FR2485093A1

FR2485093A1 - Procede pour regler la combustion dans les chambres de combustion d'un moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR2485093A1
Application number: FR8112048A
Authority: FR
Inventors: Konrad Eckert; Klaus Muller; Ernst Linder; Helmut Maurer; Franz Rieger; Winfried Moser; Horst Franke; Rainer Burkel; Cornelius Peter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-06-20
Filing date: 1981-06-18
Publication date: 1981-12-24
Also published as: DE3111135C2; US4381748A; FR2485093B1; DE3111135A1

Abstract

A.PROCEDE POUR REGLER LA COMBUSTION DES PRODUITS DOSES DESTINES A L'ALIMENTATION DES CHAMBRES DE COMBUSTION D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. B.PROCEDE CARACTERISE EN CE QUE L'EVOLUTION DE L'INTENSITE LUMINEUSE EST DETECTEE PENDANT LE DEROULEMENT DE LA COMBUSTION GRACE A UNE FENETRE 2 MENAGEE DANS LA PAROI 1 DE LA CHAMBRE DE COMBUSTION ET A LAQUELLE EST ASSOCIE UN CONVERTISSEUR OPTIQUE ELECTRIQUE 3, TANDIS QUE LA POSITION ANGULAIRE DE L'ARBRE DU VILEBREQUIN EST SIMULTANEMENT DETECTEE PAR UN DETECTEUR 6, PUIS, PAR L'INTERMEDIAIRE DE CIRCUITS DE TRAITEMENT 5, 8, 9, 12, 14, 15, 17 UNE GRANDEUR DE COMMANDE EST EXTRAITE DE CES INFORMATIONS ET EST APPLIQUEE A UNE INSTALLATION DE REGLAGE 11 DU MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. C.L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX MOTEURS D'AUTOMOBILES.

Description

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L'invention part d'un procédé pour régler la combus-

tion des produits dosés destinés à l'alimentation des chambres de combustion d'un moteur à combustion interne, en utilisant

comme grandeur de commande les signaux lumineux prenant naissan-

ce dans la chambre de combustion. Il est connu de capter à l'aide de détecteurs optiques

les signaux optiques de la chambre de combustion et de les ex-

ploiter (MZT 40 - 1979 - page 242). Comme critère de mesure, la présence ou l'absence de lumière dans la chambre de combustion est alors détectée avec des détecteurs à valeur de seuil. Il est en outre connu de commander à l'aide d'un détecteur optique l'instant d'allumage dans des moteurs à combustion interne

(DE-OS 25 20 325). Le détecteur optique, dans le cas dé l'ins-

tallation connue, est par exemple un phototransistor à la suite duquel est branché un commutateur à valeur de seuil qui détecte

un accroissement de tension à la sortie du détecteur. Cet ac-

croissement de tension constitue un repère pour la mise en oeu-

vre de la seconde phase de combustion dans la chambre de combus-

tion d'un moteur à combustion interne. Cette seconde phase de

combustion fait suite à une première phase dans laquelle le mé-

lange est allumé, mais dans laquelle toutefois il ne se produit aucun accroissement de pression notable, et aucune émission de lumière notable. Dans la seconde phase, par contre, il se produit également, outre un accroissement de pression et de température

prononcé, une émission de lumière. Il est en outre connu d'ex-

ploiter à des fins de commande ou de réglage l'évolution de la

pression détectée avec des détecteurs de pression appropriés.

L'invention a pour but de remédier aux inconvénients

des solutions connues et concerne à cet effet un procédé carac-

térisé en ce qu'on détecte l'évolution de l'intensité lumineuse pendant le déroulement de la combustion et que l'on forme une grandeur de commande correspondante dérivée de cette évolution grâce à laquelle est commandée une installation de réglage du

moteur à combustion interne.

Le procédé conforme à l'invention avec les caractéris-

tiques définies ci-dessus présente l'avantage que, contrairement

à la détection et à l'exploitation purement qualitatives de l'in-

tervention de signaux lumineux, il est possible d'associer, avec une précision et une sécurité élevée, des points caractéristiques

du processus de combustion à des positions angulaires correspon-

dantes de l'arbre de vilebrequin et d'exploiter les grandeurs de commande ainsi obtenues à des fins de réglage, les signaux de commande alors obtenus étant alors essentiellement indépendants

d'influencesde longue durée et des aspects changeant du déroule-

ment de la combustion. C'est ainsi, par exemple, qu'une souil- lure croissante d'une fenêtre de chambre de combustion recevant,

d'une manière en soi connue, les signaux lumineux, ne se réper-

cute qu'après un temps de fonctionnement très long sur la possi-

bilité de détection de la grandeur de commande dérivée conformé-

ment à l'invention. L'encrassement dû à la -suie,êdans le cas le plus simple.est éliminé au cours de travaux d'entretion qui sont également nécessites pour les autres parties du moteur à combustion interne ou bien du véhicule qui lui est associé, ou bien cet encrassement peut être surveillé et/ou évité par des dispositions de contr8le appropriées. Grâce à la constitution

de grandeurs de commande conformes à l'invention, on évite no-

tamment que des impulsions parasites se manifestant déjà avant

l'accroissement de pression proprement dit ou bien avant l'ac-

croissement de l'intensité lumineuse émise, aboutissent à des

grandeurs de commande erronées. Par l'utilisation de valeurs re-

latives à des points caractéristiques de l'évolution de l'inten-

sité lumineuse dans la chambre de combustion pendant la combus-

tion, on obtient une grandeur de commande qui n'est sujette à

perturbation que dans une mesure très réduite et qui, au con-

traire des valeurs classiques détectées par ailleurs électro-

mécaniquement ou mécaniquement, offre. sur la totalité de l'étendue du fonctionnement du moteur à combustion interne, une

sensibilité constante de la détection du signal. Le procédé con-

forme à l'invention est, en outre, de façon avantageuse également utilisable sans difficulté dans le cas de fonctionnement avec un

mélange de carburant, par exemple avec un mélange essence-métha-

nol. D'autres caractéristiques de l'invention permettent d'envisager d'autres formes avantageuses et des améliorations de

procédé indiqué ci-dessus.

