ES2213842T3

ES2213842T3 - ELECTRICAL DIAGNOSTIC PROCEDURE OF AN OXYGEN PROBE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE.

Info

Publication number: ES2213842T3
Application number: ES97951321T
Authority: ES
Inventors: Vasco Afonso; Frederic Aimard; Sabrina Soussan
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 2004-09-01
Anticipated expiration: 2017-12-12
Also published as: DE69727588D1; DE69727588T2; EP0946868B1; WO1998028615A1; AU5489198A; FR2757634A1; FR2757634B1; EP0946868A1

Abstract

PROCEDIMIENTO DE DIAGNOSTICO ELECTRICO DE UNA SONDA DE OXIGENO DE UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA QUE FUNCIONA SEGUN VARIOS VALORES DE RIQUEZA Y EN CONCRETO CON UNA MEZCLA POBRE, CARACTERIZADO PORQUE COMPRENDE LAS SIGUIENTES ETAPAS: CONTROLAR EL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR Y CUANDO LAS CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO PREDETERMINADAS SE CUMPLEN EN LAS QUE LA MEZCLA CARBURADA PERMANECE DIFERENTE DE LA ESTEQUIOMETRIA DURANTE UNA DURACION SUFICIENTE, MEDIR EL NIVEL DE TENSION DE LA SEÑAL EMITIDA POR DICHA SONDA DE OXIGENO; COMPARAR ESTE VALOR DE TENSION CON LA TENSION DE POLARIZACION Y DEDUCIR SI DICHO VALOR DE TENSION ES PRACTICAMENTE IGUAL A LA TENSION DE POLARIZACION, LA EXISTENCIA DE UN DEFECTO EN LA CONEXION ELECTRICA DE LA SONDA O SI NO ES ASI, LA AUSENCIA DE DEFECTO EN LA CONEXION ELECTRICA DE LA SONDA.ELECTRICAL DIAGNOSTIC PROCEDURE OF AN OXYGEN PROBE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE THAT WORKS ACCORDING TO VARIOUS RICHNESS VALUES AND IN CONCRETE WITH A POOR MIXTURE, CHARACTERIZED BECAUSE IT UNDERSTANDS THE FOLLOWING STAGES: CONTROLLING THE OPERATION AND SETTING UP THE OPERATION COMPLY IN WHICH THE CARBURED MIXTURE REMAINS DIFFERENT FROM THE STRATEGY DURING A SUFFICIENT DURATION, MEASURING THE VOLTAGE LEVEL OF THE SIGNAL ISSUED BY SUCH OXYGEN PROBE; COMPARE THIS VOLTAGE VALUE WITH THE POLARIZATION VOLTAGE AND DEDUCE IF THIS VOLTAGE VALUE IS PRACTICALLY EQUAL TO THE POLARIZATION VOLTAGE, THE EXISTENCE OF A DEFECT IN THE ELECTRICAL CONNECTION OF THE PROBE OR IF NOT, THE ABSENCE OF DEFECT IN THE ELECTRICAL CONNECTION OF THE PROBE.

Description

Procedimiento de diagnóstico eléctrico de una sonda de oxígeno de un motor de combustión interna.Electrical diagnostic procedure of a oxygen probe of an internal combustion engine.

Este invento trata acerca de un proceso de diagnóstico eléctrico de una sonda de oxígeno de tipo lambda montada sobre la línea de escape de un motor de combustión interna. Este invento trata, más concretamente, acerca del diagnóstico de una sonda lambda que equipa la línea de escape de un motor de combustión interna alimentado con mezclas carburadas de riquezas adaptadas y especialmente con mezclas pobres.This invention is about a process of electrical diagnosis of a mounted lambda type oxygen probe on the exhaust line of an internal combustion engine. East invention is more specifically about the diagnosis of a lambda probe that equips the exhaust line of a combustion engine internal fed with carburated mixtures of adapted riches and especially with poor mixtures.

Generalmente, los motores de combustión interna están equipados con un sistema electrónico de accionamiento que ajusta, a partir de estrategias preprogramadas y en función de las condiciones de funcionamiento del motor, la cantidad de carburante inyectado y el momento de encendido para los motores de encendido programado.Generally, internal combustion engines they are equipped with an electronic drive system that adjusts, based on preprogrammed strategies and based on the engine operating conditions, the amount of fuel injected and ignition timing for ignition engines programmed.

Actualmente, algunos motores se alimentan con una mezcla carburada cuya riqueza ha sido adaptada a las condiciones de funcionamiento del motor y que se alimentan principalmente con mezcla pobre (learn burn) en las fases de funcionamiento en carga parcial.Currently, some engines are fed with a carbureted mixture whose richness has been adapted to the engine's operating conditions and that are mainly fed with poor mixture ( learn burn ) in the partial load operation phases.

Entre los sensores utilizados por los sistemas electrónicos de accionamiento de estos motores para determinar las condiciones de funcionamiento y adaptar en consecuencia la riqueza de la mezcla carburada figuran más particularmente el o los sensores de oxígeno colocados en la línea de escape del motor. Estos sensores tienen como función informar al sistema electrónico de accionamiento sobre la concentración real de oxígeno en los gases de escape.Among the sensors used by the systems drive electronics of these motors to determine the operating conditions and adapt wealth accordingly of the carbonated mixture more particularly the sensor (s) of oxygen placed in the engine exhaust line. These sensors Its function is to inform the electronic drive system on the actual concentration of oxygen in the exhaust gases.

En el marco de las futuras reglamentaciones anticontaminación, como la normativa OBD2 (On Board Diagnostic Level 2), se prevé que los sistemas electrónicos de los motores que equipan los vehículos automóviles o de carretera deberán diagnosticar y/o corregir automáticamente determinados fallos que tienen un impacto directo sobre las emisiones de contaminantes.Within the framework of future anti-pollution regulations, such as OBD2 ( On Board Diagnostic Level 2 ) regulations, it is expected that the electronic systems of the engines equipped with motor vehicles or road vehicles must automatically diagnose and / or correct certain faults that have a direct impact on pollutant emissions.

