ES2254308T3 - Metodo para diagnosticar un escape en un sistema de inyeccion de conducto comun de un motor de combustion interna. - Google Patents

Metodo para diagnosticar un escape en un sistema de inyeccion de conducto comun de un motor de combustion interna.

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ES2254308T3 ES01126961T ES01126961T ES2254308T3 ES 2254308 T3 ES2254308 T3 ES 2254308T3 ES 01126961 T ES01126961 T ES 01126961T ES 01126961 T ES01126961 T ES 01126961T ES 2254308 T3 ES2254308 T3 ES 2254308T3
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Abstract

Método para diagnosticar un escape en un sistema de inyección de alta presión (1) de un motor de combustión interna (2) que comprende una pluralidad de cilindros (4); comprendiendo dicho sistema de inyección (1) una pluralidad de inyectores (14), cada uno de los cuales suministra combustible a alta presión a un cilindro respectivo (4) de dicho motor (2), y un circuito de suministro de combustible (16, 18) que suministra combustible a dichos inyectores (14); y estando dicho método de diagnóstico caracterizado porque comprende las etapas siguientes: - determinar, para cada uno de los cilindros (4), una cantidad (ACi) referida a la contribución de dicho cilindro (4) con el par generado por dicho motor (2); - determinar, para cada uno de dichos cilindros (4), un índice de descompensación (ISi) que indica la descompensación de la cantidad (ACi) referida a la contribución de dicho cilindro (4) al par generado por dicho motor (2) con respecto a las cantidades (ACi) referidas a las contribuciones de los otros cilindros (4) al par generado por el motor (2); - reducir, después de la detección de un fallo en dicho sistema de inyección (1), la cantidad de combustible que se inyecta en cada uno de los cilindros (4); y - distinguir, para cada uno de los inyectores (14), entre una condición de inyector bloqueado en posición abierta y una condición de fallo en dicho circuito de suministro de combustible (16, 18), sobre la base de la variación en el índice de descompensación (ISi) del cilindro respectivo (4) después de dicha reducción de combustible.

Description

Método para diagnosticar un escape en un sistema de inyección de conducto común de un motor de combustión interna.
La presente invención se refiere a un método para diagnosticar el escape en un sistema de inyección de conducto común de un motor de combustión interna.
Tal como ya es sabido, de entre los distintos problemas que se pueden dar en un sistema de inyección de conducto común, los peores y más peligrosos son que uno o más de los inyectores se bloquee en la posición abierta, y que el combustible se escape en el circuito de suministro de combustible a alta presión, lo cual tiene como resultado la descarga de combustible en forma de un rociado muy fino.
Por una parte, el escape de combustible a alta presión puede provocar un incendio si el rociado de combustible tocase particularmente las superficies del motor caliente; y, por otra parte un inyector bloqueado en posición abierta tiene como resultado un suministro continuo de combustible a los cilindros, lo que a su vez provoca, no sólo un consumo excesivo de combustible, sino también una combustión anormal caracterizada por picos de presión y por un incremento de temperatura considerable en los cilindros.
Dichos defectos únicamente se pueden tolerar mientras no provoquen daños importantes al motor, por ejemplo, a la barra de conexión, al pistón, o a las boquillas de inyección, y pueden perjudicar inmediatamente al rendimiento y a la seguridad del vehículo.
Como protección frente a dichos peligros, se han propuesto unidades de diagnóstico para detectar el escape de combustible en el sistema de inyección y para actuar sobre dicho sistema de inyección con el fin de cortar el suministro de combustible a los inyectores y, así, detener el motor inmediatamente.
Más específicamente, dichas unidades funcionaban comparando la presión del combustible en el conducto común o el consumo total de combustible del motor con valores de umbral respectivos, y determinaban la presencia o la ausencia de cualquier situación peligrosa de acuerdo con ello.
Sin embargo, los sistemas de inyección de conducto común también están sujetos al escape de combustible en el circuito de suministro de combustible a baja presión, provocado, por ejemplo, debido a finas fisuras en los conductos de baja presión, o a componentes defectuosos del circuito de suministro de combustible a baja presión que evitan el suministro correcto de combustible a dicho circuito de suministro de combustible a alta presión.
Sin embargo, dicho escape y dichos defectos no son tan graves como un inyector bloqueado en posición abierta o un rociado de combustible a alta presión, ya que no perjudican inmediatamente el rendimiento del motor ni la seguridad del vehículo, que, en tales casos, se puede conducir con seguridad por lo menos hasta el taller más próximo.
