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ES2217042T3 - Metodo para controlar la relacion de mezcla aire/combustible de un motor de combustion interna. - Google Patents

Metodo para controlar la relacion de mezcla aire/combustible de un motor de combustion interna.

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Publication number
ES2217042T3
ES2217042T3 ES01102267T ES01102267T ES2217042T3 ES 2217042 T3 ES2217042 T3 ES 2217042T3 ES 01102267 T ES01102267 T ES 01102267T ES 01102267 T ES01102267 T ES 01102267T ES 2217042 T3 ES2217042 T3 ES 2217042T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
cil
air
afr
fuel ratio
value
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
ES01102267T
Other languages
English (en)
Inventor
Luca Poggio
Andrea Gelmetti
Daniele Ceccarini
Eugenio Pisoni
Marco Peretti
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Europe SpA
Original Assignee
Magneti Marelli Powertrain SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magneti Marelli Powertrain SpA filed Critical Magneti Marelli Powertrain SpA
Application granted granted Critical
Publication of ES2217042T3 publication Critical patent/ES2217042T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract

Un método para controlar la mezcla de aire-combustible en un motor de combustión interna (2) provisto de al menos dos cilindros (3), incluyendo el método los pasos de analizar los gases de escape presentes en un colector de escape común (6) para medir al menos un valor (AFRCOMP) de la relación aire- combustible general de los cilindros (3), determinar un valor estimado (AFRCIL; CIL; CIL) de la relación aire- combustible de un primer cilindro (3) procesando el valor (AFRCOMP) de la relación aire-combustible general, y usar este valor estimado (AFRCIL; CIL; CIL) de la relación aire-combustible del primer cilindro (3) para corregir la mezcla de aire-combustible introducida en el primer cilindro (3); incluyendo el método la medición de al menos dos valores sucesivos (AFRCOMP) de la relación aire- combustible de los cilindros (3) y la determinación del valor estimado (AFRCIL; CIL; CIL) de la relación aire- combustible del primer cilindro (3) llevando a cabo una composición lineal de los dos valores sucesivos (AFRCOMP) de la relación aire-combustible general de los cilindros (3); determinándose sucesivamente un número de valores estimados (AFRCIL; CIL; CIL) de la relación aire- combustible igual al número de cilindros (3) del motor (2), y estando asociado cada uno de los valores estimados (AFRCIL; CIL; CIL) de la relación aire-combustible con un cilindro respectivo (3) por medio de un criterio de asociación predeterminado; caracterizándose el método porque el criterio de asociación es variable y se puede modificar durante la operación del motor (2) para adaptarlo a las condiciones operativas cambiadas de dicho motor (2).

Description

Método para controlar la relación de mezcla aire/combustible de un motor de combustión interna.
La presente invención se refiere a un método para controlar la mezcla de aire-combustible en un motor de combustión interna, en particular un motor de combustión interna para mover vehículos.
Las normas relativas a los vehículos de carretera exigen una reducción cada vez más completa de las emisiones contaminantes emitidas por los motores de combustión interna. Estas emisiones contaminantes se pueden reducir sustancialmente de dos formas: optimizando el proceso de combustión en los cilindros del motor o tratando los gases de escape antes de ser expulsados a la atmósfera (usando típicamente escapes de tipo catalítico). Para optimizar el proceso de combustión en los cilindros hay que mantener la mezcla de aire-combustible lo más cerca que sea posible del valor estequiométrico en cada cilindro.
Los motores de combustión interna actualmente utilizados están provistos de múltiples cilindros (en general cuatro), cada uno de los cuales tiene un conducto de escape respectivo que comunica con un colector de escape común dispuesto hacia arriba de un escape provisto de un dispositivo para reducir los agentes contaminantes. Para contención de costos, se mide solamente la relación estequiométrica general de todos los cilindros por medio de un sensor lineal de oxígeno dispuesto en el colector de escape común.
Por medio de métodos de reconstrucción apropiados y partiendo de las mediciones de la relación estequiométrica general, se estiman las relaciones estequiométricas de los cilindros individuales y estas relaciones estequiométricas se utilizan para controlar la entrada de combustible a los cilindros individuales, para hacer que cada cilindro individual trabaje lo más cerca que sea posible del valor estequiométrico.
