FR2922267A1

FR2922267A1 - Fuel quantity drift detecting method for internal combustion engine of vehicle, involves detecting injector associated to cylinder of internal combustion engine, where injector causes unstable or vanished fuel combustion

Info

Publication number: FR2922267A1
Application number: FR0707142A
Authority: FR
Inventors: Xavier Suchocki
Original assignee: Siemens VDO Automotive SAS
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2009-04-17
Anticipated expiration: 2027-10-11
Also published as: FR2922267B1

Abstract

The method involves monitoring the stability of the fuel combustion of an internal combustion engine (1) using a combustion stability indicator, where the indicator comprises a sensing torque meter device (4) and an engine roughness detector (5). An injector (3) associated to a cylinder (2) of the internal combustion engine is detected, where the injector causes unstable or vanished fuel combustion. An independent claim is also included for a method for correcting the drift of the quantity of fuel injected by an injector of a cylinder of an internal combustion engine.

Description

La présente invention concerne un procédé de détection et un procédé de correction de dérive d'injecteur au sein d'un moteur à combustion interne. Dans un moteur à combustion interne du type comprenant au moins un cylindre, chaque cylindre comprenant un injecteur, le carburant est injecté par l'injecteur dans la chambre de combustion (injection dite "directe") d'un cylindre ou bien dans le collecteur d'admission menant à ladite chambre de combustion (injection dite "indirecte"), pour y être brûlé au moment approprié du cycle moteur. Le débit statique d'un injecteur étant supposé constant, la quantité de carburant injecté dans le cylindre est directement liée à la durée totale d'ouverture de l'injecteur. La durée totale d'ouverture de l'injecteur peut cumuler, le cas échéant, plusieurs phases d'ouverture. Une diminution de la quantité de carburant injectée provient donc d'une diminution de la durée totale d'ouverture de l'injecteur. Cette origine résulte soit d'un retard lors de l'ouverture de l'injecteur, soit d'une avance lors de la fermeture de l'injecteur, quelles qu'en soient les causes. The present invention relates to a method of detecting and a method of correcting injector drift within an internal combustion engine. In an internal combustion engine of the type comprising at least one cylinder, each cylinder comprising an injector, the fuel is injected by the injector into the combustion chamber (so-called "direct" injection) of a cylinder or into the collector. admission to said combustion chamber (so-called "indirect" injection), to be burnt at the appropriate time of the engine cycle. The static flow rate of an injector being assumed to be constant, the quantity of fuel injected into the cylinder is directly related to the total duration of opening of the injector. The total duration of opening of the injector can accumulate, if necessary, several opening phases. A decrease in the quantity of fuel injected thus comes from a decrease in the total duration of opening of the injector. This origin results either from a delay during the opening of the injector, or from an advance during the closing of the injector, whatever the causes.

II peut arriver ainsi que la quantité de carburant injectée par un injecteur diminue jusqu'à devenir insuffisante et, en fonction de la sensibilité du moteur, vienne provoquer une instabilité de combustion ou même un raté de combustion. L'invention a pour but de pallier cet inconvénient en proposant un procédé de détection d'une dérive de la quantité de carburant injectée par un injecteur. It can happen that the amount of fuel injected by an injector decreases to become insufficient and, depending on the sensitivity of the engine, come to cause a combustion instability or even a misfire. The invention aims to overcome this drawback by proposing a method of detecting a drift of the amount of fuel injected by an injector.

