FR2853936A1 - Internal combustion engine controlling process for vehicle, involves controlling injector of internal combustion engine based on calculated flow/load characteristic curve which represents individual behavior of injector - Google Patents
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Abstract
Description
Domaine de l'inventionField of the invention
La présente invention concerne un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne. The present invention relates to a method for managing an internal combustion engine.
L'invention concerne également un appareil de commande 5 pour gérer un moteur à combustion interne notamment celui équipant un véhicule, et un programme codé du procédé. The invention also relates to a control apparatus 5 for managing an internal combustion engine, in particular that fitted to a vehicle, and an encoded program of the method.
Etat de la technique Selon l'état de la technique on connaît différents procédés de compensation de l'erreur de dosage des injecteurs de moteurs à com10 bustion interne par exemple selon les documents DE 100 Il 690 C2 et DE 100 12 025 Ai. Les procédés connus selon ces documents concernent en particulier l'adaptation des tolérances quantitatives dans les injecteurs à haute pression de carburant pour le mode stratifié (X > 1) de fonctionnement du moteur à combustion interne; ces procédés sont universels, 15 c'est-à-dire qu'ils s'appliquent à des injecteurs de construction et de fonctionnement différents. STATE OF THE ART According to the state of the art, various methods are known for compensating the metering error of internal combustion engine injectors, for example according to DE 100 11 690 C2 and DE 100 12 025 A1. The known methods according to these documents relate in particular to the adaptation of the quantitative tolerances in the high-pressure fuel injectors for the stratified mode (X> 1) of operation of the internal combustion engine; these methods are universal, i.e. they apply to injectors of different construction and operation.
Pour les moteurs à combustion interne futurs ayant une conduite optimisée du jet on a développé des injecteurs de carburant à haute pression dans lesquels le débit ou la dose de carburant injecté dans 20 la chambre de combustion du moteur est commandé en fonction de la durée d'injection ti et/ou de la course NH de l'aiguille d'injecteur i. La course de consigne NH de l'aiguille dans les injecteurs à haute pression est réglée pour une durée d'injection souhaitée ti en appliquant une quantité de charge nécessaire correspondante. La quantité de charge nécessaire pour 25 la commande respective est calculée dans chaque cas à partir d'une courbe de référence enregistrée dans l'appareil de commande des injecteurs. Cette courbe de référence ou courbe caractéristique de référence donne le débit D en fonction de la charge Q à fournir. For future internal combustion engines having an optimized jet duct, high pressure fuel injectors have been developed in which the flow rate or fuel dose injected into the engine combustion chamber is controlled according to the duration of the engine. injection ti and / or the stroke NH of the injector needle i. The reference stroke NH of the needle in the high-pressure injectors is set for a desired injection time ti by applying a corresponding amount of load required. The amount of charge required for the respective control is calculated in each case from a reference curve recorded in the injector control apparatus. This reference curve or reference characteristic curve gives the flow rate D as a function of the load Q to be supplied.
Une telle courbe caractéristique de référence D(Q), NHRef est 30 représentée à la figure 2. Cette courbe caractéristique de référence représente soit le comportement d'un injecteur de référence, sélectionné, mais aussi le comportement moyen d'un grand nombre d'injecteurs haute pression de ce type, fabriqués. C'est pourquoi cette course peut être différente du comportement d'injecteurs du même type utilisés et produits séparé35 ment. De telles courbes caractéristiques différentes sont représentées à la figure 2 sous les références NH1, NH2. Les procédés décrits dans les documents rappelés ci-dessus pour l'adaptation des tolérances quantitatives d'injecteurs à haute pression ne tiennent pas compte des différences dé- crites entre le comportement moyen et comportement individuel des injecteurs à haute pression qui sont également la cause d'imprécisions de dosage du carburant. Such a reference characteristic curve D (Q), NHRef is shown in FIG. 2. This reference characteristic curve represents either the behavior of a reference injector, selected, but also the average behavior of a large number of high pressure injectors of this type, manufactured. This is why this race may be different from the behavior of injectors of the same type used and produced separately. Such different characteristic curves are shown in FIG. 2 under the references NH1, NH2. The methods described in the documents referred to above for the adaptation of the quantitative tolerances of high pressure injectors do not take into account the differences described between the average behavior and individual behavior of the high pressure injectors which are also the cause of inaccuracies in fuel dosing.