Sin embargo, las unidades de diagnóstico conocidas del tipo mencionado anteriormente no podían distinguir entre el escape de combustible en el circuito de suministro de combustible a alta presión, y el escape de combustible o los fallos en el circuito de suministro de combustible a baja presión, de manera que, incluso en el caso de mal funcionamiento menor y no peligroso en el circuito de suministro de combustible de baja presión, dichas unidades de diagnóstico conocidas inmediatamente desactivaban el vehículo, provocando así una inconveniencia considerable al conductor, lejos de toda proporción con el peligro inmediato que implicase.
En la solicitud de patente europea del solicitante número EP-0786593, que propone una estructura para recoger el combustible para determinar el escape de combustible de los conductos de suministro de combustible a alta presión que conectan los inyectores al conducto común, se describe una de las muchas soluciones propuestas para eliminar por lo menos parcialmente la desventaja mencionada anteriormente.
Más específicamente, la estructura de recogida de combustible comprende una pluralidad de manguitos realizados en un material elastomérico, que rodean los conductos de suministro del inyector, para recoger cualquier escape de combustible de los conductos; un cabezal de recogida conectado a y para recoger de los manguitos cualquier combustible que se haya escapado de los conductos de suministro del inyector; un detector de fluido dispuesto en la parte inferior de dicho cabezal de recogida para generar una señal de escape que alerte de la presencia de combustible en el cabezal de recogida; y un circuito de alarma conectado al detector de fluido para generar una señal de alarma en presencia del combustible en el cabezal de recogida.
A pesar de resultar ventajosa en muchos aspectos, la solución anterior adolece de varias desventajas que evitan que se aprovechen sus ventajas en su totalidad.
Más específicamente, el escape de combustible de los conductos de suministro de alta presión se determina utilizando componentes adicionales específicos que normalmente no se encuentran provistos en el vehículo, como los manguitos, el cabezal de recogida, el detector de fluido, y el circuito de alarma, y que, además de presentar un coste para su fabricación o compra y para su montaje, también precisan un mantenimiento.
Además, la estructura de recogida descrita anteriormente únicamente podía determinar un tipo de fallo en el circuito de suministro de combustible a alta presión, es decir, el escape de combustible de los conductos de suministro de alta presión, de manera que no se diagnostica ningún otro fallo en el circuito de suministro de combustible a alta presión, como por ejemplo un inyector bloqueado en posición abierta.
Otra solución propuesta para eliminar por lo menos parcialmente las desventajas mencionadas anteriormente se describe en la solicitud de patente europea del solicitante nº EP-0785349, que propone una unidad de diagnóstico concebida para determinar el tipo de fallo en el circuito de suministro de combustible a alta presión, y en particular para distinguir entre un inyector bloqueado en posición abierta y un fallo genérico en el circuito de suministro de combustible a alta presión.
Más específicamente, la unidad de diagnóstico utiliza una señal de acelerómetro referida a la intensidad de la vibración del motor y generada por un detector de acelerómetro en el bloque del motor; y una señal de posición que indique la posición angular del eje de accionamiento (ángulo del motor). Más específicamente, la unidad de diagnóstico compara la amplitud de la señal de acelerómetro con un primer valor de referencia; compara con un segundo valor de referencia el valor del ángulo del motor en el que la señal de acelerómetro excede el primer valor de referencia; y determina una condición del inyector bloqueado en posición abierta, de acuerdo con el resultado de las dos comparaciones.
A pesar de resultar ventajosa en muchos aspectos, la solución mencionada anteriormente adolece de la desventaja de que no permite aprovechar sus ventajas en su totalidad.
Más específicamente, el tipo de fallo en el circuito de suministro de combustible a alta presión se determina utilizando un componente específico adicional que normalmente no está provisto en el vehículo, es decir, el detector acelerómetro, que, además de presentar un coste de fabricación o de compra y de montaje, también precisa un mantenimiento regular.
Para eliminar la desventaja mencionada anteriormente, la solicitud de patente europea del solicitante EP-0785358 propone una unidad de diagnóstico diseñada para determinar el tipo de fallo en el circuito de suministro de combustible a alta presión en su totalidad, y en particular para distinguir entre un inyector bloqueado en posición abierta y un fallo genérico en el circuito de suministro de combustible a alta presión, sin precisar del uso de un detector acelerómetro que normalmente no está provisto en el vehículo.
Más específicamente, la unidad de diagnóstico determina primero la presencia de fallos en el circuito de suministro de combustible comparando la presión del combustible en el conducto común o el consumo total de combustible del motor con respecto a valores de umbral respectivos; y, en el caso de determinar algún fallo, distingue entre un inyector bloqueado en posición abierta y un fallo genérico en el circuito de suministro de combustible sobre la base del par/momento del motor, que se determina utilizando una posición y una señal de velocidad que indique la velocidad y la posición angular del eje de accionamiento y se genera por medio de un dispositivo de detección de la posición angular y de la velocidad de eje de accionamiento que ya está provisto en el vehículo y que comprende sustancialmente una rueda de posición acoplada al eje de accionamiento, y un detector electromagnético asociado con dicha rueda de posición.