Pour un moteur à combustion interne comprenant au moins un cylindre, chaque cylindre comprenant un injecteur, l'invention concerne un procédé de détection d'une dérive de la quantité de carburant injectée par un injecteur, comprenant les étapes suivantes : • surveillance de la stabilité de combustion du moteur au moyen d'un 25 indicateur de stabilité de combustion, • détection d'un injecteur associé à un cylindre pour lequel la combustion est instable ou absente. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'indicateur de stabilité de combustion comprend un dispositif mesureur de couple. 30 Selon une autre caractéristique de l'invention, l'indicateur de stabilité de combustion comprend un détecteur de rugosité du moteur. L'invention concerne encore un procédé de correction de la dérive de la quantité de carburant injectée par un injecteur, comprenant les étapes suivantes : • détection d'un injecteur associé à un cylindre pour lequel la combustion est 35 instable ou absente par un procédé selon l'un quelconque des modes de réalisation précédemment décrits, • augmentation progressive du temps d'injection dudit injecteur pour un point de fonctionnement donné, jusqu'à disparition de l'instabilité ou de l'absence de combustion surveillée au moyen d'un indicateur de stabilité de combustion. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'augmentation du temps d'injection est mémorisée pour être ensuite appliquée, dès disparition de l'instabilité ou de l'absence de combustion. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape d'augmentation du temps d'injection est stoppée au-delà d'une certaine valeur de temps d'injection si ni la suppression de l'instabilité ni la suppression de l'absence de combustion ne peuvent être observées. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec la figure 1 qui illustre schématiquement un moteur apte à la mise en oeuvre des procédés selon l'invention. For an internal combustion engine comprising at least one cylinder, each cylinder comprising an injector, the invention relates to a method for detecting a drift of the quantity of fuel injected by an injector, comprising the following steps: stability monitoring combustion of the engine by means of a combustion stability indicator; detection of an injector associated with a cylinder for which the combustion is unstable or absent. According to another characteristic of the invention, the combustion stability indicator comprises a torque measuring device. According to another characteristic of the invention, the combustion stability indicator comprises a roughness detector of the engine. The invention also relates to a method for correcting the drift of the quantity of fuel injected by an injector, comprising the following steps: detection of an injector associated with a cylinder for which the combustion is unstable or absent by a method according to any of the embodiments previously described, • a gradual increase in the injection time of the said injector for a given operating point, until the disappearance of the instability or the absence of controlled combustion by means of an indicator of combustion stability. According to another characteristic of the invention, the increase in the injection time is stored and then applied, as soon as the instability or the absence of combustion has disappeared. According to another characteristic of the invention, the step of increasing the injection time is stopped beyond a certain injection time value if neither the suppression of the instability nor the suppression of the absence combustion can not be observed. Other features, details and advantages of the invention will emerge more clearly from the detailed description given below as an indication in connection with FIG. 1 which schematically illustrates an engine capable of implementing the methods according to the invention.