Así es como se prevé implantar en los sistemas electrónicos de accionamiento de los motores métodos de diagnóstico de los eventuales disfuncionamientos de los sensores que participan en el accionamiento del motor y más concretamente de los sensores de oxígeno.This is how it is planned to implement in the systems electronic drive motors diagnostic methods of the eventual malfunctions of the participating sensors in the motor drive and more specifically of the sensors oxygen.

Estos métodos de diagnóstico tiene el objetivo de provocar, cuando se produce un fallo de un elemento que actúa sobre el nivel de contaminación del motor, o bien la activación de modos de funcionamiento degradados y/o el encendido de un indicador luminoso en el salpicadero que avisa al conductor (reglamentaciones poco duras), o bien la puesta en funcionamiento de medidas correctivas, o bien incluso la parada del vehículo (reglamentaciones estrictas).These diagnostic methods are aimed at cause, when there is a failure of an element acting on the level of engine pollution, or the activation of modes of degraded operation and / or the lighting of an indicator light on the dashboard that alerts the driver (regulations not very hard), or the commissioning of measures corrective, or even the stop of the vehicle (regulations strict).

En consecuencia, los fabricantes de equipos de automóviles y los fabricantes de automóviles han desarrollado un determinado número de dispositivos técnicos que permiten diagnosticar los disfuncionamientos de los sensores que equipan los motores en general y los sensores de oxígeno en particular.Consequently, equipment manufacturers cars and car manufacturers have developed a certain number of technical devices that allow diagnose the malfunctions of the sensors that equip the engines in general and oxygen sensors in particular.

Así pues, se puede citar el documento DE-A-19.534.141 que trata más concretamente del control de los cables eléctricos que aseguran la conexión de los sensores al calculador de inyección y que permite especialmente diagnosticar la existencia de disfuncionamientos tales como un "corta-circuito" o también un "circuito abierto" tras la ruptura de un cable.Thus, the document can be cited DE-A-19.534.141 which deals more specifically the control of the electric cables that ensure the connecting the sensors to the injection calculator and allowing especially diagnose the existence of such dysfunctions as a "circuit breaker" or also a "open circuit" after a cable break.

El calculador de inyección pone directamente en marcha el proceso descrito en el documento DE-A-19.534.141. Este proceso consiste en comparar regularmente los valores de tensiones observados en cada entrada del calculador de inyección en rangos de valores memorizados y si se produce una desviación, deducir de ello la existencia de un defecto en la línea.The injection calculator puts directly into the process described in the document progresses DE-A-19.534.141. This process it consists of regularly comparing stress values observed at each input of the injection calculator in ranges of stored values and if a deviation occurs, deduct from it the existence of a defect in the line.

Ahora bien, este proceso no es de aplicación general, porque no permite diagnosticar la conexión eléctrica de una sonda de oxígeno de tipo lambda, que sólo indica un estado rico o pobre en relación con la estequiometría (o riqueza 1), cuando se coloca una sonda de este tipo en la parte inferior de un tubo de escape de tratamiento que acelera especialmente las reacciones de oxidación de los gases de escape. La colocación en la parte inferior de una sonda de oxígeno se utiliza para permitir controlar el funcionamiento del tubo de escape o también para operar una regulación denominada "doble bucle" cuando las condiciones de funcionamiento del motor requieren que funcione con una mezcla estequiométrica, como por ejemplo al ralentí, etc.Now this process is not applicable general, because it does not allow to diagnose the electrical connection of a lambda type oxygen probe, which only indicates a rich state or poor in relation to stoichiometry (or wealth 1), when place such a probe in the bottom of a tube treatment leak that especially accelerates the reactions of oxidation of exhaust gases. The placement at the bottom of an oxygen probe is used to allow controlling the operation of the exhaust pipe or also to operate a regulation called "double loop" when the conditions of Engine operation require it to run with a mixture stoichiometric, such as idling, etc.

En efecto, en el momento de las fases de funcionamientos con una mezcla estequiométrica, los gases de escape a la salida de un tubo de escape destinado a acelerar las reacciones de oxidación, a continuación denominado tubo de escape de oxidación (se entiende que un tubo de estas características no se limita únicamente a la aceleración de las reacciones de oxidación sino que también puede acelerar reacciones de reducción como en el caso de los tubos de tres vías (denominados selectivos o trifuncionales) con uno o varios lechos), tienen un contenido en oxígeno relativamente estable debido a conversiones químicas, de manera que la señal de una sonda de oxígeno lambda dispuesta en la parte inferior de este tubo sólo fluctúa entre los valores extremos de tensión que corresponden a los estados "rico" o "pobre" en períodos relativamente largos. Así pues, la simple observación de la no fluctuación de la sonda de un lado y otro de la tensión de polarización no permite diagnosticar el estado de la conexión eléctrica.Indeed, at the time of the phases of operations with a stoichiometric mixture, exhaust gases at the exit of an exhaust pipe intended to accelerate the reactions oxidation, then called oxidation exhaust pipe (It is understood that a tube of these characteristics is not limited only to the acceleration of the oxidation reactions but that it can also accelerate reduction reactions as in the case of three-way tubes (called selective or trifunctional) with one or several beds), have an oxygen content relatively stable due to chemical conversions, so that the signal of a lambda oxygen probe arranged in the part bottom of this tube only fluctuates between the extreme values of tension corresponding to the "rich" or "poor" states in relatively long periods. So, the simple observation of the no fluctuation of the probe on one side and another of the voltage of polarization does not allow to diagnose the state of the connection electric

El objetivo del invento es encontrar una solución a los inconvenientes del estado de la técnica anterior a la invención proponiendo un proceso de diagnóstico eléctrico en función de la reivindicación 1.The objective of the invention is to find a solution to the drawbacks of the prior art prior to the invention proposing an electrical diagnostic process in function of claim 1.