US-A-5983874 describe un sistema de control de relación aire-combustible para un motor de combustión interna incluyendo un sensor de relación aire-combustible dispuesto en el sistema de escape del motor. Una UEC estima la relación aire-combustible de una mezcla suministrada a cada uno de los cilindros, cilindro a cilindro, en respuesta a una salida del sensor de relación aire-combustible, utilizando un observador para observar un estado operativo interno del sistema de escape, en base a un modelo representativo del comportamiento del sistema de escape, y calcula cilindro a cilindro cantidades de control de relación aire-combustible correspondientes respectivamente a los cilindros para llevar a cabo control con realimentación de la relación aire-combustible de la mezcla suministrada a cada uno de los cilindros de tal manera que la relación aire-combustible estimada de la mezcla suministrada a cada uno de los cilindros converja a un valor deseado. Los valores límite superior e inferior de las cantidades de control de relación aire-combustible cilindro a cilindro se establecen según al menos una de una cantidad de cambio de velocidad rotacional del motor y la presión atmosférica, y las cantidades de control de relación aire-combustible cilindro a cilindro se limitan de manera que caigan dentro de un rango permisible definido por los valores límite superior e inferior.
W09936690 describe un dispositivo para estimar la riqueza de la mezcla admitida a cada una de las n cámaras de combustión de un motor que tiene inyectores; el dispositivo incluye un sensor que suministra una señal de salida que varía de forma sustancialmente lineal con la riqueza y que se coloca en el punto de unión entre los escapes de las cámaras, y también incluye medios de cálculo. Estos medios de cálculo almacenan un modelo del comportamiento del escape en el punto de unión en base al supuesto de que la riqueza en el punto de unión es una suma ponderada de las contribuciones de los escapes de las cámaras individuales, siendo el coeficiente de ponderación menor con el período creciente de la combustión en la cámara, y sirviendo en cada pasada por el punto muerto superior para estimar la relación aire/combustible en base a los valores medidos y del modelo; el modelo de comportamiento incluye un submodelo específico para cada cámara de combustión y que tiene, para la cámara de orden i, un filtro Kalman que tiene una matriz de coeficiente Cij y una matriz de ganancia específica Kij, donde i corresponde al número de la cámara y j corresponde al número del coeficiente de ponderación.
Estos métodos de reconstrucción conocidos para estimar las relaciones estequiométricas de los cilindros individuales de las mediciones de la relación estequiométrica general son, sin embargo, relativamente imprecisos y muy complejos.
El objeto de la presente invención es proporcionar un método para controlar la mezcla de aire-combustible en un motor de combustión interna, que está libre de los inconvenientes antes descritos y que es, además, simple y económico de implementar.
Según la presente invención, se facilita un método para controlar la mezcla de aire-combustible en un motor de combustión interna según la reivindicación 1.
La presente invención se describirá con referencia ahora a los dibujos anexos, que muestran una realización no limitadora de la misma, en los que:
La figura 1 es una vista diagramática de un motor de combustión interna que utiliza el método de control de la presente invención.
Y la figura 2 es una vista diagramática de una unidad de control de la figura 1.
En la figura 1, un dispositivo para controlar la mezcla de aire-combustible en un motor de combustión interna 2 provisto de cuatro cilindros 3 (mostrados diagramáticamente) dispuestos en línea se representa en general con 1. Cada cilindro 3 recibe el combustible de un inyector respectivo 4 de tipo conocido y está provisto de un conducto de escape respectivo 5 que comunica con un colector de escape 6 común a todos los cilindros 3.
El colector de escape 6 comunica con un dispositivo de escape 7 de tipo conocido e incluye una sonda lineal de oxígeno 8 (comúnmente conocida por los expertos en la técnica con el nombre de sonda "UEGO"), que está adaptada para medir el porcentaje de oxígeno presente en el colector 6; como se conoce, el porcentaje de oxígeno en los gases de escape de los cilindros 3 está en una relación biunívoca con la relación aire-combustible general de los cilindros 3, y, por lo tanto, una medición de este porcentaje de oxígeno corresponde sustancialmente a una medición de la relación aire-combustible general de los cilindros 3.