La figure 1 présente un moteur 1, comprenant au moins un cylindre 2, comportant un piston 6. Sous l'effet de la combustion de carburant dans le cylindre 2, de manière connue, le piston 6 est mis en mouvement linéaire et met en rotation un vilebrequin 7. En cas de cylindres 2 multiples, chaque cylindre 2 transmet le mouvement au vilebrequin à une date différente des autres cylindres 2, les dates desdits cylindres 2 étant souvent avantageusement régulièrement réparties dans le temps. Chaque cylindre 2 comprend au moins un injecteur 3 en charge de l'injection de carburant. Le procédé de détection selon l'invention, appliqué à un tel moteur 1, comprend les étapes suivantes. Dans une première étape, le procédé surveille la stabilité de combustion du moteur 1 au moyen d'un indicateur de stabilité de combustion 4, 5. Cet indicateur de stabilité ou de qualité de combustion 4, 5 est tel qu'il permet, dans une seconde étape, de détecter si un injecteur 3 injecte une quantité de carburant insuffisante, et surtout en cas de pluralité d'injecteur 3, lequel (ou lesquels) parmi ces injecteurs est responsable et provoque une combustion instable ou absente. Selon un premier mode de réalisation l'indicateur de stabilité de combustion comprend un dispositif mesureur de couple 4. Ce dispositif mesureur de couple 4 est disposé afin de mesurer le couple sur le vilebrequin 7. Compte tenu du fonctionnement du moteur 1 décrit précédemment, au cours du cycle moteur, chaque cylindre 2 vient à son tour apporter sa contribution au mouvement du vilebrequin 7. En fonctionnement normal, le dispositif mesureur de couple observe donc une courbe de couple en fonction du temps, présentant un pic de couple correspondant à la combustion de chaque cylindre 2. Cette courbe est périodique et se reproduit de manière prévisible. Une variation de cette courbe est donc indicative d'une variation de couple, lui même indicatif d'une instabilité de combustion. Un pic de couple plus faible est indicatif d'une mauvaise combustion et une absence de pic d'un raté de combustion. Chaque pic de couple étant associé à un cylindre 2, celui incriminé est ainsi détecté. Selon un second mode de réalisation, l'indicateur de stabilité de combustion comprend un détecteur de rugosité du moteur 5. Un tel détecteur ER (de l'anglais "Engine Roughness" pour rugosité du moteur) est connu de l'homme du métier. Le principe de ce détecteur 5 est le suivant. Un moteur à combustion interne, comprenant classiquement plusieurs cylindres, voit son vilebrequin entraîné de manière discontinue suite aux combustions successives survenant dans chacun des cylindres 2. Chaque combustion produit une accélération. Un capteur de position angulaire du vilebrequin 7 comporte une couronne dentée rotative devant un détecteur. Une analyse des durées respectives nécessaires aux passages de différents groupes de dents déterminés devant le détecteur permet d'obtenir une image de l'accélération instantanée du vilebrequin 7. Connaissant le cycle nominal du moteur 1, il est possible de déterminer quand les accélérations issues des combustions doivent se produire. L'absence d'une telle accélération normalement attendue est alors indicative d'une instabilité ou d'un raté de combustion. De plus, connaissant l'ordre de combustion des cylindres 2, il est possible de déterminer le cylindre 2 dans lequel s'est produit l'instabilité ou le raté de combustion. FIG. 1 shows a motor 1, comprising at least one cylinder 2, comprising a piston 6. Under the effect of the combustion of fuel in the cylinder 2, in a known manner, the piston 6 is set in linear motion and rotates a crankshaft 7. In the case of multiple cylinders 2, each cylinder 2 transmits the movement to the crankshaft at a date different from the other cylinders 2, the dates of said cylinders 2 often being advantageously regularly distributed over time. Each cylinder 2 comprises at least one injector 3 in charge of the fuel injection. The detection method according to the invention, applied to such a motor 1, comprises the following steps. In a first step, the method monitors the combustion stability of the engine 1 by means of a combustion stability indicator 4, 5. This stability or combustion quality indicator 4, 5 is such that, in a second step, detecting whether an injector 3 injects an insufficient amount of fuel, and especially in case of plurality of injector 3, which (or which) among these injectors is responsible and causes unstable or absent combustion. According to a first embodiment, the combustion stability indicator comprises a torque measuring device 4. This torque measuring device 4 is arranged in order to measure the torque on the crankshaft 7. Given the operation of the engine 1 described above, during the engine cycle, each cylinder 2 in turn contributes to the movement of the crankshaft 7. In normal operation, the torque measuring device thus observes a torque curve as a function of time, having a torque peak corresponding to the combustion of each cylinder 2. This curve is periodic and reproduces predictably. A variation of this curve is therefore indicative of a torque variation, itself indicative of a combustion instability. A lower torque peak is indicative of poor combustion and no peak of a misfire. Each torque peak being associated with a cylinder 2, the incriminated one is thus detected. According to a second embodiment, the combustion stability indicator comprises a roughness detector of the engine 5. Such a detector ER (engine Roughness for roughness of the engine) is known to those skilled in the art. The principle of this detector 5 is as follows. An internal combustion engine, typically comprising several cylinders, sees its crankshaft driven discontinuously following successive combustions occurring in each of the cylinders 2. Each combustion produces an acceleration. An angular position sensor of the crankshaft 7 comprises a rotating ring gear in front of a detector. An analysis of the respective durations required for the passage of different groups of teeth determined in front of the detector makes it possible to obtain an image of the instantaneous acceleration of the crankshaft 7. Knowing the nominal cycle of the engine 1, it is possible to determine when the accelerations resulting from the combustions must occur. The absence of such a normally expected acceleration is then indicative of instability or misfire. In addition, knowing the order of combustion of the cylinders 2, it is possible to determine the cylinder 2 in which instability or misfire occurred.