Según una característica del proceso de diagnóstico de una sonda de oxígeno objeto del invento, sólo se observa la medida del nivel de tensión de la señal emitida por la sonda de oxígeno en las condiciones predeterminadas de funcionamiento del motor tras un período de temporización adaptado.According to a characteristic of the process of diagnosis of an oxygen probe object of the invention, only observe the measurement of the voltage level of the signal emitted by the oxygen probe under the predetermined conditions of engine operation after a delay period adapted.

Se entenderán mejor los objetivos, los aspectos y las ventajas del presente invento, en función de la descripción que se incluye a continuación de los modos de realización del invento, presentados a título de ejemplos no limitativos, haciendo principalmente referencia a los dibujos en anexo, en los cuales:The objectives, aspects and the advantages of the present invention, depending on the description that It is included following the embodiments of the invention, presented by way of non-limiting examples, making mainly reference to the drawings in annex, in which:

- la figura 1 es una vista esquemática de un motor de combustión interna equipado con un dispositivo electrónico de accionamiento que permite la puesta en marcha del proceso según el invento;- Figure 1 is a schematic view of a internal combustion engine equipped with an electronic device of drive that allows the start-up of the process according to the invention;

- la figura 2 es una vista detallada del circuito eléctrico que une un sensor de medición, como la sonda de oxígeno situada en la parte inferior, al dispositivo electrónico de accionamiento que se muestra en la figura 1.- Figure 2 is a detailed view of the circuit electrical connection of a measuring sensor, such as the oxygen probe located at the bottom, to the electronic device of drive shown in figure 1.

De acuerdo con los dibujos, solamente se han representado los elementos del motor de combustión interna necesarios para la comprensión del invento, y para facilitar su lectura, cada elemento lleva la misma referencia en ambos esquemas.According to the drawings, they have only been represented the elements of the internal combustion engine necessary for the understanding of the invention, and to facilitate its reading, each element carries the same reference in both Schemes

Si nos remitimos a la figura 1, se ve un motor de combustión interna más particularmente destinado a equipar un vehículo automóvil. Este motor es un motor multicilindro de cuatro tiempos, del tipo de inyección directa y de encendido accionado que funciona según varios valores de riqueza y especialmente con mezcla pobre. Por supuesto, el presente invento no se limita a un motor de inyección directa y también puede aplicarse a un motor de inyección indirecta con la condición que éste funcione según varios valores de riqueza y especialmente con mezcla pobre.If we refer to Figure 1, we see an engine of internal combustion more particularly intended to equip a motor vehicle This engine is a four-cylinder multi-cylinder engine times, of the type of direct injection and powered ignition that works according to various wealth values and especially with mixing poor. Of course, the present invention is not limited to a motor of direct injection and can also be applied to an injection engine indirectly with the condition that it works according to various values of wealth and especially with poor mix.

El motor ilustrado incluye normalmente un circuito de admisión de aire 3 equipado con una persiana 4 de tipo mariposa que permite regular la cantidad de aire admitido y un circuito de derivación lento que coopera con una válvula de regulación 5. La inyección del carburante se lleva a cabo directamente en cada cámara de combustión 12 mediante un electro-inyector 2 situado en la culata del motor y que desemboca en la cobertura de la cámara 12. Un sistema de encendido de bujías 6 asegura el accionamiento de la combustión de la mezcla carburada previamente comprimida en los cilindros del motor.The illustrated engine normally includes a air intake circuit 3 equipped with a type 4 shutter butterfly that allows to regulate the amount of air admitted and a slow bypass circuit that cooperates with a valve regulation 5. Fuel injection is carried out directly in each combustion chamber 12 by means of a electro-injector 2 located in the cylinder head and which leads to camera coverage 12. A system of spark plug ignition 6 ensures the combustion drive of the carbureted mixture previously compressed in the cylinders of the motor.

Los gases quemados se expulsan a la atmósfera a través de una línea de escape 10 equipada con un tubo de escape 13 destinado principalmente a tratar por oxidación los gases contaminantes y más concretamente los hidrocarburos sin quemar HC y el monóxido de carbono CO y con un tubo de escape 19 de tratamiento de los gases contaminantes y más concretamente los óxidos de nitrógeno No_{x} por reducción.Burned gases are expelled into the atmosphere at through an exhaust line 10 equipped with an exhaust pipe 13 primarily intended to treat gases by oxidation pollutants and more specifically the unburned hydrocarbons HC and carbon monoxide CO and with an exhaust pipe 19 treatment of the polluting gases and more specifically the oxides of nitrogen No x by reduction.

El tubo de escape 19, también llamado No_{x} trap, tiene más concretamente como función almacenar los óxidos de nitrógeno que se han producido principalmente durante las fases de funcionamiento con mezcla pobre y operar regularmente su conversión catalítica en presencia de hidrocarburo durante las fases de funcionamiento con mezcla rica.The exhaust pipe 19, also called No_ {x} trap, more specifically has the function of storing the oxides of nitrogen that have been produced mainly during the phases of running with poor mix and regularly operate your conversion catalytic in the presence of hydrocarbon during the phases of operation with rich mixture.

La abertura de cada electro-inyector 2 así como el avance en el encendido de las bujías 6 o también la abertura de la válvula de regulación del ralentí 5 están directamente accionadas por un sistema electrónico de accionamiento o calculador de inyección 7.The opening of each electro-injector 2 as well as the advance in the ignition of spark plugs 6 or also the valve opening idle regulation 5 are directly driven by a electronic drive system or injection calculator 7.