El dispositivo de control 1 incluye una unidad de control 9, que está conectada a la sonda 8 para recibir las mediciones de la relación aire-combustible general de los cilindros 3, y está conectada a los inyectores 4 para proporcionar a cada inyector 4 un valor de corrección de la cantidad de combustible inyectada al cilindro respectivo 3. Cada inyector 4 es controlado en particular de manera conocida por una unidad de control de inyección (no representada) para inyectar una cantidad predeterminada de combustible al cilindro respectivo 3 (o a un conducto de admisión de este cilindro 3); cada inyector 4 también recibe una señal para la corrección de la cantidad de combustible a inyectar desde la unidad de control 9 para intentar hacer que el cilindro respectivo 3 trabaje lo más cerca que sea posible del valor estequiométrico.
El dispositivo de control 1 incluye además un sensor 10 de tipo conocido (típicamente un codificador angular) que está conectado a la unidad de control 9 y está adaptado para leer la posición angular de un eje de accionamiento 11 (mostrado diagramáticamente).
Como se representa en la figura 2, la unidad de control 9 incluye un dispositivo 12 para filtrar la señal de medición de la sonda lineal de oxígeno 8.
El dispositivo filtrante 12 incluye un filtro que tiene una función de transferencia del tipo de "paso alto" para filtrar la señal de medición de la relación aire-combustible general de los cilindros 3 de la sonda lineal de oxígeno 8. El filtro del dispositivo filtrante 12 tiene una función de transferencia en el dominio de Laplace incluyendo un cero y dos polos que están dispuestos a frecuencias más altas que cero. El dispositivo filtrante 12 incluye además una limitación de la señal filtrada dentro de un rango de aceptabilidad predeterminado para eliminar cualesquiera componentes de pulso de ruido.
La señal de medición procedente de la sonda lineal de oxígeno 8 debe ser filtrada para recuperar cierta dinámica debilitada como resultado de las características de respuesta de la sonda lineal de oxígeno 8, en particular como resultado del efecto de capacitancia debido a un capuchón protector (conocido y no representado) de esta sonda 8. Para obviar este factor crítico, el dispositivo filtrante amplifica las frecuencias características del fenómeno de combustión y al mismo tiempo reduce las frecuencias altas para no amplificar el ruido.
La señal filtrada por el dispositivo filtrante 12 es submuestreada fuertemente por un dispositivo de muestreo 13, que almacena cuatro valores de medición AFR_{COMPL} de la relación aire-combustible general de los cilindros 3 para cada revolución completa del eje del motor 11. Los valores de medición AFR_{COMPL} se almacenan en particular en la fase de escape de cada cilindro 3 de tal manera que cada valor de medición AFR_{COMPL} sea lo más indicativo que sea posible del estado de combustión de un cilindro respectivo 3. Según una realización preferida, los valores de medición AFR_{COMPL} se almacenan en cada punto muerto superior de cada cilindro 3.
Como salida del dispositivo de muestreo 13, cada medición AFR_{COMPL} se transmite a un dispositivo de reconstrucción 14 que está adaptado para estimar los valores AFR_{CIL} de la relación aire-combustible de cada cilindro 3 procesando los valores medidos AFR_{COMPL} de la relación aire-combustible general.
Después de muchas pruebas experimentales, se ha decidido utilizar un modelo con dos coeficientes para representar la relación existente entre los valores medidos AFR_{COMPL} de la relación aire-combustible general y los valores estimados AFR_{CIL} de la relación aire-combustible de cada cilindro 3. Este modelo se resume con la ecuación
siguiente:
AFR_{COMP}(k) = B_{RICOSTR} * AFR_{CIL}(k) + A_{RICOSTR} * AFR_{COMP}(k-1)
donde AFR_{COMP}(k) representa el k-ésimo valor medido de la relación aire-combustible general (es decir, el valor medido en el momento k), AFR_{COMP}(k-1) representa el (k-1)-ésimo valor medido de la relación aire-combustible general (es decir, el valor medido en el momento k-1), y AFR_{CIL}(k) representa el k-ésimo valor estimado de la relación aire-combustible del último cilindro 3 en combustión (es decir, el valor estimado de la relación aire-combustible del cilindro 3 en combustión en el momento k). A_{RICOSTR} y B_{RICOSTR} son dos coeficientes identificados que son característicos del motor 3 y se obtienen experimentalmente.
