ES2372932T3 - Método para preservar el catalizador de un motor de encendido gobernado en caso de fallos de combustión. - Google Patents

Método para preservar el catalizador de un motor de encendido gobernado en caso de fallos de combustión. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para preservar el catalizador de un motor de encendido gobernado, en caso de fallos de combustión, que comprende una fase de detección de fallos de combustión en los cilindros emparejados del motor, y un modo degradado en el cual, en presencia (20) de un cilindro detectado defectuoso y de su cilindro emparejado detectado como no estando defectuoso y en ausencia de una información externa del control de la puesta en fase del motor, se efectúa un control (24) de la puesta en fase de la inyección con el fin de determinar cuál de estos dos cilindros está realmente defectuoso, caracterizado porque el control (24) de la puesta en fase de la inyección comprende un corte de la inyección en el cilindro detectado defectuoso, un recuento, en cada encendido en el cilindro emparejado y durante un horizonte de medición determinado, del número de fallos de combustión detectados en este cilindro emparejado, y una comparación de este número con un valor calibrado.

Description

Metodo para preservar el catalizador de un motor de encendido gobernado en caso de fallos de combusti6n.
La presente invenci6n concierne a los motores de encendido gobernado, y de modo mas particular a la preservaci6n de los catalizadores asociados a estos, en caso de fallos de combusti6n.
Las normas anticontaminaci6n (europeas, americanas y de otros paises) imponen la vigilancia de los sistemas que tienen un impacto sobre las emisiones contaminantes de los vehiculos por dispositivos denominados OBD ("On Board Diagnostic"). Entre los sistemas que deben ser vigilados, la combusti6n es objeto de un tratamiento especial, puesto que las normas imponen la detecci6n de los fallos de combusti6n (problema en el encendido, la inyecci6n, o los componentes mecanicos). Cuando tales fallos aparecen en tasas importantes, el sistema catalitico es puesto en peligro. En efecto, la mezcla no quemada lanzada a la linea de escape producira una reacci6n exotermica en el catalizador que entonces se calentara anormalmente y correra el riesgo de resultar danado. Es posible alcanzar temperaturas superiores a 1300 DC. La norma impone, por tanto, prevenir rapidamente al conductor con el fin de que este cambie el punto de funcionamiento del motor para disminuir los riesgos de degradaci6n del catalizador.
En la practica, la subida de temperatura del catalizador es extremadamente rapida, y es posible que el catalizador haya sufrido ya una degradaci6n antes de que el conductor se aperciba de que su motor es victima de un fallo.
Asi pues, es necesario programar en el calculador de inyecci6n, estrategias que permitan asegurar la integridad del catalizador, y especialmente procediendo al corte de los inyectores en el cilindro o los cilindros defectuosos.
La estrategia de corte de la inyecci6n a consecuencia de la detecci6n de fallos de combusti6n (fallo de encendido) en uno o varios cilindros es una estrategia acoplada a una estrategia de detecci6n de los fallos de combusti6n que permita identificar en cada punto muerto superior la presencia o la ausencia de un fallo de combusti6n.
En el caso de una aplicaci6n en un motor desprovisto de un sistema de puesta en fase de la inyecci6n por medio de un sensor de lectura de posici6n en el arbol de levas o de un medio fisico de control de la puesta en fase (por ejemplo sensores en la camara de combusti6n), esta puesta en fase se efectua por una estrategia de software. Ahora bien, esta estrategia resulta falseada por la presencia de fallos de combusti6n, lo que corre el riesgo de conducir a una puesta en fase incorrecta la inyecci6n: el inyector deberia abrirse durante la fase de escape en cada uno de los cilindros con el fin de que la gasolina este disponible en la tuberia de admisi6n durante la apertura de la valvula de admisi6n. Ahora bien, en el caso de una puesta en fase incorrecta, este se abre demasiado pronto con un giro del motor. Esto no impide funcionar al motor, pero sus prestaciones pueden resultar degradadas.
En el caso de un funcionamiento del motor con puesta en fase incorrecta, cuando se detecta un defecto en un cilindro gracias a la estrategia de detecci6n de fallos de encendido, el otro cilindro del mismo par es el que esta realmente defectuoso. Se deduce que si el motor tiene uno de los cilindros defectuosos (por ejemplo el cilindro 1, es decir el situado mas pr6ximo al embrague), el cilindro que sera declarado defectuoso es el cilindro del mismo par (en este ejemplo, el cilindro numero 4). Si se ejecuta entonces un corte de inyecci6n en el cilindro detectado defectuoso, el motor tendra en realidad dos cilindros que no quemaran: el que estaba defectuoso (el 1) y aquel en el cual la inyecci6n ha sido cortada (el 4).