Une installation d'allumage ou de préparation du mélan-

geparticulièrement simple et économique à réaliser, résulte du

procédé dans lequelependant plusieurs cycles successifs, on con-

trôle si un point caractéristique de la courbe de signal lumineux

par exemple le point d'inflammation ou la valeur maximale, inter-

vient avant ou après une position angulaire théorique déterminée de l'arbre de vilebrequin. Dans un cas des signaux 1 et dans l'autre cas des signaux o sont mis en mémoire dans un registre à décalage. Le contenu du registre à décalage est totalisé de façon courante et comparé avec une valeur totalisée théorique,

qui correspond à la somme d'un même nombre de signaux 0 et 1.

Dans le cas d'un franchissement vers le bas ou vers le haut de cette valeur totalisée théorique, l'instant d'allumage, par

exemple, est modifié dans un sens ou dans l'autre. L'installa-

tion fonctionnant selon ce procédé se contente d'un détecteur très simple et très bon marché qui doit, simplement, délivrer

chaque fois une impulsion pour cette position angulaire déter-

minée. Une réalisation par l'intermédiaire d'un microcalculateur

est facilement possible.

L'invention va être expliquée plus en détail en se

référant à des exemples de réalisation représentés schématique-

ment sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est un diagramme du signal d'intensité lumineuse en fonction de la position angulaire de l'arbre de vilebrequin, - la figure 2 est un diagramme de l'évolution de la

pression dans la chambre de combustion en fonction de la posi-

tion angulaire de l'arbre de vilebrequin, - la figure 3 est un schéma par blocs pour différents modes d'exploitation de l'évolution de l'intensité lumineuse en fonction de la position angulaire de l'arbre de vilebrequin, - la figure 4 représente des modes d'exploitation du signal différencié d'intensité lumineuse pour des fonctions de réglage et de commande dans des moteurs à combustion interne - la figure 5 montre un autre exemple de réalisation d'un circuit de réglage, - la figure 6 est un diagramme de signaux permettant

d'expliquer le fonctionnement de l'invention.

Les systèmes de réglage et de.-commande de moteurs à com-

bustion interne connus à ce jour sont essentiellement basés sur

la détection indirecte à l'aide de détecteurs appropriés de paramè-

tres de fonctionnement de ces moteurs à combustion interne, tels

par exemple qie la vitesse de rotation, l'angle du clapet d'étran-

glement, les fluctuations de la vitesse de rotation c'est-à-dire l'irrégularité de marche du moteur, ou bien la composition des

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gaz d'échappement.

En ce qui concerne la précision, la conservation du

temps dans le cas de processus transitoires, et la dépense éle-

vée nécessaire en détecteui pour détecter ces paramètres du mo-

teur à combustion interne, il est très avantageux de détecter

autant que possible directement dans la chambre de combustion du-

moteur à combustion interne les paramètres agissant sur la com-

bustion. Une méthode connue est la détection de la pression dans

la chambre de combustion, qui, comme le montre la figure 2, com-

porte après chaque instant d'allumage un maximum prononcé au voi-

sinage du point mort haut, auquel cas il est souhaitable que ce

maximum se situe après le point mort haut. L'inconvénient essen-

tiel de la mesure directe de la pression dans la chambre de com-

bustion à l'aide de détecteurs de pression est que les-détecteurs connus n'ont pas une stabilité suffisante, sont très limités pour

l'étendue de la mesure et que le signal de pression est influen-

cé par de multiples facteurs de perturbation. Par ailleurs, l'avantage de cette mesure réside fondamentalement en ce que, à partir du diagramme de pression, on peut calculer l'état de charge et le couple, que l'on peut déterminer l'uniformité du déroulement de la combustion, et qu'à partir du diagramme de

pression on peut détecter les cognements et déterminer la posi-

tion du maximum par rapport au point mort haut.

Sur la figure 1, est représentée l'émission de lumière prélevée dans la chambre de combustion, l'intensité lumineuse