En el calculador de inyección 7 se han memorizado las fórmulas y los parámetros fundamentales para el ajuste óptimo del motor. Estos parámetros se obtienen con antelación en el banco de pruebas del motor. Son principalmente los parámetros relativos al instante del comienzo de inyección o fase de inyección del carburante, la duración de abertura de los inyectores 2 que corresponde a una cantidad de carburante inyectada y por lo tanto a una riqueza de la mezcla carburada que llena las cámaras de combustión 12, o también la fase de encendido de las bujías 6, etc.In the injection calculator 7 they have been memorized the fundamental formulas and parameters for the optimal fit the motor. These parameters are obtained in advance at the bank of engine tests. They are mainly the parameters related to instant of the start of injection or injection phase of fuel, the opening duration of the injectors 2 that corresponds to an amount of fuel injected and therefore to a richness of the carbureted mixture that fills the chambers of combustion 12, or also the ignition phase of the spark plugs 6, etc.

El calculador de inyección 7 está esencialmente compuesto por un microprocesador o unidad central CPU, memorias vivas RAM, memorias muertas ROM, convertidores analógico-digitales A/D y diferentes interfaces de entradas y salidas.The injection calculator 7 is essentially composed of a microprocessor or central unit CPU, memories Live RAM, ROM dead memories, converters Analog-digital A / D and different interfaces of inputs and outputs

El microprocesador del calculador de inyección 7 consta de circuitos electrónicos y softwares apropiados para tratar las señales que provienen de distintos sensores adaptados, deducir los estados del motor y poner en marcha operaciones predefinidas para generar las señales de accionamiento apropiadas cuyo destino son principalmente los inyectores y las bobinas de encendido.The injection calculator 7 chip It consists of electronic circuits and software suitable for processing the signals that come from different adapted sensors, deduce engine states and start predefined operations to generate the appropriate drive signals whose destination They are mainly injectors and ignition coils.

Entre las señales de entrada del calculador de inyección 7 figuran: la información "carga" suministrada por un sensor de posición de la mariposa de los gases, la información "presión colector" suministrada por un sensor de presión 9 colocado en el circuito de admisión 3 debajo de la caja mariposa 4, la información "régimen" suministrada por un sensor de posición angular 8 que coopera con una rueda dentada sujetada por el cigüeñal y la información "riqueza" suministrada por las señales de salida de dos sensores o sondas de oxígeno 14 y 15 colocadas en la línea de escape 10 del motor en ambos lados del tubo de escape 13.Enter the input signals of the calculator Injection 7 listed: the "load" information supplied by a throttle position sensor, information "manifold pressure" supplied by a pressure sensor 9 placed in the intake circuit 3 under the butterfly box 4, the "regime" information supplied by a position sensor angular 8 cooperating with a cogwheel held by the crankshaft and the "wealth" information provided by the signals of output of two oxygen sensors or probes 14 and 15 placed in the engine exhaust line 10 on both sides of the exhaust pipe 13.

El tiempo de abertura Ti de los inyectores que determinan la dosificación de la cantidad de carburante inyectada y la riqueza de la mezcla carburada que llena cada cámara de combustión 12 se adapta en función de las condiciones de funcionamiento del motor, por ejemplo a partir de los valores predeterminados almacenados bajo la forma de cartografías presión/régimen en las memorias del dispositivo electrónico de control motor 7. Los valores teóricos de la duración de las inyecciones leídas se modulan luego mediante parámetros correctores que dependen principalmente de la temperatura del aire, la temperatura del agua, la tensión de la batería, las aceleraciones, el picado, etc., así como mediante la señal de salida de las sondas de oxígeno 14 y 15.The opening time Ti of the injectors that determine the dosage of the amount of fuel injected and the richness of the carbureted mixture that fills each chamber of combustion 12 is adapted according to the conditions of engine operation, for example from the values default stored in the form of cartographies pressure / speed in the memories of the electronic device of motor control 7. The theoretical values of the duration of the read injections are then modulated using corrective parameters which depend mainly on the air temperature, the water temperature, battery voltage, accelerations, the chop, etc., as well as by the output signal of the probes of oxygen 14 and 15.

Las sondas de oxígeno 14 y 15 están conectadas mediante un cable de unión a una fase de entrada y salida específico del calculador de inyección 7.The oxygen probes 14 and 15 are connected by means of a connection cable to a specific input and output phase of the injection calculator 7.

La señal suministrada por la sonda 14 colocada a la salida del colector de escape en la parte superior del tubo catalítico 13, sonda que preferentemente es de tipo proporcional o UEGO, sirve para corregir la cantidad de carburante inyectada en la parte superior de los cilindros del motor mediante un circuito con contrarreacción adaptada, para ajustar el valor de riqueza de la mezcla carburada al valor escogido teniendo en cuenta las condiciones de funcionamiento del motor.The signal supplied by the probe 14 placed at the exhaust manifold outlet at the top of the tube catalytic 13, probe that is preferably of the proportional type or UEGO, serves to correct the amount of fuel injected into the top of the engine cylinders through a circuit with adapted counterreaction, to adjust the wealth value of the carbureted mixture at the chosen value taking into account the engine operating conditions.

La segunda sonda 15 colocada en la parte inferior del tubo de escape 13 es una sonda de tipo no lineal o lambda, regulada sobre la riqueza 1 que corresponde a la relación estequiométrica. La sonda 15 está representada en la figura 1 también en la parte inferior del tubo 19, pero no es limitativo del invento y es perfectamente posible colocar la sonda en la parte superior del tubo 19. Esta posición en la parte superior del tubo 19 es preferible especialmente para establecer un diagnóstico rápido en fase de funcionamiento rico destinado principalmente a purgar el tubo 19.The second probe 15 placed at the bottom of the exhaust pipe 13 is a nonlinear or lambda type probe, regulated on wealth 1 that corresponds to the relationship stoichiometric The probe 15 is represented in figure 1 also in the lower part of the tube 19, but it is not limiting the invention and it is perfectly possible to place the probe in the part top of tube 19. This position at the top of tube 19 it is especially preferable to establish a rapid diagnosis in rich operating phase primarily intended to purge the tube 19.

