwesenheit einer Zustandsänderung der Sonde am Ende einer jeden Periode c, die einer zeitweisen Anreicherung folgt, und im gegenteiligen Fall abnimmt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitweise Anreicherung und die zeitweise Vorzündverringerung unterbleibt wenigstens in bestimmten vorgegebenen Betriebsbereichen des Motors.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Betriebsbereiche des Motors die Übergangsbereiche von der Verzögerung zur Beschleunigung, die Lastbereiche unterhalb eines ersten vorgegebenen Schwellwertes Pmin, die Lastbereiche oberhalb eines zweiten vorgegebenen Schwellwertes Pmax, die Drehzahlen unterhalb eines vorgegebenen dritten Schwellwertes (Régime min) und den Betrieb bei einer Kühlflüssigkeitstemperatur des Motors unterhalb eines vierten vorgegebenen Schwellwertes Tmin umfassen.
EP84402175A 1983-11-04 1984-10-30 Verfahren für die Steuerung eines Motors mit durch Lambdasonde regulierter Kraftstoffeinspritzung und gesteuerter Zündung Expired EP0146426B1 (de)

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FR8317538 1983-11-04

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EP0146426A1 EP0146426A1 (de) 1985-06-26
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