Más específicamente, si se detecta algún fallo en el circuito de suministro de combustible, la unidad de diagnóstico reduce, en particular corta, la inyección de combustible en cada uno de los cilindros del motor; calcula, sobre la base de dicha posición y señal de velocidad, la contribución de cada uno de los cilindros al valor del par útil generado por el motor; compara cada contribución con un valor de referencia respectivo; y determina una condición de inyector bloqueado en posición abierta cuando por lo menos una contribución se encuentra sobre el valor de referencia respectivo, y una condición de fallo en el circuito de suministro de combustible cuando la totalidad de las contribuciones se encuentran por debajo de los valores de referencia respectivos.
Es decir, si el escape de combustible diagnosticado está provocado por un fallo en el circuito de suministro de combustible, la reducción en la cantidad de combustible inyectado en los cilindros produce una reducción correspondiente en la contribución del par útil de cada cilindro; cuya reducción se puede calcular fácilmente como una función del tiempo de inyección reducido de cada uno de los inyectores. Al contrario, si el escape de combustible diagnosticado está provocado por un inyector bloqueado en posición abierta, la reducción en la cantidad de combustible inyectado provoca una reducción menor en las contribuciones del par útil que en el caso anterior, debido a que el inyector bloqueado en posición abierta alimenta combustible continuamente al cilindro respectivo que, por lo tanto, no muestra reducción en su contribución al par útil generado por el motor.
A pesar de resultar ventajosa en muchos aspectos, la solución anterior adolece de una desventaja menor que no permite que se aprovechen sus ventajas en su totalidad.
Más específicamente, un inyector bloqueado en posición abierta se distingue de un fallo genérico en el circuito de suministro de alta presión comparando con un valor de referencia respectivo la contribución de cada cilindro al par útil generado por el motor. Sin embargo, la simulación por ordenador y las pruebas de carretera llevadas a cabo por el solicitante muestran que los diagnósticos de fallos basados en la comparación mencionada anteriormente no resultan fiables en algunas condiciones de funcionamiento del motor. En particular, pueden aparecer problemas de reconocimiento de fallos durante los estados de funcionamiento transitorios del motor, por ejemplo, durante la puesta en marcha.
El documento DE 196 26 690 da a conocer un método para controlar un sistema de medición de combustible de un motor de combustión interna, en el que se evalúa una señal que indica la combustión uniforme en los cilindros, con el fin de determinar fallos en la zona de inyección de combustible, y se detecta un fallo si la señal se desvía de un valor predeterminado. Se puede detectar una inyección larga no permitida y/o una gran cantidad de inyección no permitida. Se detecta un fallo, por ejemplo, cuando por lo menos un cilindro suministra demasiada potencia.
Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un método de diagnóstico de escape concebido para eliminar las desventajas mencionadas anteriormente.
Según la presente invención, se proporciona un método para diagnosticar el escape en un sistema de inyección de alta presión de un motor de combustión interna, tal como se define en la reivindicación 1.
Se describirá una forma de realización preferida, no limitativa de la presente invención, a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 muestra un esquema simplificado de un sistema de inyección de conducto común;
la Figura 2 muestra un diagrama de bloques del método de diagnóstico de escape según la presente invención.
El número de referencia 1 de la Figura 1 indica, en su totalidad, un sistema de inyección de conducto común para un motor de combustión interna, en particular un motor diesel 2 comprende una pluralidad de cilindros 4, un eje de salida 6 (que se muestra esquemáticamente por medio de la línea de puntos y rayas), y un sistema (EGR) de recirculación de gas de escape 8.
Más específicamente, el sistema de recirculación de gas de escape 8 hace que parte del gas de escape en el colector de escape del motor retorne al colector de entrada del motor 2, para reducir la temperatura de combustión y la formación de óxido nítrico (NOx), y se muestra esquemáticamente en la Figura 1 por medio de un conducto 10 provisto de una válvula de regulación 12.
El sistema de inyección 1 comprende sustancialmente una pluralidad de inyectores 14 que suministran combustible a alta presión a los cilindros 4 del motor 2; un circuito de suministro de alta presión 16 que suministra combustible a alta presión a los inyectores 14; y un circuito de suministro a baja presión 18 que suministra combustible a baja presión al circuito de suministro de alta presión 16.
El circuito de suministro a baja presión 18 comprende un depósito de combustible 20; una bomba de suministro 22, por ejemplo eléctrica, inmersa en el combustible del depósito 20 (pero que se muestra en el exterior del depósito 20 en aras de la claridad); una bomba de alta presión 24 conectada a la bomba de suministro 22 por medio de una línea de suministro de baja presión 26; y un filtro de combustible 28 dispuesto a lo largo de la línea de suministro de baja presión 26, entre la bomba de suministro 22 y la bomba de alta presión 24.