étant rapportée à la position angulaires de l'arbre du vilebre-

quin. Lors de la comparaison avec l'évolution de la pression

dans la chambre de combustion par rapport à la position angu-

lairetk de l'arbre du vilebrequin, on constate une très grande similitude des deux courbes, l'une par rapport à l'autre, avec

cette différence que l'allure de la courbe de l'intensité lumi-

neuse par rapport à la position angulaire de l'arbre du vilebre-

quin présente une continuité notablement plus grande. Significa-

tifs, également, sont l'accroissement clairement identifiable de

l'émission lumineuse après l'inflammation et le caractère forte-

ment prononcé des fluctuations K au voisinage du maximum d'in-

tensité lumineuse intervenant dans le cas dtune combustion avec cognement. La détection du signal lumineux-dans la chambre de

combustion s'effectue à l'aide de détecteurs optiques, une feng-

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tre transparente à la lumière étant par exemple prévue dans la paroi de la chambre de combustion, fengtre derrière laquelle

est branché un convertisseur optique-électrique. Cela est oché-

matiquement représenté sur la figure 3. De la paroi 1 de la cham-

bre de combustion, seule a été représentée une partie contenant une fengtre transparante 2. Sur la face externe de la fenftre

est branché un convertisseur optique-électrique 3 comme le re-

présente le schéma par blocs, ce convertisseur pouvant gtre9par-

exemple, un phototransistor. Celui-ci délivre un signal électri-

que de commande variant avec l'intensité de l'émission lumineuse de la chambre de combustion. A la suite du convertisseur 3, est

branché un circuit d'adaptation 5 grace auquel le signal de com-

mande délivré par le convertisseur est amplifié et converti en

une tension S. proportionnelle à l'intensité lumineuse. L'évo-

C i lution de cette tension en fonction de la position angulaire de l'arbre du vilebrequin est représentée à titre d'exemple sur la

figure 1.

Comme autre détecteur, un détecteur 6, d'un type de construction connu', pour la détection de la position angulaire de l'arbre de vilebrequin, est associé au moteur à combustion interne. A la sgrtie de ce détecteur, apparaft une succession d'impulsions avec des impulsions dont les intervalles indiquent des positions angulaire équidistantes. La sortie du détecteur 6 de position angulaire de l'arbre du vilebrequin est reliée à

- 25 l'intégrateur 8 grâce auquel la succession d'impulsions est con-

vertîe en une tension proportionnelle à la position angulaire.

Un tel intégrateur peut, par ailleurs, 8tre également un compteur

qui délivre un mot numérique correspondant à la position angu-

laire de l'arbre du vilebrequin. Le compteur ou bien l'intégra-

teur 8 est alors positionné par rapport à une position angulaire

de référence de l'arbre du vilebrequin.

Comme le signal délivré par le processus de combustion est soumis à certaines fluctuations, et comme, d'autre part, la

transparence de la fengtre 2 ou bien la caractéristiquedu con-

vertisseur optique-électrique évolue, le signal de commande Si

est converti conformément à l'invention en une grandeur s'y rat-

tachant à partir de laquelle sont dérivés des signaux de comman-

de pour une installation de réglage. De façon très simple, le signal de commande Si peut être différencié par une installation de différenciation 9 et 9tre exploité dans un circuit de réglage 11 branché à la suite avec introduction du signal de sortie de l'intégrateur 8 et de celui du détecteur 6 de position angulaire de l'arbre du vilebrequin. Des possibilités d'exploitation de ce type sont représentées de façon plus détaillée sur le schéma par blocs de la figure 4. Avec ce signal, on peut notamment détecter avantageusement des points caractéristiques tels que les points d'inflexion de la courbe d'intensité lumineuse, le maximum de la

courbe d'intensité, et le point de croissance de la courbe d'in-

tensité lumineuse.

Comme on peut le voir sur la figure 1, la différentielle de l'intensité lumineuse jusqu'à l'inflammation est pratiquement Par comparaison du signal de sortie- de l'installation de différenciation 9 avec une valeur de seuil, on peut ainsi, de façon très simple, déterminer le point d'inflammation, la tension de sortie proportionnelle à la position angulaire de l'intégrateur 8 indiquant alors la position angulaire correspondante. Ensuite, de façon classique, par exemple l'instant d'allumage du moteur à

combustion interne est réglé par comparaison de la valeur théori-

que et de la valeur réelle.

A partir du signal de commande Si, on peut par ailleurs déterminer l'intégïaleen fonction du temps par une installation d'intégration 12, ou bien l'intégraleen fonction de la position

angulaire de l'arbre du vilebrequin par une installation d'inté-

g4rtion 14. Pour déterminer l'intégraleen fonction de la posi-

tion angulaire de l'arbre de vilebrequin, le signal de sortie du détecteur 6 de position angulaire d'arbre de vilebrequin est appliqué à l'installation d'intégration. Grâce à un circuit

d'adaptation, on peut, bien entendu, déterminer également l'in-

tégraledu signal d'intensité lumineuse rapporté au volume de la chambre de combustion. Les signaux de commande obtenus par ces installations d'intégration sont l'expression de l'état de la chambre de combustion en pression et en température. En d'autres termes, les valeurs intégrales indiquent l'état gazeux moyen dans la phase de combustion, ce qui est comparable avec la pression

moyenne dans la chambre de combustion.

Avantageusement on peut à l'aide d'une installation connue d'optimalisation, optimaliser l'état de la chambre de combustion;dans le sens d'une puissance maximale.,en utilisant

l'intégrai du signal d'intensité lumineuse.

Il est connu de déterminer à partir des fluctuations de la pression régnant dans la chambre de combustion un signal pour l'irrégularité de marche du moteur à combustion interne, lorsque ce moteur arrive à la limite de fonctionnement. De la même façon, les sorties des installations d'intégration 12 ou 14 donnent des signaux très nets, grâce auxquelsde la même façon connue$un signal de régularité ou d'irrégularité de marche peut être obtenu grâce auquel par conséquent la composition du mélange, par exemple, peut être influencée. Cela s'effectue soit par commande du mélange carburant/air ou bien par commande de quantitésde recyclage supplémentaire de gaz d'échappement

ou bien de l'instant d'allumage.