Se ve, por tanto, que no puede efectuarse el corte de inyecci6n en una aplicaci6n en la que la puesta en fase de la inyecci6n se efectue mediante software, sin asegurar la precisi6n de la puesta en fase.
El estado de la tecnica existente muestra ciertos metodos que permiten cortar la inyecci6n en cilindros detectados como defectuosos, pero ninguno permite controlar la puesta en fase de la inyecci6n en el caso de motores desprovistos de sensores que pueden efectuar el control de la puesta en fase, o en caso de funcionamiento incorrecto de un sensor de este tipo.
El documento US 5 577 475 describe un procedimiento de sincronizaci6n de la puesta en fase de la inyecci6n en un motor de combusti6n interna. En el caso en que la sincronizaci6n no sea correcta, se provocan fallos de combusti6n voluntarios en uno de los cilindros del motor. Si en el cilindro en el cual se suponen los fallos de combusti6n, no se producen estos, la puesta en fase de la inyecci6n es diagnosticada como no correcta y la puesta en fase de la inyecci6n es modificada.
La invenci6n pretende poner remedio a esta laguna.
La invenci6n propone por tanto un procedimiento para preservar el catalizador de un motor de encendido gobernado, en caso de fallos de combusti6n. De acuerdo con una caracteristica general de la invenci6n, el procedimiento comprende una fase de detecci6n de fallos de combusti6n en los cilindros emparejados del motor, y un modo degradado en el cual, en presencia de un cilindro detectado defectuoso y de su cilindro emparejado detectado como no defectuoso y en ausencia de una informaci6n externa del control de la puesta en fase del motor (resultando esta ausencia de una ausencia de sensor o bien de un sensor averiado), se efectua un control de la puesta en fase de la inyecci6n con el fin de determinar cual de los cilindros esta realmente defectuoso.
E03778423 30-11-2011
El control de la puesta en fase de la inyecci6n comprende:
-
un corte de la inyecci6n en el cilindro detectado defectuoso,
-
un recuento, en cada encendido en el cilindro emparejado y durante un horizonte de medici6n determinado, del numero de fallos de combusti6n detectados en este cilindro emparejado, y
-
una comparaci6n de este numero con un valor calibrado.
Si el control de la puesta en fase revela que el cilindro realmente defectuoso es el cilindro emparejado, se reestablece la inyecci6n en el cilindro inicialmente detectado defectuoso, se efectua una nueva puesta en fase del motor, y se corta la inyecci6n en el cilindro emparejado que realmente falla.
En presencia de dos cilindros de un mismo par detectados defectuosos, se corta ventajosamente la inyecci6n en estos dos cilindros, y se impide cualquier corte de inyecci6n en un tercer cilindro, incluso si este es detectado defectuoso.
De acuerdo con un modo de puesta en practica de la invenci6n, se pone en vigilancia el modo degradado en el caso en que todos los cilindros sean detectados defectuosos.
Se efectua ventajosamente una nueva reinyecci6n en cilindros en los cuales se haya efectuado un corte de inyecci6n, en condiciones estables del motor.
Por otra parte, se limita preferentemente el numero de reinyecciones en ralenti.
De acuerdo con un modo de realizaci6n de la invenci6n, cuando se constata en ralenti un defecto en uno o varios cilindros, no se corta la inyecci6n en este o en estos cilindros.
Otras ventajas y caracteristicas de la invenci6n se pondran de manifiesto con el examen de la descripci6n detallada de un modo de puesta en practica, en modo alguno limitativo, y de los dibujos anejos, en los cales:
-
las figuras 1 a 3 ilustran esquematicamente las principales etapas de un modo de puesta en practica del procedimiento de acuerdo con la invenci6n.
El procedimiento comprende una fase de detecci6n de fallos de combusti6n en los cilindros del motor y en un horizonte limitado de revoluci6n.
Al final de cada horizonte de medici6n (etapa 10, figura 1), la fase de detecci6n facilita las informaciones siguientes (etapas 10, 11 y 12, figura 1):
-
final de horizonte detectado,
-
averia "fallos de combusti6n" detectada, es decir una tasa importante (determinada en fase de puesta a punto del motor, en funci6n de la temperatura generada en el catalizador por la ausencia de combusti6n) de fallos de combusti6n en el horizonte de medici6n,
-
tasa de fallos de combusti6n detectada en cada uno de los cilindros o numero de los cilindros en los cuales la tasa detectada es superior a un umbral determinado,
Ademas, esta fase facilita en cada punto muerto superior la presencia o no de un fallo de combusti6n, y el estado en diagn6stico o no de esta estrategia de detecci6n.