El circuito de suministro de alta presión 16 comprende un conducto común conocido 30 conectado por una línea de suministro de alta presión 32 a una bomba de alta presión 24, y por medio de conductos de suministro de alta presión respectivos 34 a los inyectores 14, que también están conectados por medio de circuitos de recirculación respectivos 36 a una línea de drenaje 38, a su vez conectada al depósito 20 para retornar al depósito 20 parte del combustible utilizado del modo conocido por y para el funcionamiento de los inyectores 14.
La línea de drenaje 38 también está conectada a una bomba de alta presión 24 por medio de un conducto de recirculación respectivo 40, y a la bomba de suministro 22 y al filtro de combustible 28 por medio de conductos de recirculación respectivos 42 y de válvulas de sobrepresión 44 respectivas.
La bomba de alta presión 24 está acoplada con una válvula abierto/cerrado 46, denominada válvula de cierre, (que se muestra esquemáticamente) para permitir el suministro de los elementos de bombeo (que no se muestran) de la bomba de alta presión 24 cuando se da una diferencia en la presión entre la línea de suministro de baja presión 26 y el conducto de recirculación 40.
El circuito de suministro de alta presión 16 comprende además un regulador de presión 48 conectado entre la línea de suministro de alta presión 32 y la línea de drenaje 38 por medio de un conducto de recirculación 50, y que, cuando se activa, retorna al tanque 20 parte del combustible suministrado por la bomba de alta presión 24 al conducto común 30, y así, realiza la regulación, del modo conocido que no se describe en detalle, de la presión del combustible suministrado por la bomba de alta presión 24, y de este modo, la presión del combustible en el conducto común 30.
El circuito de suministro de alta presión 16 comprende además un dispositivo de liberación de presión 52 conectado por un lado al conducto común 30 y por el otro lado por un conducto de recirculación 54 a la línea de drenaje 38, y que evita que la presión del combustible en el conducto común 30 exceda un valor máximo predeterminado.
El sistema de inyección 1 también comprende una unidad de diagnóstico 56 para detectar y diagnosticar el escape en el sistema de inyección 1.
Más específicamente, la unidad de diagnóstico 56 comprende un detector de presión 58 conectado al conducto común 30 y que genera una señal de presión S_{P} referida a la presión del combustible en el conducto común 30 y, por lo tanto, con la presión de inyección del combustible; y un dispositivo de detección 60 para detectar la velocidad y la posición angular del eje de salida 6, y a su vez comprende una rueda de posición conocida 62 acoplada al eje de salida 6, y un detector electromagnético 64 encarado a la rueda de posición 62 y que genera una señal de posición y de velocidad S_{A} que indica la velocidad y la posición angular de la rueda de posición 62 y, por lo tanto, la velocidad y la posición angular del eje de salida 6.
La unidad de diagnóstico 56 comprende además una unidad de control central electrónico 66 (que forma parte, por ejemplo, de una unidad de control del motor central que no se muestra) para controlar el sistema de inyección 1, y que recibe la señal de presión S_{P} y la señal de posición y de velocidad S_{A}, genera una primera señal de control suministrada al regulador de presión 48, una segunda señal de control suministrada a la bomba de suministro 22, y una tercera señal de control suministrada a los inyectores 14, y lleva a cabo las operaciones descritas más adelante con referencia a la Figura 2 para:
\bullet
determinar la presencia de un fallo en el sistema de inyección 1;
\bullet
determinar si el fallo se debe a uno o más inyectores bloqueados en posición abierta; o a un escape en el circuito de suministro de combustible provocado, por ejemplo, por grietas en los conductos de alta presión; o a un fallo genérico en el circuito de suministro de baja presión; y
\bullet
actuar del modo adecuado sobre el sistema de inyección 1 según el tipo de fallo diagnosticado.
Más específicamente, cada una de las operaciones de diagnóstico de escape que se describen a continuación haciendo referencia al diagrama de bloques de la Figura 2 se repite mediante la unidad de control central electrónico 66 a una frecuencia que, en lugar de ser constante, depende de la velocidad del motor 2.
Por ejemplo, cada una de las operaciones de diagnóstico de escape del diagrama de bloques de la Figura 2 se puede levar a cabo por medio de la unidad de control central electrónico 66 en cada inyección de combustible, es decir, en cada ciclo de motor.
Más específicamente, tal como se muestra en la Figura 2, la unidad de control central electrónico 66 primero incorpora la señal de presión S_{P} y la señal de posición y velocidad S_{A} (bloque 100), y determina, como una función de la señal de presión S_{P}, el valor de presión instantáneo P_{RAIL} del combustible en el conducto común 30 y, como una función de la señal de posición y velocidad S_{A}, una cantidad AC_{1} referida a la contribución de cada cilindro 4 al par útil generado por el motor 2 (bloque 110).