\newpage
Resolviendo la ecuación anterior con respecto a AFR_{CIL}(k) se obtiene:
AFR_{CIL}(k) = 1/B_{RICOSTR} * (AFR_{COMP}(k) - A_{RICOSTR} * AFR_{COMP}(k-1))
que se puede reescribir como:
AFR_{CIL}(k) = C1 * AFR_{COMP}(k) - C2 * AFR_{COMP}(k-1)
C1 = 1/B_{RICOTR}
C2 = A_{RICOSTR}/B_{RICOSTR}
Se ha observado que los coeficientes C1 y C2 no son constantes, sino que dependen del punto operativo del motor 3, y en particular del número de revoluciones y el par transmitido (o la cantidad de aire introducido) por el motor 3. Es preferible, por lo tanto, implementar una tabla que suministre los valores de C1 y C2 corregidos para el punto operativo corriente del motor 3 de manera conocida dentro del dispositivo de reconstrucción 14.
También se ha observado que los coeficientes A_{RICOSTR} y B_{RICOSTR}, y por lo tanto los coeficientes C1 y C2, no son independientes uno de otro, sino que están conectados por la ecuación:
A_{RICOSTR} = 1 - B_{RICOSTR}
y por lo tanto:
C2 = C1 - 1
Por lo tanto, es posible reducir el modelo matemático a un solo coeficiente.
Se apreciará por la descripción anterior que es posible calcular el valor AFR_{CIL}(k) de la relación aire-combustible del cilindro final 3 en combustión por medio de una composición lineal del último valor medido AFR_{COMP}(k) y el penúltimo valor medido AFR_{COMP}(k-1) de la relación aire-combustible general.
En cada revolución completa del eje 11 del motor, el dispositivo de muestreo 14 lleva a cabo una estimación de los valores AFR_{CIL} de los últimos cuatro cilindros en combustión aplicando las fórmulas:
AFR_{CIL}(k) = C1 * AFR_{COMP}(k) - C2 * AFR_{COMP}(k-1)
Una vez estimados los valores AFR_{CIL} de los últimos cuatro cilindros en combustión, el dispositivo de reconstrucción 14 suministra los cuatro valores AFR_{CIL} a un dispositivo sincronizador 15 que asocia cada valor AFR_{CIL} con un cilindro respectivo 3 por medio de un criterio predeterminado de asociación almacenado en una memoria de este dispositivo sincronizador 15.
Según una realización preferida, el criterio de asociación antes mencionado se forma por una ley de asociación biunívoca, que asocia cada AFR_{CIL} con un cilindro respectivo; por ejemplo, AFR_{CIL}(k) está asociado con el cilindro
3-I y después se indicará con el símbolo \lambda_{CIL1}, AFR_{CIL}(k-1) está asociado con el cilindro 3-III y después se indicará con el símbolo \lambda_{CIL3}, AFR_{CIL}(k-2) está asociado con el cilindro 3-II y después se indicará con el símbolo \lambda_{CIL}2 y AFR_{CIL}(k-3) está asociado con el cilindro 3-IV y después se indicará con el símbolo \lambda_{CIL4}.
La ley de asociación se determina inicialmente de manera teórica asociando cada valor estimado AFR_{CIL} de la relación aire-combustible con el cilindro 3 que, en base a la posición angular del eje del motor 11, está en combustión en el momento más próximo al momento de medición del valor AFR_{COMP} de la relación aire-combustible general utilizada en la estimación. Este criterio de asociación no siempre es válido, porque no tiene en cuenta la velocidad de salida de los gases de escape de los cilindros 3, velocidad que es sustancialmente diferente dependiendo de la velocidad de rotación del motor 2.
La ley de asociación antes mencionada no es constante, sino que se puede modificar durante la operación del motor 2 para adaptarla a las condiciones operativas cambiadas de este motor 2. El dispositivo sincronizador 15 implementa en particular un algoritmo que verifica la estabilidad general del sistema para verificar la exactitud de la ley de asociación corriente. También sucede que si la ley de asociación no es correcta, el sistema resulta inestable, es decir, la diferencia entre los valores estimados \lambda_{CIL} de las relaciones aire-combustible de los cilindros 3 y un valor de referencia \lambda_{TARGET} de la relación aire-combustible en el tiempo tiende a incrementar y no a disminuir (es decir, tiende a divergir y no a converger hacia cero).
