ES2301224T3 - Regulacion selectiva en cilindros de la relacion de aire-carburante. - Google Patents
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Abstract
Regulación selectiva en cilindros de la relación de aire-carburante en un motor de combustión multicilindro, en la que - una sonda lambda (30) dispuesta en el conducto de escape genera una señal de tensión correspondiente a una relación de aire-carburante, - se alimenta la señal de tensión a una unidad de cálculo (24) que determina la relación de aire-carburante para cada cilindro individual, - una unidad de adjudicación de carburante determina una cantidad de inyección de carburante al menos en función de un valor base de inyección de carburante y las relaciones de aire-carburante obtenidas de los distintos cilindros, - una unidad (20) de alimentación de carburante alimenta a los cilindros del motor de combustión (10) la cantidad de inyección de carburante determinada por la unidad de adjudicación de carburante, y - la unidad de cálculo (24) capta, en sincronismo con el ángulo del cigüeñal, la señal de tensión y la asigna a un cilindro determinado, caracterizada porque se determina para cada cilindro una desviación de tensión con relación a las señales de tensión de los cilindros contiguos con referencia a la secuencia de encendido, y se realiza una corrección de la cantidad de inyección en función de la desviación de la tensión.
Description
Regulación selectiva en cilindros de la relación
de aire-carburante.
La invención concierne a una regulación
selectiva en cilindros de la relación de
aire-carburante en un motor de combustión
multicilindro, así como a un dispositivo para la puesta en práctica
de tal regulación selectiva en cilindros según los preámbulos de
las reivindicaciones 1 y 7, respectivamente.
Es sabido que para una alta tasa de conversión o
de transformación de los contaminantes existentes en los gases de
escape es necesario un funcionamiento de catalizador regulado. La
composición del gas de escape es vigilada aquí por una sonda
lambda, y en caso de una desviación respecto de una relación de aire
\lambda = 1, se corrige la composición de
aire-carburante.
La sonda lambda se incorpora usualmente como
sensor de medida en la corriente de escape delante del catalizador,
concretamente después de que se reúnen los tubos de escape
procedentes de los distintos cilindros. La sonda lambda suministra
así un valor promediado en función de los distintos cilindros. Sin
embargo, no se compensan en general fluctuaciones de la mezcla
entre los distintos cilindros y estas fluctuaciones ocasionan, por
dos motivos, un empeoramiento de las emisiones. Por un lado, se
acorta la frecuencia de regulación de la sonda lambda debido a
diferencias en la mezcla. Se falsea así el valor medio de lambda
ajustado por medio de parámetros de regulación. Por otro lado, los
flujos de los distintos cilindros atacan generalmente en zonas
diferentes del catalizador. Debido a diferencias en la mezcla,
estas zonas no trabajan en el intervalo de lambda óptimo.
En los documentos EP 0 670 419 A1 y EP 0 670 420
A1 se describen sistemas para estimar las relaciones de
aire-carburante en los distintos cilindros de un
motor de combustión multicilindro. Con este sistema se pretende
tener en cuenta las fluctuaciones de la mezcla entre los distintos
cilindros. Se desarrolla aquí un modelo matemático para describir
el comportamiento del sistema en función de una señal de salida de
un sensor de aire-carburante de banda ancha. Una
observación del desarrollo del estado del modelo matemático da
información sobre la relación de aire-carburante en
los distintos cilindros, tras lo cual se puede inducir una variación
de relación de carburante-aire correspondiente para
cada cilindro.
Sin embargo, el procedimiento anteriormente
descrito es relativamente complejo en sus cálculos y se apoya sobre
las señales de sondas lambda de banda ancha.
Asimismo, se conoce por el documento EP 0 408
206 A2 un procedimiento genérico y un dispositivo genérico para
corregir la relación de aire-carburante para
cilindros individuales de un motor de combustión interna.
El problema de la invención consiste en indicar
una regulación sencilla selectiva en cilindros de la relación de
aire-carburante en un motor de combustión
multicilindro de la clase citada al principio, que sea
funcionalmente segura durante un largo período de tiempo de
funcionamiento y cuyo coste de desarrollo y protección resulte ser
más pequeño. Asimismo, hay que prestar atención a un sistema
barato.
Este problema se resuelve técnicamente en cuanto
al procedimiento y al dispositivo por medio de las características
citadas en las reivindicaciones 1 y 7, respectivamente.
Para minimizar las fluctuaciones de la mezcla
entre los cilindros se evalúan las fluctuaciones de tensión
síncronas del ciclo de trabajo de las sondas lambda seleccionadas en
forma de sondas de salto y se asignan estas fluctuaciones a los
distintos cilindros. En particular, se forma la desviación de
tensión de la señal de tensión de la sonda lambda de un cilindro
con relación a las señales de tensión de los cilindros contiguos
-referido a la secuencia de encendido-. Con el valor diferencia se
realiza entonces una corrección de la inyección.