Más específicamente, la cantidad AC_{1} se define por la contribución de cada cilindro 4 a la aceleración angular del eje de salida 6 del motor 2, en adelante denominada como "contribución de aceleración angular AC_{i}" donde la "i" indica el cilindro respectivo 4 y puede, por ejemplo, calcularse tal como se describe en detalle en la solicitud de patente europea número EP 637738 del mismo solicitante.
Se prefiere el cálculo de la contribución de aceleración angular, en lugar de la contribución del par, de cada uno de los cilindros 4, en primer lugar, porque, tal como se conoce, las dos cantidades están íntimamente relacionadas, en particular, son proporcionales, y, en segundo lugar, porque el cálculo de la contribución del par de cada cilindro implica necesariamente el cálculo de la contribución de la aceleración angular de todas formas.
A continuación, la unidad de control central electrónica 66 filtra las contribuciones de aceleración angular AC_{i} de cada cilindro 4 para generar, para cada uno de dichos cilindros 4, una secuencia de contribuciones de aceleración angulares filtradas ACF_{1} (bloque 120). Más específicamente, las contribuciones de aceleración angular AC_{i} de cada cilindro 4 se filtran de un modo conocido, que no se describe en detalle, utilizando un filtro numérico de pasa bajo convencional con un paso de banda para atenuar las oscilaciones de la velocidad del motor inducidas por el par de transmisión desde el motor hasta las ruedas.
Como una función de las contribuciones de aceleración angular filtrada ACF_{1} respectiva, la unidad de control central electrónico 66 calcula a continuación (bloque 130), para cada uno de los cilindros 4, un índice de descompensación IS_{i} que indica la descompensación de la contribución de aceleración angular filtrada respectiva ACF_{i} con respecto a los valores medios de las contribuciones de aceleración angulares filtradas ACF_{i} de los otros cilindros 4, y que se calcula según la ecuación:
IS_{i} = ACF_{i} - \sum\limits_{j\neq i} (a_{j}.ACF_{j})
en la que a_{j} es el peso atribuido a cada contribución de aceleración angular filtrada ACF_{i}, y puede, por ejemplo, ser un valor constante a_{j} = 1/(n-1), donde n es igual al número de cilindros 4 del motor 2.
A continuación, la unidad de control central electrónica 66 filtra los índices de descompensación IS_{i} de cada cilindro 4 para generar, para cada uno de dichos cilindros 4, una secuencia de índices de descompensación filtrados ISF_{i} (bloque 140). Más específicamente, los índices de descompensación IS_{i} de cada cilindro 4 se filtran del modo conocido, que no se describe en detalle, utilizando un filtro numérico convencional.
Simultáneamente con las operaciones mencionadas anteriormente en los bloques 100 a 140, la unidad de control central electrónico 66 compara el valor de presión instantáneo P_{RAIL} del combustible en el conducto común 30 con un valor de presión mínimo p_{MIN}, que es una función de la velocidad del motor y representa la presión de combustible mínima por debajo de la cual el sistema de inyección 1 funciona definitivamente en malas condiciones y precisa un procedimiento para determinar la causa (bloque 150).
Por ejemplo, el valor de presión mínimo P_{MIN} puede oscilar entre 120 y 200 bar, y, en particular, puede ser de 120 bar aproximadamente para velocidades del motor inferiores a 2.300 rpm, de 200 bar aproximadamente para velocidades del motor superiores a 2.500 rpm, y se puede incrementar linealmente de 120 a 200 bar para velocidades de motor entre 2.300 y 2.500 rpm.
Si el valor de presión instantánea P_{RAIL} es mayor o igual que el valor de presión mínima P_{MIN} (salida NO del bloque 150), la unidad de control electrónico 66 diagnostica no fallo en el sistema de inyección 1 y retorna a la entrada del bloque 150 para seguir comparando el valor de presión instantánea P_{RAIL} y el valor de presión mínima P_{MIN}. Contrariamente, si el valor de presión instantánea P_{RAIL} es inferior al valor de
presión mínima P_{MIN} (salida SÍ del bloque 150), la unidad de control central electrónico 66 diagnostica un escape en el sistema de inyección 1 y lleva a cabo las operaciones descritas a continuación, para determinar si el escape se debe a uno o más inyectores bloqueados en posición abierta, o si se trata de un fallo genérico en los circuitos de suministro de alta y baja presión 16, 18.