But de l'invention Partant de cet état de la technique la présente invention a pour but de développer un procédé, un appareil de commande et un programme d'ordinateur pour la gestion d'un moteur à combustion interne de façon qu'ils puissent assurer un dosage plus précis du carburant par les injecteurs à haute pression dans le moteur à combustion interne. 0o Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que pendant le fonctionnement on commande au moins un injecteur du moteur à combustion interne suivant une courbe caractéristique débit/charge représentant le comportement indivii5 duel de l'injecteur utilisé. OBJECT OF THE INVENTION From this state of the art, the object of the present invention is to develop a method, a control apparatus and a computer program for the management of an internal combustion engine so that they can ensure a more accurate metering of the fuel by the high pressure injectors in the internal combustion engine. 0o DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION To this end, the invention relates to a method of the type defined above, characterized in that during operation is controlled at least one injector of the internal combustion engine according to a characteristic curve flow / load representing the individual indivii5 behavior of the injector used.
Avantageusement, selon le procédé on calcule la courbe caractéristique débit/charge de l'injecteur individuel en corrigeant une courbe caractéristique de référence prédéterminée à l'aide d'un coefficient de correction f,.,. De préférence, on calcule le coefficient de correction feorr 20 par application de la formule suivante: fcorr = ki: kRef; dans laquelle ki représente la pente de la courbe caractéristique d'un injecteur individuel, kRef représente la pente de la courbe caractéristique de référence. Advantageously, according to the method, the flow / load characteristic curve of the individual injector is calculated by correcting a predetermined reference characteristic curve by means of a correction coefficient f,. Preferably, the correction coefficient feorr is calculated by applying the following formula: fcorr = ki: kRef; where ki represents the slope of the characteristic curve of an individual injector, kRef represents the slope of the reference characteristic curve.
En tant compte de cette courbe caractéristique individuelle, par comparaison à l'état de la technique qui n'utilise qu'une courbe caractéristique représentant le comportement moyen des injecteurs du même type, on améliore considérablement la précision de dosage du car30 burant. Cette augmentation de la précision de dosage permet également l'utilisation future de procédés de combustion à conduite de jet pour le fonctionnement de moteurs à combustion interne se caractérisant par une émission de gaz d'échappement réduite et une consommation diminuée par rapport aux procédés connus. In view of this individual characteristic curve, compared to the state of the art which uses only a characteristic curve representing the average behavior of the injectors of the same type, the accuracy of metering of the fuel is considerably improved. This increase in metering accuracy also allows the future use of jet-driven combustion methods for the operation of internal combustion engines characterized by reduced exhaust gas emission and decreased consumption compared to known methods.
Avantageusement pour calculer la pente ki de la courbe caractéristique débit (D)/charge (Q) pour un injecteur individuel (i) d'un moteur à combustion interne on exécute les étapes suivantes: - on fait fonctionner le moteur à combustion interne en mode homogène avec notamment X = 1 (étape a)), - on règle un point de fonctionnement de référence du moteur à combustion interne en commandant l'injecteur (i) avec une charge de réfé5 rence (QRef) pour la durée d'injection de référence respective (tRef) (étape C)) , - on modifie la charge avec laquelle on commande l'injecteur (i) par rapport à la charge de référence (QRef) d'une valeur prédéterminée (AQ) (étape d)), 0o - on reconnaît une variation du coefficient lambda (a) résultant de la variation de charge (AQ) dans le moteur à combustion interne (étape 1) et - on calcule la pente ki individuelle, propre à l'injecteur, en appliquant la formule suivante: ki = ASX: AQ = AD: AQ (1) dans laquelle A - AD seulement à la condition qu'à la fois la masse d'air relative (rl) et la durée d'injection (ti) restent constantes (étape ft). Advantageously for calculating the slope ki of the characteristic curve flow (D) / load (Q) for an individual injector (i) of an internal combustion engine the following steps are carried out: - the internal combustion engine is operated in homogeneous with in particular X = 1 (step a)), - a reference operating point of the internal combustion engine is set by controlling the injector (i) with a reference charge (QRef) for the duration of injection of respective reference (tRef) (step C)), the load with which the injector (i) is controlled with respect to the reference load (QRef) of a predetermined value (AQ) (step d)) is modified, 0o - a variation of the lambda coefficient (a) resulting from the variation of load (AQ) in the internal combustion engine (step 1) is recognized and the individual ki slope specific to the injector is calculated by applying the formula following: ki = ASX: AQ = AD: AQ (1) where A - AD only at the condition that both the relative air mass (rl) and the injection time (ti) remain constant (step ft).