Si el dispositivo sincronizador 15 descubre una inestabilidad en el sistema, este dispositivo sincronizador 15 modifica la ley de asociación, modificando típicamente un paso las funciones de asociación biunívoca; por ejemplo:
Ley de asociación inicial:
AFR_{CIL}(k) \rightarrow Cilindro 3-I (\lambda_{CIL1})
AFR_{CIL}(k-1) \rightarrow Cilindro 3-III (\lambda_{CIL3})
AFR_{CIL}(k-2) \rightarrow Cilindro 3-II (\lambda_{CIL2})
AFR_{CIL}(k-3) \rightarrow Cilindro 3-IV (\lambda_{CIL4})
Ley de asociación modificada:
AFR_{CIL}(k) \rightarrow Cilindro 3-III (\lambda_{CIL3})
AFR_{CIL}(k-1) \rightarrow Cilindro 3-II (\lambda_{CIL2})
AFR_{CIL}(k-2) \rightarrow Cilindro 3-IV (\lambda_{CIL4})
AFR_{CIL}(k-3) \rightarrow Cilindro 3-I (\lambda_{CIL1})
Para verificar la estabilidad del sistema, el dispositivo sincronizador 15 calcula un valor D de divergencia de los valores estimados \lambda_{CIL} de la relación aire-combustible. Este valor de divergencia D se calcula usando el valor de la derivada en el tiempo de los valores estimados \lambda_{CIL} de la relación aire-combustible de cada cilindro 3 o utilizando el valor absoluto de las diferencias entre el valor de referencia \lambda_{TARGET} y los valores estimados \lambda_{CIL} de la relación aire-combustible de cada cilindro 3.
En particular, si el valor de la derivada de un valor estimado \lambda_{CIL} es positivo y el valor estimado \lambda_{CIL} es mayor que el valor de referencia \lambda_{TARGET}, hay una situación potencial de inestabilidad.
Si el valor de divergencia D es más alto que un umbral predeterminado, el dispositivo sincronizador 15 modifica entonces la ley de asociación.
Una vez que la asociación se ha llevado a cabo, el dispositivo sincronizador 15 comunica los cuatro valores \lambda_{CIL} (\lambda_{CIL1}, \lambda_{CIL2}, \lambda_{CIL3}, \lambda_{CIL4}), cada uno de los cuales indica para un cilindro respectivo 3 una estimación de la relación aire-combustible con la que este cilindro 3 está funcionando, a un dispositivo de cálculo 16.
Una vez que los cuatro valores \lambda_{CIL} han sido recibidos, el dispositivo de cálculo 16 calcula un valor medio \lambda_{mean} de la relación aire-combustible de los cuatro cilindros 3, y calcula para cada cilindro 3 un valor de dispersión respectivo \Delta_{CIL} que indica la diferencia entre el valor correspondiente \lambda_{CIL} del cilindro 3 y el valor \lambda_{mean}.
\lambda_{mean} = (\lambda_{CIL1} + \lambda_{CIL2} + \lambda_{CIL3} + \lambda_{CIL4})/4
\Delta_{CIL1} = \lambda_{CIL1} + \lambda_{mean}
\Delta_{CIL2} = \lambda_{CIL2} + \lambda_{mean}
\Delta_{CIL3} = \lambda_{CIL3} + \lambda_{mean}
\Delta_{CIL4} = \lambda_{CII4} + \lambda_{mean}
El dispositivo de cálculo 16 comunica el valor \lambda_{mean} y los valores \Delta_{CIL} a un regulador 17 que está adaptado para suministrar, a cada inyector 4, la señal de corrección antes mencionada para la cantidad de combustible a inyectarse al cilindro respectivo 3.
El regulador 17 recibe el valor de referencia \lambda_{TARGET} de la relación aire-combustible de una memoria 18 e intenta hacer que cada cilindro 3 trabaje con una relación aire-combustible que esté lo más cerca que sea posible del valor de referencia \lambda_{TARGET}. El regulador 17 incluye dos bucles de control 19 y 20, que están cerrados (es decir, trabajan en realimentación), están separados uno de otro y están dispuestos uno dentro del otro.