Le signal intégré d'intensité lumineuse peut en outre être utilisé comme grandeur de référence pour le signal lumineux

détecté ainsi que pour les grandeurs qui en sont dérivées.

Une autre possibilité de l'exploitation du signal de commande S. est la détermination du maximum de l'intensité lumineuse à l'aide d'un détecteur de valeur maximale 15. Ce détecteur n'est efficace que dans la zone de position angulaire de l'arbre du vilebrequin dans laquelle le maximum de l'intensité

lumineuse doit être atteint. A cet effet, le détecteur est com-

mandé par un organe 17 faisant fonction de fenêtre, qui est commandé par la sortie de l'intégrateur 8. Cet organe permet de faire fonctionner le détecteur de valeur maximale 15 uniquement dans une zone angulaire sélectionnée. Le signal constatant la présence d'une valeur maximale est traité dans le circuit de réglage avec la position angulaire de l'arbre du vilebrequin qui lui est associée.Avec la position du maximum, on peut d'une

façon analogue à celle précédemment mise en oeuvre avec la posi-

tion de l'accroissement de l'intensité lumineuse, régler l'ins-

tant d'allumage de façon en soi connue. Comme signal s'y rappor-

tant, le signal de sortie du détecteur de valeur maximale 15

est pareillement indépendant de la grandeur absolue de l'inten-

sité lumineuse en ce point.

L'exploitation du signal de commande Si peut s'effec-

tuer avec une ou plusieurs des installations d'exploitation décrites cidessus. Au total, avec plusieurs des signaux de commande obtenus de cette façon, l'état réel du moteur peut Atre analysé. Sur la figure 4 est représenté dans son principe un schéma spécial par blocsavec possibilités d'exploitation du a signal lumineux différentié. Comme cela a été décrit à propos de la figure 3, une fenêtre 2 est également ménagée ici dans une paroi 1 d'une chambre de combustion, fenêtre derrière laquelle est branché un convertisseur optique électrique 3. Le signal de sortie du convertisseur optique électrique 3 est traité dans un circuit d'adaptation 5 pour obtenir le signal de

commande Si qui correspond à l'évolution de l'intensité lumineuse.

Comme cela a déjà été décrit à propos de la figure 3, le signal

de commande S. est appliqué à une installation de différencia-

tion 9 dans laquelle est différencié le signal d Si/dt, ou bien, en fonction de la position angulaire de l'arbre du vilebrequin,

le signal d Si/d d. Il est en outre prévu également le détec-

teur 6 de position angulaire de l'arbre de vilebrequin, détecteur à la suite duquel est branché l'intégrateur 8 à la sortie duquel

est appliquée une tension proportionnelle à la position angu-

laire. A partir du signal de sortie de l'intégrateur 8 est en outre commandé un premier organe faisant fonction de fenêtre 18 et/ou un second organe faisant fonction de fenêtre 19 et/ou un troisième organe faisant fonction de fenêtre 20. Le premier organe faisant fonction de fenêtre 18 délivre un signal de mise en circuit à un détecteur de valeur maximale 22, si bien que ce détecteur n'est susceptible de fonctionner qu'entre des limites prédéterminées de la position angulaire du vilebrequin. A l'entrée du détecteur de valeur maximale 22 est appliqué le signal de commande d S./dt ou bien d Si/d&' en provenance de i la sortie de l'installation de différenciation 9. Grâce à la détermination de la valeur maximale à l'intérieur des limites de la position angulaire de l'arbre du vilebrequin qui ont été déterminées, le point d'inflexion de la courbe de la figure 1

est déterminé à partir du signal différencié. Si cette condi-

tion du point d'inflexion est remplie, le détecteur de valeur

maximale délivre alors un signal de mise en circuit à un pre-

mier dispositif de maintien de valeur de signal 24 et/ou à un second dispositif de maintien de valeur de signal 25 et/ou à

un troisième dispositif de maintien de valeur de signal 26.

Grâce à ces dispositifs de maintien de valeur de signal (Sample and Hold), des valeurs instantanées peuvent être mises en mémoire et appliquées à une installation de réglage branchée à la suite. Selon la conception de la régulation, un ou plusieurs des dispositifs 24 précités de maintien de valeur de signal sont a485093 reliés à la sortie de l'installation de différenciation 9 et maintiennent la valeur de commande dSi/dt ou bien d S./d i au point d'inflexion. Cette valeur de commande représente la pente de la courbe de l'intensité lumineuse et constitue une mesure de la vitesse de combustion dans la chambre de combustion. Cette valeur de commande peut être appliquée à une installation de

commande 28 quiepar l'intermédiaire d'une soupape 29 de recy-

clage desgaz d'échappement, disposée dans une canalisation 30 de recyclage des gaz d'échappement, commande la quantité recyclée

de gaz d'échappement.

Il y a des procédés de combustion qui comportent une turbulence élevée d'alimentation dans lesquels la combustion peut s'effectuer trop rapidement si bien que des phénomènes de

cognement peuvent survenir. En outre, il en résulte des pres-

sions très élevées et des pointes de température élevées. La vitesse de combustion peut être désormais réduite conformément à l'invention grâce à l'installation précédemment décrite, de sorte que dans le cas d'une vitesse de combustion très élevées, une plus grande quantité de gaz d'échappement est recyclée tandis que dans le cas d'une vitesse de combustion décroissante,

il y a moins de gaz d'échappement recyclés.