La méthode CEI (de l'anglais "Combustion Efficiency Index" ou indice d'efficacité de combustion) est une méthode alternative équivalente d'observation de l'instabilité ou d'un raté de combustion, également connue de l'homme du métier. A partir de la détection d'une dérive d'un injecteur 3 injectant une quantité de carburant insuffisante et de l'identification de l'injecteur 3 responsable, il est possible de mettre en oeuvre une correction. Un procédé de correction d'une dérive de la quantité de carburant injectée par un injecteur 3, comprend les étapes suivantes. Au cours d'une première étape est détecté un (ou plusieurs) injecteur 3 associé à un cylindre 2 pour lequel (lesquels) la combustion est instable ou absente par un procédé de détection tel que précédemment décrit. Au cours d'une seconde étape, il est procédé, pour chaque injecteur 3 indépendamment, à une augmentation progressive du temps d'injection dudit (ou desdits) injecteur 3. Il est remarquable qu'une augmentation du temps d'injection de l'injecteur 3 augmente la quantité de carburant injectée et corrige le problème. The IEC ("Combustion Efficiency Index") method is an equivalent alternative method of observing instability or misfiring, also known to those skilled in the art. From the detection of a drift of an injector 3 injecting an insufficient amount of fuel and the identification of the injector 3 responsible, it is possible to implement a correction. A method of correcting a drift of the amount of fuel injected by an injector 3 comprises the following steps. During a first step is detected one (or more) injector 3 associated with a cylinder 2 for which (the) combustion is unstable or absent by a detection method as previously described. During a second step, it is proceeded, for each injector 3 independently, to a progressive increase in the injection time of said (or said) injector 3. It is remarkable that an increase in the injection time of the Injector 3 increases the amount of fuel injected and corrects the problem.

L'augmentation progressive du temps d'injection est effectuée par le contrôle moteur, proportionnellement au besoin nominal connu du contrôle moteur, en référence à un point de fonctionnement donné. Cette augmentation est poursuivie jusqu'à disparition de l'instabilité ou de l'absence de combustion. Cette disparition est surveillée au moyen d'un indicateur de stabilité de combustion 4, 5 avantageusement identique à celui utilisé précédemment lors du procédé de détection. L'augmentation du temps d'injection est terminée, dès disparition de l'instabilité 5 ou de l'absence de combustion. Elle est figurée sous forme d'une différence At ajoutée au délai d'ouverture nominal de l'injecteur 3. La disparition de l'instabilité ou de l'absence de combustion confirme l'hypothèse initiale, à savoir qu'une quantité de carburant insuffisante était injectée. L'augmentation At du temps d'injection ainsi déterminée est avantageusement 10 mémorisée par le contrôle moteur. Ainsi le contrôle moteur peut ensuite appliquer cette augmentation systématiquement à toute commande dudit injecteur 3, afin de corriger le problème. Cependant, l'hypothèse initiale d'une injection d'une quantité de carburant insuffisante n'est pas forcément fondée. II est possible que l'instabilité ou le raté de 15 combustion provienne d'une autre cause, par exemple un défaut d'allumage. Dans ce cas, l'augmentation du temps d'injection est sans effet et ne supprime pas le problème. Afin de répondre à ce cas il est avantageux de prévoir un arrêt de l'augmentation du temps d'injection. Elle est alors stoppée au-delà d'une certaine valeur prédéterminée du temps d'injection, si ni la suppression de l'instabilité ni la suppression de l'absence 20 de combustion ne peuvent être observées. Dans ce cas, l'augmentation du temps d'injection est inopérante et n'est pas mémorisée par le contrôle moteur. Le temps d'injection nominal reste inchangé. L'invention permet avantageusement de corriger les dérives provenant de la dispersion des injecteurs entre eux et d'une possible évolution d'un injecteur au cours 25 de sa vie. Un autre avantage de l'invention est la rapidité du procédé de détection/correction. La convergence de détection/correction est suffisamment rapide pour éviter une détection par un autre dispositif tel un détecteur de raté (en anglais : misfire) ou un détecteur de défaut moteur (en anglais : Malfunction Indicator Light 30 ou MIL). Le non déclenchement de tels détecteurs évite avantageusement l'enregistrement d'un défaut par le système de maintenance véhicule. The progressive increase of the injection time is carried out by the motor control, in proportion to the known nominal need of the motor control, with reference to a given operating point. This increase is continued until disappearance of the instability or the absence of combustion. This disappearance is monitored by means of a combustion stability indicator 4, advantageously identical to that used previously in the detection method. The increase of the injection time is completed, as soon as the instability 5 or the absence of combustion has disappeared. It is represented as a difference At added to the nominal opening time of the injector 3. The disappearance of the instability or the absence of combustion confirms the initial hypothesis, namely that a quantity of fuel insufficient was injected. The increase At of the injection time thus determined is advantageously memorized by the engine control. Thus the engine control can then apply this increase systematically to any command of said injector 3, to correct the problem. However, the initial hypothesis of an injection of an insufficient quantity of fuel is not necessarily justified. It is possible that the instability or the misfiring is due to another cause, for example an ignition failure. In this case, increasing the injection time has no effect and does not eliminate the problem. In order to respond to this case, it is advantageous to provide for a stop of the increase of the injection time. It is then stopped beyond a certain predetermined value of the injection time, if neither the suppression of the instability nor the suppression of the absence of combustion can be observed. In this case, the increase of the injection time is inoperative and is not memorized by the engine control. The nominal injection time remains unchanged. The invention advantageously makes it possible to correct the drifts resulting from the dispersion of the injectors between them and of a possible evolution of an injector during its lifetime. Another advantage of the invention is the speed of the detection / correction method. The detection / correction convergence is fast enough to avoid detection by another device such as a misfire detector or Malfunction Indicator Light 30 or MIL. The non-triggering of such detectors advantageously avoids the recording of a fault by the vehicle maintenance system.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de détection, pour un moteur (1) à combustion interne comprenant au moins un cylindre (2), chaque cylindre (2) comprenant un injecteur (3), d'une dérive de la quantité de carburant injectée par un injecteur (3), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : • surveillance de la stabilité de combustion du moteur (1) au moyen d'un indicateur de stabilité de combustion (4, 5), • détection d'un injecteur (3) associé à un cylindre (2) pour lequel la combustion est instable ou absente. 1. Method of detection, for an internal combustion engine (1) comprising at least one cylinder (2), each cylinder (2) comprising an injector (3), a drift of the quantity of fuel injected by an injector ( 3), characterized in that it comprises the following steps: • monitoring of the combustion stability of the engine (1) by means of a combustion stability indicator (4, 5), • detection of an injector (3) ) associated with a cylinder (2) for which the combustion is unstable or absent.