El bucle de control 19 corrige los valores de dispersión \Delta_{CIL} intentando ponerlos a un valor cero; en particular, el bucle interior 19 tiene la tarea de recuperar los desequilibrios de la relación aire-combustible de los varios cilindros 3 haciendo correcciones que soportan un cero valor medio.
El bucle exterior 20 lleva a cabo un control general (es decir, sin distinción entre los varios cilindros 3), intentando adaptar el valor medio \lambda_{mean} de la relación aire-combustible de los cuatro cilindros 3 al valor de referencia \lambda_{TARGET}.
El bucle exterior 20 tiene un comparador 21, que compara, en realimentación negativa, el valor de referencia \lambda_{TARGET} con el valor medio \lambda_{mean} de la relación aire-combustible de los cuatro cilindros 3; el error que resulta de esta comparación se suministra a un dispositivo de control 22, que es típicamente un dispositivo de control de tipo PID y es capaz de generar, en función de la señal de error recibida como entrada, una señal de control para los inyectores 4.
El interior bucle 19 incluye cuatro dispositivos de control 23, cada uno de los cuales recibe como entrada un valor de dispersión respectivo \lambda_{CIL} del dispositivo de cálculo 16, es típicamente un dispositivo de control de tipo PID y es capaz de generar, en función de la señal recibida como entrada, una señal de control para un inyector respectivo 4. El bucle interior 19 es a todos los efectos un bucle de realimentación cerrado, donde cada valor de dispersión \Delta_{CIL} ya es una señal de error a cancelar.
Según una realización preferida mostrada en la figura 2, un filtro 24, que tiene una función de transferencia de un tipo de "paso bajo" y está adaptado para depurar los valores \Delta_{CIL} de ruido de alta frecuencia, está dispuesto entre el dispositivo de cálculo 16 y el dispositivo de control 23.
La señal procedente de cada dispositivo de control 23 se combina con una señal procedente del dispositivo de control 22 por medio de un dispositivo sumador respectivo 25 y se suministra a un inyector respectivo 4 para corregir la cantidad de combustible inyectada al cilindro respectivo 3. De esta forma, el valor de la relación aire-combustible de cada cilindro 3 se corrige combinando una primera señal de corrección, que se determina en base a un valor medio \lambda_{mean} de la relación aire-combustible de todos los cilindros 3, con una segunda señal de corrección, que se determina en base al valor estimado \lambda_{CIL} de la relación aire-combustible del cilindro 3.
Según una realización preferida, el bucle de control exterior 20 tiene constantes de tiempo más bajas que el bucle de control interior 19; en otros términos, el bucle de control exterior 20 es más lento en responder que el bucle de control interior 19. Esto garantiza una mayor estabilidad general del proceso de corrección de la cantidad de combustible inyectada por los inyectores 4.

Claims (15)

1. Un método para controlar la mezcla de aire-combustible en un motor de combustión interna (2) provisto de al menos dos cilindros (3), incluyendo el método los pasos de analizar los gases de escape presentes en un colector de escape común (6) para medir al menos un valor (AFR_{COMP}) de la relación aire-combustible general de los cilindros (3), determinar un valor estimado (AFR_{CIL}; \lambda_{CIL}; \Delta_{CIL}) de la relación aire-combustible de un primer cilindro (3) procesando el valor (AFR_{COMP}) de la relación aire-combustible general, y usar este valor estimado (AFR_{CIL}; \lambda_{CIL}; \Delta_{CIL}) de la relación aire-combustible del primer cilindro (3) para corregir la mezcla de aire-combustible introducida en el primer cilindro (3); incluyendo el método la medición de al menos dos valores sucesivos (AFR_{COMP}) de la relación aire-combustible de los cilindros (3) y la determinación del valor estimado (AFR_{CIL}; \lambda_{CIL}; \Delta_{CIL}) de la relación aire-combustible del primer cilindro (3) llevando a cabo una composición lineal de los dos valores sucesivos (AFR_{COMP}) de la relación aire-combustible general de los cilindros (3); determinándose sucesivamente un número de valores estimados (AFR_{CIL}; \lambda_{CIL}; \Delta_{CIL}) de la relación aire-combustible igual al número de cilindros (3) del motor (2), y estando asociado cada uno de los valores estimados (AFR_{CIL}; \lambda_{CIL}; \Delta_{CIL}) de la relación aire-combustible con un cilindro respectivo (3) por medio de un criterio de asociación predeterminado; caracterizándose el método porque el criterio de asociación es variable y se puede modificar durante la operación del motor (2) para adaptarlo a las condiciones operativas cambiadas de dicho motor (2).