Ademas de esta fase de detecci6n, el procedimiento de acuerdo con la invenci6n comprende un modo degradado, ilustrado de modo mas particular en la figura 2.
Cuando uno o varios horizontes de detecci6n son detectados defectuosos, se activa la estrategia de modo degradado. Este numero es un parametro regulable, que debe ser determinado en funci6n de la rapidez con la cual se desee ver activado el modo degradado, y de la robustez de este.
La estrategia (etapa 20) controla entonces los cilindros detectados defectuosos (cilindros cuya tasa de fallos de encendido rebasa un umbral calibrado).
En el caso de una aplicaci6n en un motor equipado con un medio de control de la sincronizaci6n del motor por un sensor (por ejemplo un sensor de arbol de levas), la inyecci6n es cortada en los cilindros defectuosos. En efecto, la gasolina inyectada y no quemada es responsable de la alta temperatura en el catalizador, el corte de inyecci6n reduce por tanto los riesgos de destrucci6n del catalizador. Los cilindros detectados defectuosos no producen par, el corte de inyecci6n no crea riesgos de seguridad para el conductor. Para mas precauci6n, se limita el numero de cilindros cortados a 2.
E03778423 30-11-2011
En el caso de una aplicaci6n desprovista de un sensor que permita controlar la fase del motor (o en caso de averia de este sensor, si dispone de el el motor), si un cilindro es detectado defectuoso pero su cilindro emparejado esta exento de defecto (etapa 21), puede efectuarse el control de la puesta en fase (etapa 24).
Para esto, se corta la inyecci6n en el cilindro detectado defectuoso (etapa 22).
Cuando se corta la inyecci6n en el cilindro o los cilindros defectuosos (etapa 23), se cuenta, en cada encendido en el cilindro que le esta emparejado, y durante un horizonte de medici6n determinado, el numero de fallos de combusti6n detectados en este.
Si este cilindro (que estaba exento de defecto) tiene una tasa de fallos de encendido superior a un valor calibrado, el cilindro cortado no es el que ha sido detectado defectuoso, sino el cilindro que le esta emparejado.
La puesta en fase de la inyecci6n era por tanto err6nea: el cilindro detectado defectuoso es el cilindro emparejado a aquel realmente detectado defectuoso.
Asi pues, hay que reajustar en fase el motor (es decir, desfasar un giro del motor el motivo de inyecci6n).
La inyecci6n es reestablecida durante el proceso de nueva puesta en fase (etapa 25) con el fin de preservar las prestaciones residuales del vehiculo, y el motor es vuelto a poner en fase (etapa 26) (desfasaje progresivo de la inyecci6n hasta la obtenci6n de la correcta puesta en fase temporal de la inyecci6n).
La inyecci6n en el cilindro defectuoso puede ser cortada entonces cuando la nueva puesta en fase haya terminado (etapa 27).
Si dos cilindros de un mismo par son detectados defectuosos, la inyecci6n es efectuada en los dos cilindros (etapa 28), el control de la puesta en fase no es posible entonces. La inyecci6n es cortada entonces en el par de cilindros defectuosos puesto que la problematica de la puesta en fase no se plantea. Se hace entonces imposible cortar un tercer cilindro, incluso si se detecta un defecto en otro cilindro, y esto con el fin de garantizar la seguridad del vehiculo.
Es posible que al final del horizonte de medici6n sea declarado un defecto de "fallos de combusti6n susceptibles de danar el catalizador" sin que por ello haya uno o varios cilindros detectados defectuosos. Esto significa entonces que en todos los cilindros apareceran fallos de combusti6n. Este puede ser el caso, en particular, durante un problema de alimentaci6n de carburante. En este caso, la estrategia es puesta en espera (sin cortes de inyecci6n) hasta que se detecte una configuraci6n en la cual pueda ser efectuado el corte (al menos un cilindro que no quema).
Asimismo, es posible que todos los cilindros sean detectados defectuosos (se trata del mismo problema que el mencionado anteriormente, pero con una mayor tasa de aparici6n de los fallos). En este caso, se pone en espera el modo degradado como se mencion6 anteriormente.