2. Procédé de détection, selon la revendication 1 où l'indicateur de stabilité de 10 combustion comprend un dispositif mesureur de couple (4). 2. The detection method according to claim 1, wherein the combustion stability indicator comprises a torque measuring device (4).

3. Procédé de détection, selon la revendication 1 où l'indicateur de stabilité de combustion comprend un détecteur ER (5). The detection method according to claim 1, wherein the combustion stability indicator comprises an ER detector (5).

4. Procédé de correction, d'une dérive de la quantité de carburant injectée par un injecteur (3), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 15 • détection d'un injecteur (3) associé à un cylindre (2) pour lequel la combustion est instable ou absente par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, • augmentation progressive du temps d'injection dudit injecteur (3) pour un point de fonctionnement donné, jusqu'à disparition de l'instabilité ou de 20 l'absence de combustion surveillée au moyen d'un indicateur de stabilité de combustion (4, 4. A correction method, a drift of the amount of fuel injected by an injector (3), characterized in that it comprises the following steps: • detection of an injector (3) associated with a cylinder (2 ) for which the combustion is unstable or absent by a method according to any preceding claim, • gradually increasing the injection time of said injector (3) for a given operating point, until disappearance of the instability or the absence of monitored combustion by means of a combustion stability indicator (4,

5). 5. Procédé de correction, selon la revendication 4, où l'augmentation du temps d'injection est mémorisée pour être ensuite appliquée, dès disparition de l'instabilité ou de l'absence de combustion. 25 5). 5. Correction method, according to claim 4, wherein the increase of the injection time is stored and then applied, as soon as the instability or the absence of combustion has disappeared. 25

6. Procédé de correction, selon la revendication 4, où l'étape d'augmentation du temps d'injection est stoppée au-delà d'une certaine valeur de temps d'injection si ni la suppression de l'instabilité ni la suppression de l'absence de combustion ne peuvent être observées. 30 The correction method according to claim 4, wherein the step of increasing the injection time is stopped beyond a certain value of injection time if neither the suppression of the instability nor the suppression of the absence of combustion can not be observed. 30