Según una forma de realización preferida de la
invención, se toma de una línea característica o un campo
característico un valor de corrección para la cantidad de
inyección.
Para reducir la carga de cálculo se podría
desconectar la adaptación de mezcla individual para cada cilindro
por encima de un número límite fijo.
Preferiblemente, se calculan por cada cilindro
dos valores de corrección para la cantidad de inyección, por
ejemplo un término para desviaciones a largo plazo y un término para
desviaciones a corto plazo (por ejemplo, ventilación del
depósito).
Cuando se cumplan condiciones prefijadas para
una adaptación de lambda, el término a largo plazo puede formar un
valor de adaptación para la adaptación de la mezcla de los cilindros
y, después de parar el motor en la fase de retención del aparato de
control, puede ser almacenado en forma no volátil.
En conjunto, la presente invención aporta la
ventaja de que se puede partir de una larga duración de
funcionamiento con alta precisión de regulación. Además, las sondas
de salto son netamente más baratas que las sondas lambda de banda
ancha, de modo que en general hay que contar con menores costes de
desarrollo y de fabricación.
Se explica seguidamente la invención con más
detalle ayudándose de un ejemplo de realización y haciendo
referencia a los dibujos adjuntos. Los dibujos muestran en:
La figura 1, una estructura esquemática de un
dispositivo para la puesta en práctica de la regulación selectiva
en cilindros según la invención y
La figura 2, un diagrama de
tiempo-tensión para una sonda de salto lambda.
En la figura 1 se representa un dispositivo para
realizar la regulación selectiva en cilindros según la invención.
Un motor 10 presenta aquí una pluralidad de cilindros. En el
presente caso, el motor 10 posee cuatro cilindros.
El motor 10 es alimentado con aire a través de
un conducto de entrada 13, determinándose la cantidad de aire por
medio de un medidor 16 de dicha cantidad de aire. Se envía una señal
correspondiente a un aparato de control 24.
Los gases de escape del motor son evacuados al
medio ambiente a través de un conducto de escape 14.
En el conducto de escape está previsto un
catalizador 18 para transformar los contaminantes en materiales
atóxicos. Entre el motor 10 y el catalizador 18 está dispuesta una
sonda lambda 30 que está configurada como una sonda de salto. La
sonda lambda entrega al aparato de control 24 una señal de tensión
correspondiente a la composición del gas de escape. En el caso de
una mezcla pobre (\lambda > 1), la tensión de la sonda está,
por ejemplo, en torno a 100 mV. En el rango \lambda = 1, la
tensión de la sonda varía casi en forma de un salto y alcanza en
una mezcla rica (\lambda < 1) valores de 800 mV y más.
Precisamente la variación de la tensión de la sonda en el rango
\lambda = 1 hace posible que se reconozcan ya pequeñas
desviaciones respecto de la relación de
aire-carburante óptima. La presente invención se
basa en que el salto se manifiesta en un rápido aumento de la
tensión, pero no en una característica pura de salto rectangular.
Por lo demás, es sabido que las sondas lambda son muy fiables y
baratas.
Además, en el presente caso el aparato de
control 24 obtiene valores de temperatura T del refrigerante,
valores n referentes al número de revoluciones del motor y una
tensión de funcionamiento U_{B}.
Dado que en la presente invención se evalúan las
fluctuaciones de tensión de las sondas lambda y se asignan estas
fluctuaciones a los distintos cilindros, es necesario conocer el
ciclo de trabajo que precisamente se presenta en cada cilindro. A
este fin, se emplea en la presente señal un sensor 32 de cigüeñal
cuyas señales se envían también al aparato de control 24.
El aparato de control 24 calcula sobre la base
de las informaciones existentes un tiempo de inyección t_{i} para
cada cilindro y retransmite ese tiempo a unas válvulas de inyección
20. Las válvulas de inyección 20 suministran por tuberías 26 el
carburante obtenido de una alimentación de carburante 22, de
conformidad con el tiempo de inyección t_{i}, a los cilindros que
trabajan en el motor 10.
El aparato de control 24 calcula primero un
tiempo de inyección para cada cilindro sobre la base de los datos
que le han sido presentados, tales como temperatura T, número de
revoluciones n y señales de cantidad de aire, y genera un tiempo de
inyección básico ti_cil_z, en donde la letra z designa un cilindro
determinado. Se calcula seguidamente para este tiempo de inyección
básico una adaptación de mezcla individual para cada cilindro,
concretamente a partir de la diferencia de dos cilindros contiguos
-referido a la secuencia de encendido-.