Más específicamente, después de la detección del escape de combustible, la unidad de control central electrónico 66 memoriza el índice de descompensación filtrado ISF_{i} de cada cilindro 4 inmediatamente antes de que se detecte el fallo en el sistema de inyección 1 en el bloque 150 (bloque 160), corta la inyección para desactivar completamente los inyectores 14 (bloque 170), y cierra la válvula de regulación 12 del sistema de recirculación del gas de escape 8 (bloque 180).
Más específicamente, la válvula de regulación 12 del sistema de recirculación de gas de escape 8 se cierra para reducir la asimetría en la combustión en los cilindros 4 del motor 2 provocada por una combustión anómala provocada a su vez por la recirculación de cualquier combustible no quemado en uno o más de los cilindros 4, en el caso de que uno o más de los inyectores 14 se encuentren bloqueados en posición abierta.
En este punto, la unidad de control central electrónico 66 calcula un tiempo de espera T_{0} como una función de los valores de tiempo cercanos memorizados previamente de la válvula de regulación 12 del sistema de recirculación de gas de escape 8, y de la convergencia de los filtros numéricos utilizados para filtrar las contribuciones de aceleración angular AC_{i} de cada cilindro 4 (bloque 190), y conmuta a modo de espera durante dicho tiempo de espera T_{0}, que es lo suficientemente largo para el estado de transición producido por el corte de la inyección y el cierre de la válvula de regulación 12 para llegar a un fin (bloque 200).
Al final del tiempo de espera T_{0}, la unidad de control central electrónico 66 calcula, para cada cilindro 4, un índice de descompensación diferencial D_{i} igual a la diferencia entre el índice de descompensación IS_{i} calculado inmediatamente después del final del tiempo de espera T_{0} (es decir, inmediatamente después de la detección de un fallo en el sistema de inyección 1), y el índice de descompensación filtrado ISF_{i} calculado y memorizado inmediatamente antes de la detección de un fallo en el sistema de inyección 1 (bloque 210). Se calcula un índice de descompensación diferencial D_{i} para cada cilindro 4 para recuperar cualquier dispersión en la aceleración angular de los cilindros individuales 4.
A continuación, la unidad de control central electrónico 66 compara el índice de descompensación diferencial D_{i} de cada cilindro 4 con un índice de diferencial de umbral respectivo D_{THi}, que puede ser un valor constante almacenado en la memoria de la unidad de control central electrónico 66, o se puede calcular como una función del punto de funcionamiento del motor (entrada de aire, carga y velocidad, etc.) (bloque 220).
Si el índice de descompensación diferencial D_{i} de un cilindro 4 es menor o igual que el índice diferencial de umbral respectivo D_{THi} (salida no del bloque 220), la unidad de control central electrónico 66 diagnostica un fallo en los circuitos de alta y baja presión 16, 18. Contrariamente, si el índice de descompensación diferencial D_{i} de un cilindro es mayor que el índice diferencial de umbral respectivo D_{THi} (salida SÍ del bloque 220), la unidad de control central electrónico 66 diagnostica un inyector bloqueado en posición abierta.
Más específicamente, al detectar un fallo en los circuitos de suministro de alta y baja presión 16, 18, la unidad de control central electrónico 66 limita la cantidad de combustible que se suministra a los inyectores 14, con el fin de limitar la cantidad máxima de combustible que se puede inyectar en cada uno de los cilindros 4 (bloque 230); ordena al regulador de presión 48 la limitación de la presión máxima que puede adoptar el combustible en el interior del conducto común 30 (bloque 240); y lleva a cabo otro procedimiento de diagnóstico conocido, que no se describe en detalle, para determinar si el fallo se da en el circuito de suministro de alta presión 16 o en el circuito de suministro de baja presión 18 (bloque 250).
Contrariamente, al detectar un inyector bloqueado en posición abierta, la unidad de control central electrónico 66 desactiva la bomba de suministro 22 para cortar el suministro de combustible a los inyectores 14 (bloque 260); abre el regulador de presión 48 para drenar el combustible en el conducto común 30 (bloque 270); y desactiva la totalidad de los inyectores 14 para cortar la inyección de combustible al interior de los cilindros 4 y, de este modo, detener el motor 2 (bloque 280).
Finalmente, la unidad de control central electrónico 66 muestra y/o indica acústicamente el tipo de fallo diagnosticado en dispositivos de indicación óptica o acústica provistos en vehículo.
Las ventajas del método de diagnóstico de escape según la presente invención son las siguientes:
En primer lugar, proporciona una distinción entre el escape de combustible en el sistema de inyección 1 provocado por un inyector bloqueado en posición abierta, y un fallo genérico en los circuitos de suministro de alta o baja presión, permitiendo así tomar una acción drástica en el sistema de inyección 1 para detener el motor 2 y así, el vehículo, cuando dicha acción es realmente precisa debido a la gravedad de la situación (inyector bloqueado en posición abierta), y tomar una acción menos drástica en el sistema de inyección 1 en el caso de un escape menos grave, de manera que el vehículo pueda llegar al taller más próximo.