2. Un método según se reivindica en la reivindicación 1, donde la composición lineal de los dos valores sucesivos (AFR_{COMP}) de la relación aire-combustible general de los cilindros (3) se realiza usando un primer coeficiente (C1) que multiplica un valor medido final (AFR_{COMP}) de la relación aire-combustible general y un segundo coeficiente (C2) que multiplica un penúltimo valor medido (AFR_{COMP}) de la relación aire-combustible general, obteniéndose el segundo coeficiente (C2) restando el valor 1 del primer coeficiente (C1).
3. Un método según se reivindica en la reivindicación 1 ó 2, donde un valor de la relación aire-combustible de cada cilindro (3) se corrige combinando una primera señal de corrección, que se determina en base a un valor medio (\lambda_{mean}) de la relación aire-combustible de todos los cilindros (3), con una segunda señal de corrección, que se determina en base al valor estimado (AFR_{CIL}; \lambda_{CIL}; \Delta_{CIL}) de la relación aire-combustible del cilindro (3).
4. Un método según se reivindica en la reivindicación 3, donde las señales de corrección primera y segunda son procesadas en un primer y un segundo bucle de control (19, 20), respectivamente, que están separados uno de otro, siendo el segundo bucle de control (20) externo al primer bucle de control (19) y teniendo constantes de tiempo más bajas que este primer bucle de control (19).
5. Un método según se reivindica en la reivindicación 4, donde, en el primer bucle de control (19), el valor estimado (AFR_{CIL}; \lambda_{CIL}; \Delta_{CIL}) de la relación aire-combustible del cilindro respectivo (3) se expresa como una diferencia con respecto al valor medio (\lambda_{mean}) de la relación aire-combustible de todos los cilindros (3).
6. Un método según se reivindica en la reivindicación 4 ó 5, donde el primer bucle de control (19) incluye un filtro (24) que tiene una función de transferencia de un tipo de "paso bajo".
7. Un método como se reivindica en una de las reivindicaciones anteriores, donde un valor (AFR_{COMP}) de la relación aire-combustible general de los cilindros (3) se mide por medio de un sensor lineal de oxígeno (7) dispuesto dentro del colector de escape común (6), muestreándose una señal de salida del sensor lineal de oxígeno (7) en base a la posición angular de un eje (11) del motor para obtener, por cada revolución completa del eje (11) del motor, un número de mediciones del valor (AFR_{COMP}) de la relación aire-combustible general de los cilindros (3) igual al número de cilindros (3).
8. Un método según se reivindica en la reivindicación 7, donde una señal de salida del sensor lineal de oxígeno se muestrea en base a la posición angular del eje (11) del motor para obtener una medición del valor (AFR_{COMP}) de la relación aire-combustible general de los cilindros (3) en cada punto muerto superior de cada cilindro (3).
9. Un método según se reivindica en la reivindicación 7 ó 8, donde la señal de salida del sensor lineal de oxígeno se filtra por medio de un filtro (12) que tiene una función de transferencia de un tipo de "paso alto".
10. Un método según se reivindica en la reivindicación 9, donde el filtro (12) tiene una función de transferencia en el dominio de Laplace incluyendo un cero y dos polos, que están dispuestos a frecuencias superiores a cero.
11. Un método según se reivindica en la reivindicación 9 ó 10, donde el filtro (12) incluye una limitación de la señal filtrada dentro de un rango de aceptabilidad predeterminado.
12. Un método como se reivindica en una de las reivindicaciones anteriores, donde el criterio de asociación se forma por una ley de asociación biunívoca, que asocia cada uno de los valores estimados (AFR_{CIL}; \lambda_{CIL}; \Delta_{CIL}) de la relación aire-combustible que está asociada con un cilindro respectivo (3); modificándose el criterio de asociación modificando un paso las funciones de asociación biunívoca.