Una sonda del tipo lambda 15 tiene varias utilidades. Sirve para medir las prestaciones del tubo de escape 13 así como para adaptar la relación de aire y carburante suministrado por el primer circuito durante las fases de funcionamiento en riqueza 1, cambiando por ejemplo su punto de funcionamiento o bien la función de transferencia utilizada para paliar principalmente el envejecimiento de la sonda en la parte superior 14 o también para realizar la regulación en tiempo real de la relación de carburante y aire.A probe of type lambda 15 has several utilities Used to measure the performance of the exhaust pipe 13 as well as to adapt the ratio of air and fuel supplied by the first circuit during the operating phases in wealth 1, changing for example its operating point or the transfer function used to mainly alleviate the aging of the probe at the top 14 or also to perform the real-time regulation of the fuel ratio and air.

Una sonda del tipo 15 está normalmente formada por un cuerpo de cerámica (como dióxido de zirconio) del cual una parte se encuentra en el flujo de los gases de escape y la otra está en contacto con el aire atmosférico y ambos lados del cuerpo están recubiertos con electrodos de platino permeables a los gases. Los electrodos de la sonda lambda 15 alimentados por una corriente eléctrica adaptada denominada de polarización suministran en retorno una tensión característica de la riqueza de la mezcla carburada.A type 15 probe is normally formed by a ceramic body (like zirconium dioxide) of which a part is in the flow of exhaust gases and the other is in contact with atmospheric air and both sides of the body are coated with gas permeable platinum electrodes. The lambda 15 probe electrodes powered by a current electrical adapted called polarization supplied in return a characteristic tension of the richness of the carbureted mixture.

La tensión entre los terminales de los electrodos se ve modificada de manera sensible por ambas partes de la tensión de polarización que corresponde a la riqueza 1, a causa de las diferencias de concentración en oxígeno entre los dos lados de la sonda, debido a las propiedades particulares de los materiales utilizados. El seguimiento de esta tensión permite pues determinar la evolución de la riqueza de los gases en relación con la estequiometría.The voltage between the electrode terminals it is sensitively modified by both parts of the tension of polarization that corresponds to wealth 1, because of the differences in oxygen concentration between the two sides of the probe, due to the particular properties of the materials used The monitoring of this tension thus allows to determine the evolution of the richness of gases in relation to the stoichiometry

Si nos fijamos en la figura 2, se ve de manera esquemática la fase 17 de entrada y salida del calculador de inyección 7 dedicado a la sonda lambda 15. Esta fase 17 destinada a suministrar una corriente de polarización adaptada incluye un circuito electrónico con dos resistencias en serie R1 y R2 en cuyos terminales se aplica una tensión Va sensiblemente constante.If you look at Figure 2, it looks so schematic phase 17 input and output calculator injection 7 dedicated to the lambda 15 probe. This phase 17 is intended for supplying an adapted bias current includes a electronic circuit with two resistors in series R1 and R2 in whose terminals apply a voltage Va substantially constant.

La sonda lambda 15 se conecta a este circuito mediante su hilo de enlace 16 en paralelo a la resistencia R1. La tensión Vs, que lee en los terminales de la resistencia R1 un circuito resistivo R3 y capacitivo C1 que está conectado a un convertidor analógico y numérico no dibujado, es la tensión de salida Vs de la sonda lambda 15.Lambda probe 15 connects to this circuit by means of its connecting wire 16 in parallel to the resistance R1. The voltage Vs, which reads at the terminals of resistor R1 a resistive circuit R3 and capacitive C1 that is connected to a analog and numerical converter not drawn, is the voltage of Vs output of the lambda 15 probe.

La elección de los diferentes componentes del circuito electrónico de la interfaz 17 y particularmente de las resistencias R1 y R2 está adaptada, de manera que la tensión de salida fluctúa por ejemplo entre estados "bajo" de alrededor de 100 mV y "alto" de alrededor de 700 mV, para riquezas respectivamente "pobre" o "rica" de la mezcla carburada. Es decir, cuando el contenido de los gases de escape se sitúa respectivamente por debajo o por encima del valor de consigna de la riqueza, la tensión de polarización que corresponde sensiblemente a la tensión de salida cuando la riqueza de la mezcla carburada se encuentra en un valor de consigna alrededor de 400 mV. Se adapta la sensibilidad del sensor 15 de manera que cualquier variación de la riqueza alrededor del valor de consigna provoque el cambio de la tensión de salida hacia sus valores límites altos o bajos.The choice of the different components of the electronic circuit of interface 17 and particularly of resistors R1 and R2 is adapted, so that the voltage of output fluctuates for example between "low" states of around 100 mV and "high" of around 700 mV, for wealth respectively "poor" or "rich" of the carbureted mixture. That is, when the content of the exhaust gases is situated respectively below or above the setpoint value of the wealth, the polarization voltage that corresponds substantially to the output voltage when the richness of the carbureted mixture is found at a set point around 400 mV. It adapts the sensor sensitivity 15 so that any variation of the wealth around the setpoint causes the change in output voltage towards its high or low limit values.

Así pues, de acuerdo con lo expuesto anteriormente, el proceso de diagnóstico del cable de enlace 16 entre el calculador de inyección y la sonda lambda en la parte inferior 15 puesta en funcionamiento del calculador de inyección 7 es el siguiente.Thus, in accordance with the above previously, the diagnostic process of link cable 16 between the injection calculator and the lambda probe in the part lower 15 commissioning of the injection computer 7 It is as follows.