Esto se explica seguidamente con ayuda de la
figura 2. En la figura 2 se representa una señal de tensión de
sonda ULS_1_z en función del tiempo S. En la curva de la tensión
está indicada la tensión de la sonda para cilindros diferentes.
La desviación de tensión de un cilindro z se
calcula ahora sobre la base de los valores de tensión de los
cilindros contiguos con referencia a la secuencia de encendido. La
diferencia de tensión para el primer cilindro (z = 1) ULS_1_dif_1
se calcula de la manera siguiente:
ULS_1_dif_1 =
((ULS_1_3 + ULS_1_2)/2) –
ULS_1_1.
En este caso, ULS_1_z es la tensión de la sonda
en el z-ésimo cilindro. Se calculan de manera correspondiente las
diferencias ULS_1_dif_z para los demás cilindros.
De conformidad con la desviación de tensión
obtenida, se toma de una curva característica una corrección de
inyección KF_ti_cil_z. Con este tiempo de inyección de corrección se
corrige el tiempo de inyección basico ti_cil_z.
Cuando se cumplen las condiciones para una
adaptación de lambda, se forma un valor de adaptación para adaptar
las mezclas de los cilindros y se almacena éste en forma no
volátil.
En conjunto, se proporciona con la presente
invención una sencilla y barata posibilidad de efectuar una
regulación selectiva en cilindros.
Claims (7)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Regulación selectiva en cilindros de la relación de aire-carburante en un motor de combustión multicilindro, en la que- -
- una sonda lambda (30) dispuesta en el conducto de escape genera una señal de tensión correspondiente a una relación de aire-carburante,
- -
- se alimenta la señal de tensión a una unidad de cálculo (24) que determina la relación de aire-carburante para cada cilindro individual,
- -
- una unidad de adjudicación de carburante determina una cantidad de inyección de carburante al menos en función de un valor base de inyección de carburante y las relaciones de aire-carburante obtenidas de los distintos cilindros,
- -
- una unidad (20) de alimentación de carburante alimenta a los cilindros del motor de combustión (10) la cantidad de inyección de carburante determinada por la unidad de adjudicación de carburante, y
- -
- la unidad de cálculo (24) capta, en sincronismo con el ángulo del cigüeñal, la señal de tensión y la asigna a un cilindro determinado,
caracterizada porquese determina para cada cilindro una desviación de tensión con relación a las señales de tensión de los cilindros contiguos con referencia a la secuencia de encendido, yse realiza una corrección de la cantidad de inyección en función de la desviación de la tensión. - 2. Regulación selectiva en cilindros según la reivindicación 1, caracterizada porque se toma de una línea característica o un campo característico un valor de corrección para la cantidad de inyección.
- 3. Regulación selectiva en cilindros según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque se emplea una sonda de salto en calidad de sonda lambda (30).
- 4. Regulación selectiva en cilindros según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque ya no se realiza la corrección por encima de un número de revoluciones límite determinado.
- 5. Regulación selectiva en cilindros según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se calculan por cada cilindro dos valores de corrección para la cantidad de inyección.
- 6. Regulación selectiva en cilindros según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se archivan los valores de corrección en forma no volátil.
- 7. Dispositivo para realizar la regulación selectiva en cilindros de la relación de aire-carburante en un motor de combustión multicilindro según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que
- -
- en el conducto de gas de escape está prevista una sonda lambda (30) para generar una señal de tensión correspondiente a la relación de aire-carburante,
- -
- está prevista una unidad de determinación (24) a la que se alimenta la señal de tensión para determinar la relación de aire-carburante para cada cilindro individual, estando concebida la unidad de determinación (24) de tal manera que se capte, en sincronismo con el ángulo del cigüeñal, la señal de tensión y se la asigne a un cilindro determinado,
- -
- está prevista una unidad de adjudicación de carburante que determina una cantidad de inyección de carburante al menos en función de un valor base de inyección de carburante y de las relaciones de aire-carburante obtenidas de los distintos cilindros, y
- -
- está prevista una unidad de alimentación de carburante (20) que alimenta a los cilindros del motor de combustión (10) una cantidad de inyección de carburante determinada por la unidad de adjudicación de carburante,
caracterizado porque la unidad de determinación (24) esta concebida de tal manera que- -
- se determina para cada cilindro la desviación de tensión con relación a las señales de tensión de los cilindros contiguos con referencia a la secuencia de encendido, y
- -
- se realiza una corrección de la cantidad de inyección en función de la desviación de tensión.
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