Además, la simulación por ordenador y las pruebas de carretera llevadas a cabo por el solicitante muestran que el método de diagnóstico según la invención resulta fiable en cualquier condición de funcionamiento del motor, superando así la limitación del método de diagnóstico mencionado anteriormente.
Obviamente, se pueden realizar cambios al método de diagnóstico tal como se describe e ilustra en el presente documento, sin apartarse por ello del alcance de la presente invención, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Por ejemplo, se puede detectar el escape en el sistema de inyección 1 de otro modo de como se describe haciendo referencia al bloque 150.
Más específicamente, en lugar de comparar el valor de presión instantánea P_{RAIL} y el valor de presión mínima P_{MIN}, se puede calcular un error de presión igual a la diferencia entre el valor de presión instantánea P_{RAIL} y un valor de presión de referencia P_{REF} que indique la presión de suministro deseada; comparar el error de presión con un valor de umbral; y determinar el escape de combustible en el sistema de inyección 1 cuando el error de presión sea mayor que el valor de umbral. De hecho, el escape de combustible en el sistema de inyección 1 evita que el combustible en el conducto común 30 alcance el valor de presión deseado (P_{REF}), de manera que un error de presión alta fuera de orden indudablemente indica un escape.
Alternativamente, se puede comparar el ciclo de trabajo de la señal de control suministrada al regulador de presión 48 con un valor de umbral; y determinar el escape en el sistema de inyección 1 cuando el ciclo de trabajo de dicha señal de control sea mayor que el valor de umbral. De hecho, el cierre del regulador de presión 48 es proporcional al ciclo de trabajo de la señal de control suministrada al mismo, y mientras mayor sea el cierre del regulador de presión 48, mayor será la presión de combustible P_{RAIL} en el conducto común 30, de manera que los valores del ciclo de trabajo de la señal de control mayores que la gama normal, por ejemplo, constantemente sobre el 90%, indican la dificultad del sistema de inyección 1 para alcanzar la presión de inyección deseada (P_{REF}) y, por lo tanto, indican la presencia de un escape de combustible en el sistema de inyección 1.
Además, la condición de corte de inyección ordenada por la unidad de control central electrónico 66 (bloque 170) puede ser diferente a la descrita. En particular, en lugar de un corte total de la inyección, en el que cada uno de los inyectores 14 se desactiva por completo y no se inyecta nada de combustible en los cilindros respectivos 4, se puede aplicar un corte parcial de la inyección, en el que cada uno de los inyectores 14 se desactive sólo parcialmente, y la totalidad de combustible inyectado en el cilindro respectivo 4 se reduzca a una cantidad predeterminada, por ejemplo a la mitad.

Claims (14)

1. Método para diagnosticar un escape en un sistema de inyección de alta presión (1) de un motor de combustión interna (2) que comprende una pluralidad de cilindros (4); comprendiendo dicho sistema de inyección (1) una pluralidad de inyectores (14), cada uno de los cuales suministra combustible a alta presión a un cilindro respectivo (4) de dicho motor (2), y un circuito de suministro de combustible (16, 18) que suministra combustible a dichos inyectores (14); y estando dicho método de diagnóstico caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
-
determinar, para cada uno de los cilindros (4), una cantidad (AC_{i}) referida a la contribución de dicho cilindro (4) con el par generado por dicho motor (2);
-
determinar, para cada uno de dichos cilindros (4), un índice de descompensación (IS_{i}) que indica la descompensación de la cantidad (AC_{i}) referida a la contribución de dicho cilindro (4) al par generado por dicho motor (2) con respecto a las cantidades (AC_{i}) referidas a las contribuciones de los otros cilindros (4) al par generado por el motor (2);
-
reducir, después de la detección de un fallo en dicho sistema de inyección (1), la cantidad de combustible que se inyecta en cada uno de los cilindros (4); y
-
distinguir, para cada uno de los inyectores (14), entre una condición de inyector bloqueado en posición abierta y una condición de fallo en dicho circuito de suministro de combustible (16, 18), sobre la base de la variación en el índice de descompensación (IS_{i}) del cilindro respectivo (4) después de dicha reducción de combus-tible.
2. Método de diagnóstico según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha cantidad (AC_{i}) referida a la contribución de un cilindro (4) al par generado por el motor (2) es la contribución de dicho cilindro (4) a la aceleración angular de dicho motor (2).
3. Método de diagnóstico según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el índice de descompensación (IS_{i}) asociado con cada uno de los cilindros (4) se refiere a la diferencia entre la cantidad (AC_{i}) referida a la contribución de dicho cilindro (4) al par generado por dicho motor (2), y un valor medio de las cantidades (AC_{i}) referidas a las contribuciones de los otros cilindros (4) al par generado por el motor (2).