Se localiza un cortocircuito del cable de enlace 16 a la masa mediante una tensión de salida sonda Vs inferior a un valor umbral adaptado Vccm como por ejemplo 50 mV. La comparación entre Vs y Vccm se lleva a cabo a intervalos regulares durante el funcionamiento del motor y se juzga que el estado del enlace 16 es satisfactorio si la tensión de salida Vs es superior a Vccm. En cambio, si Vs es inferior a Vccm, entonces se declara que la sonda 15 está en cortocircuito en la masa y el calculador de inyección 7 pone en funcionamiento estrategias adaptadas, tales como un funcionamiento en modo degradado o también la emisión de una señal de alerta destinada a avisar al conductor mediante principalmente un indicador luminoso o también la memorización de un código diagnóstico correspondiente para orientar al técnico sobre el elemento defectuoso.A short of the link cable is located 16 to the ground through a probe output voltage Vs less than one adapted threshold value Vccm such as 50 mV. The comparison between Vs and Vccm is carried out at regular intervals during the engine operation and the state of link 16 is judged to be satisfactory if the output voltage Vs is greater than Vccm. In change, if Vs is less than Vccm, then it is declared that the probe 15 is shorted in the ground and the injection calculator 7 puts in place adapted strategies, such as a operation in degraded mode or also the emission of a signal of alert intended to notify the driver through mainly a indicator light or also the memorization of a code corresponding diagnosis to guide the technician on the defective item.

Se localiza un cortocircuito del cable de enlace 16 en la tensión batería mediante una tensión de salida sonda Vs superior a un segundo valor de umbral adaptado BCV tal como por ejemplo 1,5 V. La comparación entre Vs y BCV se efectúa pues a intervalos regulares durante el funcionamiento del motor y se juzga que el estado del enlace 16 es satisfactorio si la tensión de salida Vs es inferior a BCV; en cambio, si Vs es superior a BCV, entonces se declara la sonda 15 en cortocircuito batería y entonces el calculador de inyección 7 pone en marcha estrategias adaptadas como las que se han descrito anteriormente.A short of the link cable is located 16 on the battery voltage via a Vs probe output voltage greater than a second threshold value adapted BCV such as by example 1.5 V. The comparison between Vs and BCV is then carried out at regular intervals during engine operation and judged that the state of link 16 is satisfactory if the output voltage Vs is less than BCV; instead, if Vs is greater than BCV, then probe 15 is declared in battery short circuit and then the 7 injection calculator implements tailored strategies such as those described above.

En cuanto al control de una eventual rotura del cable de enlace 16 (o circuito abierto), la estrategia puesta en marcha consiste en esperar que se produzcan condiciones de funcionamientos predeterminadas del motor 1 que implican el balanceo de la tensión de salida Vs de la sonda lambda 15 a un valor bajo (o alto) y observar si efectivamente hay tal valor.Regarding the control of a possible breakage of the link cable 16 (or open circuit), the strategy put into gait is to expect conditions to occur predetermined motor 1 operations that involve balancing of the output voltage Vs of the lambda probe 15 at a low value (or high) and see if there is indeed such value.

La primera etapa del proceso consiste en seguir las condiciones de funcionamiento del motor e identificar si se produce una fase predeterminada de funcionamiento del motor 1 durante la cual la riqueza de la mezcla carburada es diferente de la estequiometría durante una duración suficiente tal como las fases de funcionamiento bajo carga parcial durantes las cuales el motor está alimentado con mezcla pobre (riqueza 0,7).The first stage of the process is to follow engine operating conditions and identify if produces a predetermined phase of engine operation 1 during which the richness of the carbureted mixture is different from stoichiometry for a sufficient duration such as the phases operating under partial load during which the motor It is fed with poor mixture (wealth 0.7).

Las cargas parciales durante las cuales la inyección de carburante se empobrecen se caracterizan por el mantenimiento del pedal de aceleración en una posición intermedia entre la posición pie levantado y pie a fondo (informaciones suministradas por un sensor de posición unido al pedal de aceleración o a la mariposa de los gases) y por un régimen de rotación del motor incluido entre valores de umbral predeterminadas.The partial loads during which the fuel injection get depleted are characterized by the acceleration pedal maintenance in an intermediate position between the raised foot and bottom foot position (information supplied by a position sensor attached to the pedal acceleration or throttle) and by a regime of motor rotation included between threshold values predetermined

Según el invento, la estrategia de diagnóstico consiste pues en comparar en cada fase de funcionamiento con mezcla pobre (o según cualquier otra periodicidad, por ejemplo la primera fase de funcionamiento con mezcla pobre de cada ciclo de funcionamiento del motor) la tensión de salida Vs de la sonda 15 (que debe encontrarse entonces en su nivel bajo de 100 mV característico de una mezcla carburada pobre) con un tercer valor de umbral Vco tal como por ejemplo 200 mV.According to the invention, the diagnostic strategy it consists in comparing in each phase of operation with mixing poor (or according to any other periodicity, for example the first operating phase with poor mixing of each cycle of motor operation) the output voltage Vs of the probe 15 (which must then be at its low level of 100 mV characteristic of a poor carbureted mixture) with a third value of Vco threshold such as 200 mV for example.

Esta comparación de Vs y Vco sólo se lleva a cabo tras un período adaptado T durante el cual el tubo de escape ha podido saturar el conjunto de sus sitios receptores de oxígeno, de manera que se esté seguro tras este período T de observar un flujo de gas rico en oxígeno a la salida del tubo de escape 13 e implica el cambio de la tensión Vs de la sonda 15 a su estado "bajo" si todo funciona correctamente.This comparison of Vs and Vco is only carried out after an adapted period T during which the exhaust pipe has was able to saturate all of its oxygen receptor sites, of so be sure after this period T to observe a flow of oxygen-rich gas at the outlet of the exhaust pipe 13 and implies the change of the voltage Vs of the probe 15 to its "low" state if everything works correctly.

En efecto, los tubos catalíticos de oxidación generalmente utilizados tienen como primera función terminar la combustión de la mezcla carburada que sólo es incompleta al interior del motor. Se trata pues de reagrupar en sitios catalíticos moléculas oxidantes y moléculas reductoras presentes en los gases de escape para que se combinen con tal de producir agua y dióxido de carbono. Estos sitios están formados sobre un monolito que es una estructura porosa que presenta una gran superficie de contacto con los gases de escape que pasan por el tubo y que está revestida de varias substancias químicas con propiedades catalíticas.Indeed, oxidation catalytic tubes generally used have the first function to finish the combustion of the carbureted mixture that is only incomplete inside the motor. It is therefore about regrouping in catalytic sites oxidizing molecules and reducing molecules present in the gases of escape so that they combine to produce water and dioxide carbon. These sites are formed on a monolith that is a porous structure that has a large contact surface with the exhaust gases that pass through the tube and that is lined with Several chemical substances with catalytic properties.