A l'aide du second dispositif 25 de maintien de la

valeur de signal, dont l'entrée est reliée à la sortie du cir-

cuit d'adaptation 5, la valeur instantanée de l'intensité lumi-

neuse au point d'inflexion W de la courbe d'intensité lumineuse

selon la figure 1 peut être maintenue. Grace au troisième dis-

positif 26 de maintien de la valeur du signal, la position angu-

laire de l'arbre du vilebrequin dans laquelle se produit le point d'inflexion de la courbe d'intensité lumineuse est en outre maintenue. Grâce à cette valeur de commande, D'instant d'allumage pour le moteur à combustion interne peut de façon en soi connue 9tre modifié dans un circuit de commande 32 branché à la suite. En outre, on peut également d'une façon en soi connue déterminer un signal pour l'irrégularité de marche du moteur à combustion interne à partir de la grandeur des valeurs de signaux, de posïtïon angulaire ou bi0ii.i' intensité lumineuse instantanée au point d'inflexion, en ce que les valeurs de signaux au point d'inflexion sont comparées les unes aux autres pour des cycles successifs et à partir de cette comparaison, les fluctuations de la valeur du signal rapportée à la valeur moyenne de celui-ci sont déterminées au point d'inflexion. Dans un tel circuit 33 de réglage de la régularité de marche, une valeur théorique pour la marge- de fluctuation maximale de la valeur du signal

au point d'inflexion est préréglée"et à partir de la comparai-

son de la valeur réelle avec cette valeur théorique, un signal de commande est formé qui corrige de façon correspondante une

partie constitutive du mélange d'alimentation du moteur à com-

bustion interne, tel que le carburant, l'air ou bien le gaz d'échappement. A partir des trois valeurs du premier, du second et du troisième dispositifs de maintien de valeurde signal, on peut en outre également déterminer dans un circuit de commande 34e établi en-conséquence et qui peut être par exemple un circuit de calcul, un point E' correspondant au point d'accroissement E de la courbe d'intensité lumineuse en fonction de la position

angulaire de l'arbre du vilebrequin. Avec cette valeur de com-

mande rapportée à la position angulaire de l'arbre du vilebre-

quin, on peut désormais commander également l'instant d'allu-

mage. Ceci présente par rapport au procédé décrit en relation avec la figure 3 l'avantagequ'une influence perturbatrice due au choix de la valeur de seuil pour l'intensité lumineusese trouve évitée. D'après le procédé décrit en rapport avec la figure 3, il est nécessaire lorsque le point d'inflammation doit être détecté de façon précise, que la valeur de seuil se situe le plus possible directement au-dessus de l'intensité zéro avant

le point d'inflammation E. Selon la raideur de la pente d'accrois-

sement de l'intensité lumineuse, il en résulte une position angulaire associée de l'arbre de vilebrequin différente. Ee outre, les niveaux de bruit peuvent également aboutir à une

valeur de commande erronée.

L'influence des grandeurs parasites peut toutefois être réduite par la détection du point de croissance indiquée en outre sur la figure 4. A cet effet, il est prévu le second organe à fonction de fenêtre 19, dont le signal de sortie amène un commutateur à valeur de seuil 36 en mesure de fonctionner entre des limites sélectionnées de la position angulaire de l'arbre de vilebrequin. L'entrée du commutateur à valeur de seuil 36 est reliée à la sortie d'une installation de différenciation 9, tandis que la sortie du commutateur à valeur de seuil 36 commande

un quatrième dispositif 37 de maintien de la valeur du signal.

il Ce dispositif est également relié à l'intégrateur 8 c8té entrée

et délivre un signal de commande correspondant à la zone angu-

laire dans laquelle apparait le point de croissance E. On est ainsi certain que seule la valeur lumineuse se situant dans ces limites est exploitée et que pai exemple des valeurs lumineuses se référant directement aux étincelles d'allumage ne sont pas prises en compte. Entre l'instant d'allumage proprement dit et le point d'inflammationese situe de façon connue la phase du retard à l'allumage, dans laquelle aucune émission lumineuse ne peut 9tre mesurée. Avec la valeur de commande délivrée par le quatrième dispositif 37 de maintien (je la valeur du signal, on peut désormais d'une façon en soi connue régler à l'aide d'un circuit de commande 32' l'instant d'allumage ou bien d'une façon

en soi connuesâ l'aide d'un circuit de réglage 33 de la régula-

rité de marcheeinfluencer la composition du mélange venant alimenter la combustion dans les chambres de combustion du

moteur à combustion interne.

En outre, le signal de commande d S./dt ou bien d Si/dok délivré par l'installation de différenciation 9 peut être appliqué à un filtre 39 laissant passer les composantes haute fréquence de ce signal de commande. Le signal présent à

la sortie de ce filtre passe-haut est, après un redressement.