En la medida en que el modo degradado provoque un defecto de fallo de encendido, no es posible hacer desaparecer el defecto cuando se ha realizado el corte de inyecci6n. Con el fin de permitir la salida del modo degradado si desaparece el defecto, es necesario volver a las condicione de funcionamiento normal (es decir, inyectando en todos los cilindros), en zonas de funcionamiento de los motores en las cuales los fallos de combusti6n no presentan riesgos mayores para el catalizador, lo que es el caso especialmente del ralenti. Asi, cuando el motor funciona en ralenti, se reanuda la inyecci6n en los cilindros defectuosos, con el fin de controlar si el defecto sigue estando presente, en cuyo caso la inyecci6n es cortada nuevamente en el cilindro o los cilindros defectuosos. En el caso contrario, cesa el modo degradado hasta una nueva aparici6n del defecto.
Con el fin de evitar los fen6menos ciclicos (inyecci6n/corte de inyecci6n), es preferible tomar las precauciones siguientes.
La reinyecci6n (vease la figura 3) solamente debe efectuarse en condiciones estables del motor (en particular, debe activarse la estrategia de detecci6n de los fallos de combusti6n, sin que, los fallos de combusti6n puedan durar demasiado tiempo y danar el catalizador).
El modo degradado no es activado en las condiciones que permiten la reinyecci6n para la confirmaci6n del defecto: esto permite evitar reinyectar los cilindros que acaban de ser cortados. Cuando se constata un defecto en ralenti, la inyecci6n no es cortada, puesto que este modo de funcionamiento permite la salida del modo degradado para un control del defecto.
Conviene igualmente limitar el numero de intentos de reinyecci6n en ralenti: al cabo de un cierto numero (ajustable) de intentos de reinyecciones para las cuales es confirmado el defecto, el modo degradado es confirmado definitivamente hasta el corte del motor. En efecto, al cabo de un cierto numero de intentos, se puede estimar que el defecto no es un defecto pasajero. En este caso, este deberia persistir hasta la parada del vehiculo.
E03778423 30-11-2011
�ay que asegurarse de que un horizonte de detecci6n completo se desarrolla con el modo degradado desactivado, si no el defecto detectado corresponde al corte de inyecci6n provocado.
Durante la parada del vehiculo, se inicializa la estrategia. �o se tiene en cuenta el rodaje precedente. �ay que esperar a la aparici6n del defecto para provocar el corte deinyecci6n en el cilindro o los cilindros defectuosos
E03778423 30-11-2011

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para preservar el catalizador de un motor de encendido gobernado, en caso de fallos de combusti6n, que comprende una fase de detecci6n de fallos de combusti6n en los cilindros emparejados del motor, y un modo degradado en el cual, en presencia (20) de un cilindro detectado defectuoso y de su cilindro emparejado 5 detectado como no estando defectuoso y en ausencia de una informaci6n externa del control de la puesta en fase del motor, se efectua un control (24) de la puesta en fase de la inyecci6n con el fin de determinar cual de estos dos cilindros esta realmente defectuoso, caracterizado porque el control (24) de la puesta en fase de la inyecci6n comprende un corte de la inyecci6n en el cilindro detectado defectuoso, un recuento, en cada encendido en el cilindro emparejado y durante un horizonte de medici6n determinado, del numero de fallos de combusti6n
    10 detectados en este cilindro emparejado, y una comparaci6n de este numero con un valor calibrado.
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaci6n 1, caracterizado por el hecho de que si el control (24) de la puesta en fase revela que el cilindro realmente defectuoso es el cilindro emparejado, se reestablece (25) la inyecci6n en el cilindro inicialmente detectado defectuoso, se efectua una nueva puesta en fase (26) del motor, y se corta (27) la inyecci6n en el cilindro emparejado que realmente esta defectuoso.
    15 3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que, en presencia de dos cilindros de un mismo par detectados defectuosos, se corta (28) la inyecci6n en estos dos cilindros, y se impide cualquier corte de inyecci6n en un tercer cilindro incluso si este es detectado defectuoso.
  3. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que se pone en vigilancia el modo degradado en el caso en que todos los cilindros sean detectados defectuosos.
    20 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que se efectua una reinyecci6n en cilindros en los cuales se habia efectuado un corte de inyecci6n, en condiciones estables del motor.
  4. 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaci6n 5, caracterizado por el hecho de que se limita el numero de reinyecciones en ralenti.
    25 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaci6n 5, caracterizado por el hecho de que cuando se constata en ralenti un defecto en uno o varios cilindros, no se corta la inyecci6n en este o estos cilindros.
ES03778423T 2002-10-18 2003-10-20 Método para preservar el catalizador de un motor de encendido gobernado en caso de fallos de combustión. Expired - Lifetime ES2372932T3 (es)

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