13. Un método como se reivindica en una de las reivindicaciones anteriores, donde se verifica la estabilidad general del sistema para verificar la exactitud del criterio de asociación corriente, y el criterio de asociación se modifica cuando el sistema no es estable.
14. Un método como se reivindica en una de las reivindicaciones anteriores, donde se determina un grado de divergencia (D) de los valores estimados (AFR_{CIL}; \lambda_{CIL}; \Delta_{CIL}) de la relación aire-combustible con respecto a una condición de estabilidad relativa, modificándose el criterio de asociación cuando el grado (D) de divergencia es mayor que un umbral predeterminado.
15. Un método según se reivindica en la reivindicación 14, donde el grado (D) de divergencia se determina usando el valor de la derivada en el tiempo de los valores estimados (AFR_{CIL}; \lambda_{CIL}; \Delta_{CIL}) de la relación aire-combustible de cada cilindro (3) y usando el valor absoluto de las diferencias entre un valor teórico predeterminado (\lambda_{TARGET}) y los valores estimados (AFR_{CIL}; \lambda_{CIL}; \Delta_{CIL}) de la relación aire-combustible de cada cilindro (3).
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6382198B1 (en) * 2000-02-04 2002-05-07 Delphi Technologies, Inc. Individual cylinder air/fuel ratio control based on a single exhaust gas sensor
IT1321292B1 (it) * 2000-06-13 2004-01-08 Magneti Marelli Spa Metodo per il controllo del titolo dei gas di scarico in un motore acombustione interna.
US7077801B2 (en) * 2003-02-19 2006-07-18 Corlife Gbr Methods and devices for improving cardiac output
DE10358988B3 (de) 2003-12-16 2005-05-04 Siemens Ag Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE102006037752B3 (de) 2006-08-11 2007-04-19 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP5499978B2 (ja) * 2010-07-30 2014-05-21 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の燃料噴射量制御装置
US20140025280A1 (en) * 2012-07-18 2014-01-23 Delphi Technologies, Inc. System and method to determine restriction of individual exhaust gas recirculation runners
US9279379B2 (en) * 2013-08-29 2016-03-08 Kohler Co. Position based air/fuel ratio calculation in an internal combustion engine
IT201600073400A1 (it) * 2016-07-13 2018-01-13 Magneti Marelli Spa Metodo per controllare lo squilibrio nel rapporto aria-combustibile dei cilindri di un motore a combustione interna
US10544746B2 (en) * 2018-06-29 2020-01-28 Fca Us Llc Pre-turbine wide-range oxygen sensor lambda control during scavenging

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1012436A (en) 1961-11-22 1965-12-08 Kyowa Noki Company Ltd A grain classifying device
FR2287103A1 (fr) 1974-10-02 1976-04-30 Alsthom Cgee Parafoudre sous enveloppe metallique
US4700806A (en) 1986-11-25 1987-10-20 Ap Industries, Inc. Stamp formed muffler
JPH01216047A (ja) * 1988-02-24 1989-08-30 Hitachi Ltd エンジンの空燃比制御方法および装置
US4962741A (en) * 1989-07-14 1990-10-16 Ford Motor Company Individual cylinder air/fuel ratio feedback control system
JP3162521B2 (ja) * 1992-12-02 2001-05-08 本田技研工業株式会社 内燃機関の気筒別空燃比推定器
DE9400796U1 (de) 1994-01-20 1994-04-07 Heinrich Gillet Gmbh & Co Kg, 67480 Edenkoben Schalldämpfer
US5548514A (en) * 1994-02-04 1996-08-20 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air/fuel ratio estimation system for internal combustion engine
EP0670420B1 (en) * 1994-02-04 1999-01-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air/fuel ratio estimation system for internal combustion engine
US5623913A (en) * 1995-02-27 1997-04-29 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel injection control apparatus
JP3046948B2 (ja) * 1997-08-20 2000-05-29 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
FR2773847B1 (fr) * 1998-01-19 2000-03-24 Sagem Dispositif d'estimation de richesse de systeme d'injection pour moteur a combustion interne

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