Esta función permite paliar la combustión incompleta al interior de los cilindros del motor pero no permite eliminar las sustancias contaminantes sólo cuando la mezcla carburada inicial es una mezcla estequiométrica.This function allows to reduce combustion incomplete inside the engine cylinders but does not allow remove contaminants only when mixing Initial carbide is a stoichiometric mixture.

Además, los tubos catalíticos también tienen la facultad de "almacenar" átomos de oxígeno mediante oxidación de sustancias químicas presentes en el catalizador, tales como el cerio.In addition, the catalytic tubes also have the ability to "store" oxygen atoms by oxidation of chemical substances present in the catalyst, such as the cerium.

Así, cuando los gases de escape que entran en el tubo de escape provienen de la combustión de una mezcla pobre, incluyen átomos de oxígeno en exceso y éstos se almacenan en el tubo de escape. Cuando la mezcla quemada en el motor es rica, los gases de escape que llegan al tubo contienen moléculas reductoras pero éstas pueden combinarse con átomos de oxígeno, anteriormente almacenados en el tubo de escape durante una fase de funcionamiento con una mezcla pobre para producir agua y dióxido de carbono.Thus, when the exhaust gases entering the exhaust pipe come from the combustion of a poor mixture, they include excess oxygen atoms and these are stored in the tube escape When the mixture burned in the engine is rich, the gases Exhaust that reach the tube contain reducing molecules but these can be combined with oxygen atoms, previously stored in the exhaust pipe during an operating phase with a poor mixture to produce water and carbon dioxide.

La función del tubo de escape es no sólo favorecer las reacciones químicas entre sustancias contenidas en los gases de escape, sino también la de ser una reserva de materiales de moléculas de oxígeno que permite regular la composición de gases emitidos en la atmósfera a la salida del tubo.The function of the exhaust pipe is not only favor chemical reactions between substances contained in exhaust gases, but also that of being a stock of materials of oxygen molecules that regulate the composition of gases emitted into the atmosphere at the exit of the tube.

El período adaptado de temporización T se determina por lo tanto en función de las condiciones de funcionamiento del motor y principalmente de la evolución del régimen de funcionamiento, la cilindrada del motor y la capacidad de absorción en oxígeno del tubo catalítico utilizado, de manera que la masa de aire echada en el escape tras este período excede la capacidad de absorción de oxígeno del tubo de escape y, por lo tanto, los gases a la salida del tubo de escape 13 son pobres.The adapted timing period T is therefore determined based on the conditions of engine operation and mainly the evolution of the operating regime, engine displacement and capacity of oxygen absorption of the catalytic tube used, so that the mass of air thrown into the exhaust after this period exceeds the oxygen absorption capacity of the exhaust pipe and, therefore Thus, the gases at the outlet of the exhaust pipe 13 are poor.

Si la fase de funcionamiento con mezcla pobre continúa tras el período T, se procede, entonces y sólo en ese momento, a la comparación entre Vs y Vco y si Vs sigue siendo superior a Vco, entonces se declara que la sonda 15 está en circuito abierto y el calculador de inyección pone en marcha estrategias correspondientes. Si la fase de funcionamiento con mezcla pobre se interrumpe antes del final del período T, la estrategia de diagnóstico se detiene y se vuelve a poner en marcha durante la siguiente fase de funcionamiento con mezcla pobre.If the phase of operation with poor mixture continues after period T, proceed, then and only in that moment, to the comparison between Vs and Vco and if Vs is still higher than Vco, then it is declared that probe 15 is in circuit open and the injection calculator starts up strategies corresponding. If the phase of operation with poor mixture is interrupts before the end of period T, the strategy of diagnosis stops and starts again during Next phase of operation with poor mixing.

Las condiciones de puesta en marcha del proceso de diagnóstico del circuito abierto son por lo tanto dobles: el funcionamiento del motor 1 con mezcla pobre y el mantenimiento de dicho funcionamiento más allá de una duración dada necesaria para la saturación en aire del tubo de escape 13. Cuando se reúnen estas condiciones, el calculador de inyección 7 efectúa la comparación de la tensión de salida Vs de la sonda 15 con el valor de umbral Vco.The conditions for commissioning the process Open circuit diagnostics are therefore double: the operation of engine 1 with poor mixing and maintenance of said operation beyond a given duration necessary for the air saturation of the exhaust pipe 13. When they meet these conditions, the injection calculator 7 performs the comparison of the output voltage Vs of the probe 15 with the threshold value Vco

Este control efectivo del estado de enlace 16 se realiza dentro de la medida de lo posible como mínimo una vez durante cada funcionamiento del motor.This effective control of link state 16 is performed as far as possible at least once during each engine operation.

El proceso de diagnóstico según el invento se pone en marcha durante las fases de funcionamiento con mezcla rica (riqueza incluida entre 1,1 y 1,7) necesaria para el tratamiento catalítico de los óxidos de nitrógeno NO_{x}.The diagnostic process according to the invention is starts during the phases of operation with rich mixture (wealth included between 1.1 and 1.7) necessary for treatment catalytic nitrogen oxides NOx.