Le problème ci-dessus est également résolu par un appareil de commande d'un moteur à combustion interne ainsi que par un pro20 gramme appliqué par un tel appareil de commande, réalisé pour effectuer la commande du moteur thermique en s'appuyant sur une courbe caractéristique individuelle Di (Qi) en application du procédé pour corriger la pente (ki) . The above problem is also solved by a control apparatus of an internal combustion engine as well as by a program applied by such a control apparatus, designed to effect the control of the engine on the basis of a characteristic curve. individual Di (Qi) in application of the method for correcting the slope (ki).
Les avantages de l'appareil de commande et du programme 25 d'ordinateur selon l'invention correspondent aux avantages déjà évoqués à propos du procédé de l'invention. The advantages of the control apparatus and the computer program according to the invention correspond to the advantages already mentioned with regard to the method of the invention.
Suivant d'autres caractéristiques avantageuses, si on règle le point de fonctionnement de référence dans l'étape c) seulement à l'intérieur d'une plage de fonctionnement d'adaptation prédéfinie du mo30 teur à combustion interne, de préférence on modifie la quantité de charge (AQ) avec pour objectif de reconnaître une variation ainsi provoquée du coefficient lambda (aX) lorsqu'une mesure du coefficient lambda de chaque cylindre est activée selon l'étape d). According to other advantageous features, if the reference operating point is set in step c) only within a predefined adaptation operating range of the internal combustion engine, the quantity charge (AQ) with the objective of recognizing a variation thus caused of the lambda coefficient (aX) when a measurement of the lambda coefficient of each cylinder is activated according to step d).
Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 montre le procédé de l'invention, - la figure 2 montre différentes courbes caractéristiques débit/charge pour un injecteur à haute pression, - la figure 3 montre un appareil de commande pour la gestion d'un moteur à combustion interne. Drawings The present invention will be described hereinafter in more detail with the aid of the accompanying drawings in which - Figure 1 shows the process of the invention, - Figure 2 shows different flow / load characteristics curves for a high-pressure injector. pressure, - Figure 3 shows a control device for the management of an internal combustion engine.
Description de modes de réalisation Description of embodiments
La figure 1 montre un procédé de calcul de la pente d'une courbe caractéristique débit/charge pour un injecteur à haute pression utilisé de manière individuelle dans un moteur à combustion interne (ou moteur thermique). La pente ki décrit le rapport entre le débit et la charge 10 que doit fournir l'injecteur pour arriver à la course d'aiguille NH ou au débit souhaités. Pour déterminer cette pente on fait fonctionner le moteur à combustion interne tout d'abord en mode homogène, c'est-à-dire par exemple pour X = 1 (étape de procédé a)). Figure 1 shows a method of calculating the slope of a flow / load characteristic curve for a high pressure injector used individually in an internal combustion engine (or heat engine). The slope ki describes the ratio of the flow rate and the load to be supplied by the injector to arrive at the desired NH needle stroke or flow rate. To determine this slope, the internal combustion engine is firstly operated in homogeneous mode, that is to say for example for X = 1 (process step a)).
Puis dans une étape suivante b) on fixe une plage dite 15 d'adaptation à l'intérieur de laquelle on peut choisir de façon appropriée un point de fonctionnement de référence. Aussi longtemps que cette plage d'adaptation n'a pas été fixée, le procédé selon l'invention ne se poursuit pas et au lieu de cela on revient toujours à l'étape de procédé a). Then in a next step b) a so-called matching range is set within which a reference operating point can be appropriately selected. As long as this adaptation range has not been fixed, the method according to the invention is not continued and instead it always returns to the process step a).