éventuel, appliqué à un dispositif de valeur de seuil 40 qui est mis en mesure de fonctionner par le troisième organe 20 faisant fonction de fenêtre. Le dispositif à valeur de seuil est alors efficace au voisinage du maximum de la courbe d'intensité lumineuse. Grâce au dispositif à valeur de seuil, une intensité

minimale d'une fluctuation K se superposant à la courbe d'inten-

sité lumineuse et qui doit être imputée à une combustion donnant lieu à cognement du moteur à combustion interne, est détectée et appliquée à une installation de commande 41 branchée à la suite, grâce à laquelle des mesures peuvent être prises pour s'opposer au cognement. Ces mesures sont par exemple le décalage de l'instant d'allumage, la modification de la composition du

mélange, l'abaissement de la pression d'alimentation, l'éléva-

tion du taux des gaz d'échappement recyclés, ainsi que d'autres mesuresconnues. Sur la figure 2, la fluctuation de l'intensité lumineuse résultant d'une combustion donnant à un cognement est indiquée en tirets. Il s'est avéré que ces "fluctuations de cognement" interviennent avec une intensité notablement plus importante que celle que l'on peut constater dans le cas du

diagramme de pression de la chambre de combustion. En consé-

quence, la détection de l'émission lumineuse convient d'une manière particulièrement avantageuse pour détecter précocement une combustion donnant lieu à un cognement et pour l'éviter

grâce à une action de réglage appropriée.

Les installations décrites peuvent être mises en oeu-

vre aussi bien dans le cas de moteurs à combustion interne à allumage séparé que dans le cas de moteurs à combustion interne

à auto-allumage. Dans le cas de ces derniers, l'instant d'allu-

mage est de façon connue déterminé par l'instant d'injection du carburant dans la chambre de combustion. On peut ainsiodans les deux procédés de combustioneparler d'un instant d'allumage, le

point de départ étant dans l'un des cas l'émission de l'étin-

celle d'allumage et dans l'autre cas le début de l'injection de carburant. Dans un autre exemple de réalisation représenté sur

la figure 5, les signaux lumineux sont détectés dans tous les-

cylindres du moteur à combustion interne et, dans le cas d'un moteur à combustion interne à quatre cylindres, sont appliqués à quatre convertisseurs optiques-électroniques 3, 50 à 52. Les signaux de sortie de ces convertisseurs sont appliqués à un circuit d'exploitation qui, comme cela a déjà été décrit, peut être une installation de différenciation 9 avec une détection de valeur de seuil incorporée ou bien un détecteur de valeur maximale 15. Il est alors important qu'un point caractéristique de l'évolution du signal lumineux soit détecté, dans le cas

représenté, le point d'inflammation (ou bien la valeur maximale).

La sortie est appliquée par l'intermédiaire d'une porte ET 53 à l'entrée D d'une bascule D 54. Un dispositif de détection 55 couplé avec l'arbre de vilebrequin ou bien l'arbre à cames est constitué d'une pièce rotative 60 comportant des repères d'angle

56 à59, ces repères d'angle 56 à 59 étant balayés par un détec-

teur 61. Ce détecteur peut par exemple être un détecteur de Hall,

un détecteur inductif ou bien un détecteur optique. Dans l'exem-

ple de réalisation, la pièce tournante 60 est reliée à l'arbre à came d'un moteur à combustion interne à quatre cylindres. Les repères d'angle 56 à 59 embrassent un angle P entre une position angulaire S théorique de l'arbre de vilebrequin et le point mort OT qui doit coïncider avec le point caractéristique de la courbe

d'intensité lumineuse.

Le détecteur 61 est relié avec une autre entrée, inversante, de la porte ET, 53, avec l'entrée de cadencement C de la bascule 54 ainsi qu'avec une entrée d'un inverseur 62, dont la sortie commande l'entrée de cadencement de décalage 63 d'un registre à décalage 64. La sortie de la bascule 54 délivre

a une autre entrée 65 la valeur à mettre en mémoire. Le regis-

tre à décalage comporte huit emplacements de mémoire reliés à un totalisateur 66. La sortie du totalisateur 66 délivre la valeur réelle à un point de sommation 67, la valeur totalisée théorique étant donnée à l'avance par un émetteur de valeur

théorique 68. La sortie du point de totalisation 67 est appli-

quée par l'intermédiaire d'un régulateur 69 revêtant par exem-

ple la forme d'un régulateur P au circuit de commande 32 pour

la modification de l'instant d'allumage. Un tel circuit de com-

mande susceptible de modifier l'instant d'allumage dans un sens ou dans l'autre en fonction d'un signal d'entrée est par exemple

* connu par le document DE-OS 27 40 044.

Le mode de fonctionnement de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 5 va 9tre expliqué en se référant aux

diagrammes de signaux représentés sur la figure 6. On a repré-

senté le cas o le point d'inflammation E est exploité dans l'installation de différenciation 9 comme point caractéristique de l'évolution du signal lumineux U3. On obtient alors côté sortie un signal U9 dont le flanc montant coïncide avec le point caractéristique E. En fonction des repères angulaires 56 à 59, le dispositif détecteur 55 délivre une succession de signaux U55. Grâce à l'installation de réglage représentée sur la figure 5, l'instant d'allumage doit être réglé de façon telle que le point d'inflammation, donc le flanc montant du signal U9, coïncide avec la position angulaire théorique S de l'arbre de

vilebrequin. Dans le premier cas représenté, le point d'inflam-

mation est trop tardifdans le second cas représenté il est trop précoce.Ceci se manifeste en ce que dans le premier cas, du fait de l'intervention simultanée d'un signal U9 et d'un signal inversé U55, on maintient un signal de sortie U53 de la porte ET