4. Método de diagnóstico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha etapa de distinguir, para cada uno de los inyectores (14), entre una condición de inyector bloqueado en posición abierta y una condición de fallo en dicho circuito de suministro de combustible (16, 18) comprende las etapas siguientes:
-
determinar un índice de descompensación diferencial (D_{i}) como una función de un índice de descompensación (IS_{i}) antes de la detección de dicho fallo en dicho sistema de inyección (1), y de un índice de descompensación (IS_{i}) después de la detección de dicho fallo en dicho sistema de inyección (1);
-
comparar dicho índice de descompensación diferencial (D_{i}) con un valor de umbral (D_{THi});
-
determinar una condición de inyector bloqueado en posición abierta cuando dicho índice de descompensación diferencial (D_{i}) tiene una primera relación predeterminada con dicho valor de umbral (D_{THi}); y
-
determinar una condición de fallo en dicho circuito de suministro de combustible (16, 18) cuando dicho índice de descompensación diferencial (D_{i}) no tiene dicha primera relación predeterminada con dicho valor de umbral (D_{THi}).
5. Método de diagnóstico según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho índice de descompensación diferencial (D_{i}) se refiere a la diferencia entre dicho índice de descompensación (IS_{i}) anterior a la detección de dicho fallo en dicho sistema de inyección (1), y dicho índice de descompensación (IS_{i}) que sigue a la detección de dicho fallo en dicho sistema de inyección (1).
6. Método de diagnóstico según las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque en dicho índice de descompensación (IS_{i}) que sigue a la detección de dicho fallo en dicho sistema de inyección (1) se calcula al final de un estado de funcionamiento de transición generado por dicha reducción en la cantidad de combustible inyectado en dichos cilindros (4).
7. Método de diagnóstico según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque dicho índice de descompensación (IS_{i}) anterior a la detección de dicho fallo en dicho sistema de inyección (1) se calcula inmediatamente antes de la detección de dicho fallo en dicho sistema de inyección (1).
8. Método de diagnóstico según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque dicha etapa de determinar un inyector bloqueado en posición abierta comprende la etapa de determinar si dicho índice de descompensación diferencial (D_{i}) es mayor que dicho valor de umbral (D_{THi}).
9. Método de diagnóstico según cualquier de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque dicha etapa de determinar un índice de descompensación diferencial (D_{i}) comprende las etapas siguientes:
-
filtrar dicho índice de descompensación (IS_{i}) para generar un índice de descompensación filtrado (ISF_{i}); y
-
determinar dicho índice diferencial (D_{i}) como una función de un índice de descompensación (IS_{i}) después de la detección de dicho fallo en dicho sistema de inyección (1), y de un índice de descompensación filtrado (ISF_{i}) antes de la detección de dicho fallo en dicho sistema de inyección (1).
10. Método de diagnóstico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha etapa de determinar un índice de descompensación (IS_{i}) para cada uno de los cilindros (4) comprende las etapas siguientes:
-
filtrar la cantidad (AC_{i}) referida a la contribución de dicho cilindro (4) al par generado por dicho motor (2) para generar una cantidad filtrada (ACF_{i}) referida a la contribución de dicho cilindro (4) al par generado por dicho motor (2); y
-
determinar dicho índice de descompensación (IS_{i}) como una función de dicha cantidad filtrada (ACF_{i}).
11. Método de diagnóstico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha etapa de determinar un fallo en dicho sistema de inyección (1) comprende las etapas siguientes:
-
determinar la presión de combustible (P_{RAIL}) del combustible inyectado por dichos inyectores (14);
-
comparar dicha presión de combustible (P_{RAIL}) con un valor de umbral (P_{MIN}); y
-
determinar dicho fallo en dicho sistema de inyección (1) cuando dicha presión del combustible (P_{RAIL}) tiene una primera relación predeterminada con dicho valor de umbral (P_{MIN}).
12. Método de diagnóstico según la reivindicación 11, caracterizado porque dicha etapa de determinar un fallo en dicho sistema de inyección (1) comprende la etapa de determinar si dicha presión del combustible (P_{RAIL}) se encuentra por debajo de un valor de umbral (P_{MIN}).
13. Método de diagnóstico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho fallo en dicho sistema de inyección (1) se define por un escape de combustible en dicho sistema de inyección (1).
14. Método de diagnóstico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para un motor (2) que comprende un sistema de recirculación de gas de escape (8) provisto de una válvula de regulación (12); caracterizado porque también comprende la etapa de cerrar dicha válvula de regulación (12) tras la detección de dicho fallo en dicho sistema de inyección (1).
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