Une fois le démarrage de la plage d'adaptation réussi, on 20 règle le point de fonctionnement de référence dans cette plage d'adaptation. Ce point de fonctionnement de référence se caractérise notamment en ce que la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et la masse d'air relative qui lui est fournie sont quasi stationnaires. De plus, on a par exemple X = 1 et on commande la durée d'injection tiRef cor25 respondant à ce point de fonctionnement de référence ainsi que la charge QRef correspondante qu'il faut appliquer à l'injecteur (étape de procédé c)). Once the adaptation range has been successfully started, the reference operating point is set in this adaptation range. This reference operating point is characterized in that the rotational speed of the internal combustion engine and the relative air mass supplied to it are almost stationary. In addition, for example, X = 1 and the injection duration tiRef cor25 corresponding to this reference operating point and the corresponding QRef charge that must be applied to the injector (process step c) are controlled. .
Dès que ce point de fonctionnement de référence est réglé, on vérifie si pour le moteur à combustion interne on a activé une mesure du coefficient lambda individuelle par cylindre (étape de procédé d)). Aussi 30 longtemps que cela n'est pas le cas, le procédé selon l'invention décrit une boucle d'attente qui se réalise par un retour à l'étape de procédé c). Si toutefois la mesure du coefficient lambda individuelle par cylindre est activée, la charge à fournir à l'injecteur par rapport à la charge QRef qu'il faut fournir pour régler le point de fonctionnement de référence sera modifiée 35 d'une amplitude prédéterminée AQ. Ce réglage de la charge selon AQ se traduit tout d'abord par une modification du coefficient lambda de la valeur AS. Le point de fonctionnement de référence reste ainsi pratiquement inchangé car le couple à fournir n'est influencé que faiblement par le coefficient lambda en mode homogène. As soon as this reference operating point is set, it is checked whether for the internal combustion engine a measurement of the individual lambda coefficient per cylinder has been activated (process step d)). As long as this is not the case, the method according to the invention describes a waiting loop which is achieved by a return to the process step c). If however the measurement of the individual lambda coefficient per cylinder is activated, the load to be supplied to the injector with respect to the QRef charge that must be supplied to set the reference operating point will be changed by a predetermined amplitude AQ. This adjustment of the load according to AQ first results in a modification of the lambda coefficient of the AS value. The reference operating point thus remains virtually unchanged because the torque to be supplied is only slightly influenced by the lambda coefficient in homogeneous mode.
Dans les conditions présentées ci-dessus, à savoir à la fois la masse d'air relative rl et la durée d'injection ti qui restent quasi station5 naires, la modification ainsi faite du coefficient lambda correspond à une certaine variation de la quantité de carburant AD traversant l'injecteur. A partir des deux grandeurs AX et AQ, ou AD et AQ, on calcule alors la pente individuelle de l'injecteur i utilisé en appliquant la formule suivante: ki = AX: A = AD: AQ. (1) A l'aide de cette pente individuelle ki on calcule un coefficient de correction fL0, qui représente la déviation de la pente individuelle ki par rapport à la pente d'une courbe caractéristique de références préS5 déterminée représentant le comportement moyen d'un grand nombre d'injecteurs fabriqués du même type. Le calcul du coefficient de correction fcolrr se fait suivant la formule suivante: fcorr = ki: kRef. (2) Dans l'étape fl de la figure 1 on reconnaît la variation de la grandeur X résultant du changement de réglage de la charge et on calcule le coefficient de correction. Si le calcul du coefficient de correction n'a pas réussi, le procédé selon l'invention prévoit un retour au début de l'étape 25 d). Under the conditions presented above, namely both the relative air mass r1 and the injection time t1 which remain quasi-stationary, the modification thus made of the lambda coefficient corresponds to a certain variation of the quantity of fuel. AD crossing the injector. From the two magnitudes AX and AQ, or AD and AQ, we then calculate the individual slope of the injector i used by applying the following formula: ki = AX: A = AD: AQ. (1) Using this individual slope ki, a correction coefficient fL0 is calculated, which represents the deviation of the individual slope ki with respect to the slope of a given preS5 reference characteristic curve representing the average behavior of a large number of injectors manufactured of the same type. The calculation of the correction coefficient fcolrr is done according to the following formula: fcorr = ki: kRef. (2) In step f1 of FIG. 1, the variation of the magnitude X resulting from the load adjustment change is recognized and the correction coefficient is calculated. If the calculation of the correction coefficient has not been successful, the method according to the invention provides a return to the beginning of step 25 d).