53 gràce auquelèlors de l'intervention simultanée du flanc mon-

tant d'un signal de cadencement U55, la bascule 54 est position-

née. Avec le flanc montant suivant d'un signal U55, la bascule 54 est remise à zéro, dans la mesure o un signal U53 n'aurait pas été obtenu à nouveau. Dans le cas d'un point d'inflammation trop précoce (second cas représenté) ceci ne se produit pas (pas de signal U53). Avec chaque flanc montant du signal inversé

de détecteur U62, il est vérifié si la bascule 54 est position-

née, donc si le point d'inflammation est trop tardif. Le signal 1 s'appliquant à cet instant à la sortie de la bascule 54 est pris en charge dans le registre à décalage 64. Si le point d'inflammation est trop précoce, un signal 0 sera pris en charge de façon correspondante. Le réglage est fait sur une valeur moyenne, c'est-à-dire lorsque respectivement quatre des huit emplacements d'une mémoire contenue dans le registre à décalage 64 sont affectés des signaux 0 (point d'inflammation trop précoce) tandis que quatre emplacements de mémoire sont affectés de signaux 1 (point d'inflammation trop tardif), alors on a en moyenne un instant d'allumage correct et aucune régulation à la suite n'est effectuée. La somme de tous les contenus de mémoire est dans ce cas le nombre quatre qui est comparé au point de totalisation avec le nombre quatre de l'émetteur de valeur théorique 68. Dans le cas d'un franchissement vers le haut ou vers le bas de ce nombre quatre dans la somme des

valeurs dans le registre à décalage 64, une régulation corres-

pondante de l'instant d'allumage est effectuée.

Le procédé correspondant à la disposition décrite con-

vient aussi bien pour une régulation analogique que pour une régulation numérique de préférence par un microprocesseur. Au lieu d'un réglage électronique de l'instant d'allumage, ce réglage peut également s'effectuer par l'intermédiaire d'un

organe de réglage agissant sur le répartiteur d'allumage. -

Au lieu d'un registre à décalage unique 64 pour l'en-

semble du moteur à combustion interne, un registre à décalage peut être également associé en propre à chaque cylindre, si bien

qu'également une surveillance de l'état du moteur peut s'effec-

tuer en ce que les contenus du registre à décalage sont comparés

entre eux. Dans le cas d'un écart trop important, un avertisse-

ment approprié peut être délivré.

Claims

R E V E N D I C A T I 0 N S

1 ) Procédé pour régler la combustion des produits dosés destinés à l'alimentation des chambres de combustion d'un

moteur à combustion interne, en utilisant comme grandeur de com-

mande les signaux lumineux prenant naissance dans la chambre de combustion, procédé caractérisé en ce qu'on détecte l'évolution

de l'intensité lumineuse pendant le déroulement de la combus-

tion et que l'on forme une grandeur de commande correspondante dérivée de cette évolution grâce à laquelle est commandée une

installation de réglage du moteur à combustion interne.

) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en

ce que le signal correspondant à l'intensité lumineuse instan-

tanée dans la chambre de combustion est différentié et que par l'intermédiaire d'un circuit d'exploitation, au moins un point

caractéristique (maximum, point d'inflexion, point de croissan-

ce) de l'évolution du signal différentié est détecté par rap-

port à la position angulaire de l'arbre du vilebrequin en tant

que grandeur dérivée.

) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, à partir du signal différentié, au moins un des points d'inflexion et la position angulaire de l'arbre du vilebrequin correspondant à ce point, est déterminé comme valeur réelle, comparé avec une valeur théorique d'angle de vilebrequin, et l'instant d'allumage est corrigé en fonction de l'écart entre

la valeur réelle et la valeur théorique.

) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, à partir du signal différentié, au moins un des points

d'inflexion et une des valeurs de signaux concernant la posi-

tion angulaire de l'arbre de vilebrequin ou bien l'intensité

lumineuse qui existent en ce point, au cours des cycles succes-

sifs, est détectée dans au moins un des cylindres du moteur à

combustion interne, et les fluctuations de ces valeurs de si-

gnaux en au moins un des points d'inflexion sont retenues en

tant que valeur de commande, laquelle est comparée avec une va-

leur théorique de la marge de fluctuations admissible, tandis qu'après franchissement vers le haut ou vers le bas de la valeur

théorique, la quote-part de l'une des substances du mélange ali-

mentant le moteur à combustion interne, mélange constitué de car-

burant d'air et/ou de gaz d'échappement, est corrigé ou bien

l'instant d'allumage est corrigé.

) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal différentié d'intensité lumineuse est comparé à l'aide d'une installation à valeur de seuil avec une valeur minimale, et au point de franchissement vers le haut, un signal de commande correspondant à la position angulaire de l'arbre du vilebrequin est retenu comme valeur réelle, cette valeur réelle étant comparée avec une valeur théorique de l'angle de l'arbre du vilebrequin et l'instant d'allumage et/ou une quote-part

d'une substance du mélange d'alimentation du moteur à combus-

tion interne est modifié de façon correspondant à l'écart entre

la valeur réelle et la valeur théorique.

) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal différentié d'intensité lumineuse est comparé avec une valeur minimale à l'aide d'un commutateur à valeur de

seuil, et le signal lumineux au point de commutation du commu-

tateur à valeur de seuil est maintenu dans les cycles succes-

sifs du moteur à combustion interne, tandis qu'à partir de ces

valeurs déterminées dans des cycles successifs du moteur à com-

bustion interne et des fluctuations de ces valeurs rapportées à une valeur moyenne, une grandeur de commande est constituée

qui est comparée avec une valeur théorique de la marge de fluc-

tutations admissible, la quote-part de l'une des substances constituant le mélange d'alimentation du moteur à combustion interne et/ou l'instant d'allumage étant modifié selon que la

valeur théorique est franchie vers le haut ou vers le bas.

) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en

ce que le signal lumineux différentié est comparé avec une va-

leur minimale à l'aide d'un commutateur à valeur de seuil et une valeur de signal correspondant à la position angulaire de l'arbre de vilebrequin au point de commutation du commuteur à

valeur de seuil dans les cycles successifs du moteur à combus-

tion interne est retenue, tandis qu'à partir de cette valeur de signal ainsi déterminée et de ces fluctuations par rapport à une valeur moyenne une grandeur de commande est constituée qui est comparée avec une valeur théorique de la marge de fluctuations admissible, la quote-part de l'une des substances constituant le mélange d'alimentation du moteur à combustion interne et/ou

l'instant d'allumage étant modifié selon que la valeur théori-

que est franchie vers le haut ou vers le bas.

80) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, à partir du signal différentié, au moins un des points

d'inflexion et, en ce point, la valeur absolue du signal lui-

m8me et/ou du signal différentié, est utilisé comme un signal

représentatif pour la vitesse de combustion en tant que gran-

deur de commande pour le dosage de quantités recyclées de gaz d'échappement. ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, à partir du signal différerntié, on filtre une fraction de ce signal dépassant une fréquence déterminée et avec l'aide d'un dispositif à valeur de seuil, on compare l'amplitude de la fluctuation ainsi filtrée avec une valeur minimale, et en cas de dépassement de celle-ci, l'installation de commande est mise en oeuvre grâce à laquelle les grandeurs de fonctionnement sont

commandées pour empêcher une combustion provoquant un cognement.

100) Procédé selon la revendication 1, en ce que le

signal d'intensité lumineuse est intégré à l'aide d'une instal-

lation d'intégration et est appliqué en tant que signal pour l'état de la chambre de combustion à l'installation d'affichage

ou bien est appliqué à l'installation de réglage, gr9ce à la-

quelle la quote-part en carburant ou bien en mélange carburant-

air à l'alimentation de la chambre de combustion est susceptible

d'être commandée.

) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les fluctuations du signal lumineux intégré rapporté à

la valeur moyenne sont prises en compte comme grandeurs de me-

sure pour la régularité de marche d'un moteur à combustion in-

terne et sa comparaison avec une marge de fluctuations admissi-

ble est utilisée pour le réglage du mélange carburant-aire du

recyclage des gaz d'échappement ou bien de l'instant d'allumage.

120) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de l'intensité lumineuse est intégré dans un dispositif intégrateur et est appliqué en tant que signal de

l'état de la chambre de combustion à une installation d'optima-

lisation gràce à laquelle l'instant d'allumage et/ou la compo-

sition du mélange d'alimentation sont susceptibles d'8tre modi-

fiées. 13 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, avec un détecteur de valeur maximale à partir du signal d'intensité lumineuse ou avec un détecteur de passage par 0 à partir du signal différentié, le maximum de la densité lumineuse et la position angulaire de l'arbre de vilebrequin correspondant à ce maximum, est déterminée en tant que valeur réelle et est

comparée avec une valeur réelle de la position angulaire de l'ar-

bre de vilebrequin en ce point, tandis qu'en fonction de l'écart entre la valeur réelle et la valeur théorique, l'instant d'allu- mage et/ou une quote-part d'une substance constituant le mélange

venant alimenter la combustion dans le moteur à combustion in-

terne est modifié.

) Procédé selon l'une quelconqule des revendications

2 à 12, caractérisé en ce que, avec un signal de vitesse de ro-

tation se rapportant au cylindre dont l'émission lumineuse de

la chambre de combustion est détectée, au moins un organe fai-

sant fonction de fenêtre est commandé, grâce auquel sur une zone

sélectionnée d'angle d'arbre de vilebrequin, un signal de com-

mande susceptible d'être délivré à partir d'un angle d'arbre de vilebrequin de référence, signal grâce auquel le dispositif

d'exploitation du signal lumineux est susceptible d'être comman-

- dé pour être prêt à fonctionner.

) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le signal lumineux intégré est utilisé comme grandeur de

référence pour le signal lumineux lui-même, pour le signal dif-

férencié ou le signal intégré.

) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en

ce qu'un signal obtenu au point caractéristique est comparé se-

lon l'ordre de succession dans le temps pendant plusieurs cycles avec un signal obtenu en une position angulaire théorique de l'arbre du vilebrequin, l'une de deux valeurs différentes étant mise en mémoire en fonction de l'ordre de succession déterminé, la somme des valeurs ainsi mise en mémoire étant comparé en tant que valeur réelle avec une valeur totalisée théorique, et en

fonction de l'écart, la quote-part de l'une des substances cons-

tituant le mélange d'alimentation du moteur à combustion interne

et/ou l'instant d'allumage sont modifiés.

) Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la valeur totalisée théorique corresponde- w chaque fois à la somme d'un même nombre des valeurs différentes mises en mémoire.

> Procédé selon l'une quelconque des revendications

16 et 17, caractérisé en ce que la mise en mémoire s'effectue

pendant plusieurs cycles dans un registre à décalage (64).

) Procédé selon l'une quelconque des revendications

16 à 18, caractérisé en ce qu'une mise en mémoire s'effectue séparément à partir des valeurs correspondant au moins à deux cylindres, un écart inadmissible étant alors susceptible d'9tre constaté par comparaison des valeurs ainsi mises en mémoire.