En efecto, el tubo 19 sólo almacena los óxidos de nitrógeno durante las fases de funcionamiento con mezcla pobre. La conversión catalítica de los óxidos de nitrógeno necesita un medio reductor, que es el caso de los hidrocarburos. Por lo tanto, es necesario realizar de forma regular, antes de que se saturen los sitios de almacenamiento, fases de desalmacenamiento con una mezcla carburada de riqueza adaptada.Indeed, tube 19 only stores the oxides of nitrogen during the phases of operation with poor mixture. The Catalytic conversion of nitrogen oxides needs a medium reducer, which is the case of hydrocarbons. Therefore it is necessary to perform on a regular basis, before the storage sites, storage phases with a mixture carburet of adapted wealth.

Las fases transitorias de purga del almacenamiento de óxidos de nitrógeno con mezcla rica constituyen fases de funcionamiento del motor durante las cuales la riqueza de la mezcla carburada permanece claramente diferente de la riqueza 1 que corresponde a la estequiometría y durante las cuales es posible observar o no el cambio de la tensión de salida de la sonda 15. Durante estas fases, el desarrollo del proceso de diagnóstico es sensiblemente idéntico al descrito para las fases de funcionamiento con mezcla pobre, a menos que sea necesario prever un período T' adaptado e invertir la comparación ya que la sonda 15 debe, si todo funciona bien, cambiar hacia su umbral alto y no hacia su umbral bajo.The transient purge phases of storage of nitrogen oxides with rich mixture constitute phases of engine operation during which the richness of the carbureted mixture remains clearly different from wealth 1 which corresponds to stoichiometry and during which it is possible observe or not change the output voltage of the probe 15. During these phases, the development of the diagnostic process is substantially identical to that described for the operating phases with poor mixture, unless it is necessary to provide a period T ' adapted and invert the comparison since probe 15 should, if all It works well, switch to your high threshold and not to your threshold low.

Este período de temporización T' requerido para efectuar el diagnóstico se determina para garantizar que el tubo de escape 13 ha, en este plazo, vaciado totalmente su reserva de materiales de moléculas de oxígeno y que en consecuencia los gases de escape a la salida del tubo son muy ricas en hidrocarburos e implican normalmente, si todo funciona correctamente, el cambio de la tensión de salida de la sonda a su nivel rico.This timing period T 'required for Making the diagnosis is determined to ensure that the tube escape 13 ha, in this period, completely emptied its reserve of oxygen molecule materials and that accordingly gases Exhaust at the outlet of the tube are very rich in hydrocarbons and normally involve, if everything works correctly, changing the output voltage of the probe at its rich level.

Por otra parte, es necesario prever un nuevo valor de umbral Vco' (por ejemplo 600 mV), de manera que si la fase de funcionamiento con mezcla rica sigue tras el período T', si Vs sigue siendo inferior a Vco', entonces se declara que la sonda 15 está en circuito abierto y el calculador de inyección pone en marcha estrategias correspondientes.On the other hand, it is necessary to provide a new threshold value Vco '(for example 600 mV), so that if the phase operating with a rich mixture continues after the period T ', if Vs is still lower than Vco ', then it is declared that the probe 15 It is open circuit and the injection computer starts up corresponding strategies.

Por supuesto, el invento no se limita sólo al modo de realización descrito e ilustrado, que sólo se ha dado a título de ejemplo.Of course, the invention is not limited only to described and illustrated embodiment, which has only been given to Sample title

Al contrario, el invento incluye todos los equivalentes técnicos de los medios descritos así como sus combinaciones si éstas se llevan a cabo en función de su espíritu.On the contrary, the invention includes all technical equivalents of the described media as well as their combinations if these are carried out based on their spirit.

En consecuencia, el motor puede no estar equipado con el tubo de escape 19 destinado al tratamiento de los óxidos de nitrógeno. El sistema electrónico de accionamiento puede también accionar la cantidad de gasolina inyectada independientemente de la señal de la sonda de oxígeno en la parte superior 14, utilizando otros criterios de regulación que no sean la riqueza de la mezcla carburada como, por ejemplo, la estabilidad de las combustiones.Consequently, the engine may not be equipped with the exhaust pipe 19 intended for the treatment of oxides of nitrogen. The electronic drive system can also actuate the amount of gasoline injected regardless of the oxygen probe signal on top 14, using other regulatory criteria other than the richness of the mixture carbureted as, for example, the stability of combustion.

Claims

1. Electrical diagnostic procedure of an oxygen probe (15) of an internal combustion engine (1) that operates according to various wealth values and especially with poor mixing, said oxygen sensor (15) of lambda type being arranged in the Exhaust line at the bottom of an exhaust pipe for oxidation treatment of polluting gases and emitting an electrical signal whose voltage level is representative of the deviation of wealth from the stoichiometric ratio, destined for the electronic control system (7) of the motor by means of an electrical connection (16) in response to an adapted polarization current, characterized in that it comprises the following operations:

- follow the operation of the engine;

- when conditions of default performance where the richness of the mix carbureted differs from stoichiometry for a duration enough, measure the level of signal voltage (Vs) emitted by said oxygen probe (15);

- compare this voltage value (Vs) with a first threshold voltage value (Vco);

- deduce if said voltage value is greater than the first threshold voltage, the existence of a first type of defect in the electrical connection (16) of the probe (15), comprising the predetermined operating conditions the phases of operation of the engine with rich mixture that serve for the treatment of nitrogen oxides generated during the phases operating with poor mixture and stored in a tube adapted exhaust (19).

2. Diagnostic method of an oxygen probe according to claim 1, characterized in that the measurement of the voltage level of the signal emitted by said oxygen probe (15) under said predetermined engine operating conditions (1) is only observed after an adapted timing period (T).

3. Method of electrical diagnosis of an oxygen probe according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises the following operations:

- compare the output voltage with a second threshold voltage value;

- deduce if the output voltage value is higher than the second threshold voltage, the existence of a second type of defect in the electrical connection (16) of the probe (15).

4. Method of electrical diagnosis of an oxygen probe according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises the following operations:

- compare the output voltage with a third threshold voltage value;

- deduce if the output voltage value is lower than the third threshold voltage, the existence of a third type of defect in the electrical connection (16) of the probe (15).