Si dans le cas contraire le calcul du coefficient de correction s'est déroulé avec succès, ce coefficient sera utilisé dans l'étape g) pour calculer une caractéristique individuelle Di/Qi pour l'injecteur i. Comme déjà indiqué ci-dessus, le coefficient de correction fL0, calculé selon 30 l'invention sert uniquement à adapter la pente de la courbe caractéristique D(Q) au comportement effectif d'un certain injecteur. Un éventuel défaut de décalage n'est pas pris en compte par le procédé de l'invention. If in the opposite case the calculation of the correction coefficient has proceeded successfully, this coefficient will be used in step g) to calculate an individual characteristic Di / Qi for the injector i. As already indicated above, the correction coefficient fLO, calculated according to the invention serves only to adapt the slope of the characteristic curve D (Q) to the actual behavior of a certain injector. Any offset error is not taken into account by the method of the invention.
La courbe caractéristique DI(Qi), adaptée et calculée selon l'invention au cours du fonctionnement ultérieur du moteur à combustion 35 interne comme cela est indiqué à la figure 1 par le retour de l'étape g) à l'étape a), sera de préférence utilisée seulement si d'éventuelles erreurs de décalage par comparaison aux erreurs compensées par l'invention dans la pente de la courbe caractéristique de l'injecteur ainsi utilisé, sont négli- geables par rapport à la courbe caractéristique de référence ou si également on corrige par un procédé approprié. The characteristic curve DI (Qi), adapted and calculated according to the invention during the subsequent operation of the internal combustion engine as indicated in FIG. 1 by the return of step g) to step a), will preferably be used only if any offset errors as compared to the errors compensated by the invention in the slope of the characteristic curve of the injector thus used, are negligible compared to the reference characteristic curve or if also it is corrected by an appropriate method.
La figure 3 montre un appareil de commande 100 des injecteurs d'un moteur à combustion interne selon le procédé décrit ci5 dessus. Figure 3 shows an apparatus 100 for controlling the injectors of an internal combustion engine according to the method described above.
Le procédé selon l'invention peut également se réaliser au moins en partie sous la forme d'un programme d'ordinateur exécuté de préférence dans un calculateur 110 (figure 3) associé à l'appareil de commande 100, par exemple un microprocesseur. En tant que tel et avec 1o d'autres programmes d'ordinateur de commande et/ou de régulation du moteur à combustion interne ce programme peut être enregistré sur un support de données que peut lire l'ordinateur. Ce support de données peut être par exemple une disquette, un disque compact CD ou une mémoire flash. Le programme d'ordinateur enregistré sur le support de données 15 peut être vendu en tant que produit à un client. Dans le cas d'une réalisation par programme il est en outre possible de vendre le programme d'ordinateur le cas échéant avec d'autres programmes d'ordinateur de commande et/ou de régulation du moteur à combustion interne, sans utiliser de support de données électrique, par l'intermédiaire d'un réseau de 20 communication électronique et notamment le réseau Internet. The method according to the invention can also be realized at least partly in the form of a computer program preferably executed in a computer 110 (Figure 3) associated with the control device 100, for example a microprocessor. As such and with other computer programs for controlling and / or regulating the internal combustion engine, this program can be recorded on a data carrier that can be read by the computer. This data carrier may for example be a floppy disk, a compact disc CD or a flash memory. The computer program recorded on the data carrier 15 may be sold as a product to a customer. In the case of a program embodiment, it is furthermore possible to sell the computer program, if necessary, together with other computer programs for controlling and / or regulating the internal combustion engine, without using any support from the computer. electrical data, via an electronic communication network and in particular the Internet network.
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