FR2594890A1

FR2594890A1 - Procede et systeme d'injection electronique a regulation par sonde l pour moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR2594890A1
Application number: FR8602557A
Authority: FR
Inventors: Remi Lefevre; Francis Prampolini
Original assignee: Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1986-02-25
Filing date: 1986-02-25
Publication date: 1987-08-28
Anticipated expiration: 2006-02-25
Also published as: ATE51681T1; US4766871A; DE3762145D1; FR2594890B1; EP0236207A1; EP0236207B1

Abstract

Suivant ce procédé, le calculateur électronique détermine le temps d'ouverture Ti de l'injecteur à partir d'un temps nominal Tin fonction de paramètres de fonctionnement du moteur et d'un terme alpha cl de correction proportionnelle et intégrale fonction de l'état du signal de la sonde lambda. Plus particulièrement, on effectue une estimation prédictive Re de richesse des gaz d'échappement à partir de paramètres de fonctionnement du moteur et du retard pur m, déterminée expérimentalement, entre l'injecteur 2 et la sonde 12, on élabore au moins un signal de sonde simulé Ss lambda à partir de ladite estimation prédictive de richesse, on élabore ledit terme de correction alpha cl à partir du signal de sonde simulé Ss lambda et on modifie périodiquement ledit terme de correction alpha cl en réponse à la détection d'une différence entre l'état du signal de sonde mesuré S lambda et l'état d'un signal de sonde simulé retardé Ss lambda. Application aux véhicules à moteur à combustion interne. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

L'invention concerne un procédé et un sys-

tème d'injection électronique à régulation par sonde x pour moteur à combustion interne, du type comportant au moins un injecteur dont le temps d'ouverture est commandé par un calculateur électronique en fonction de paramètres de fonc- tionnement du moteur et de l'état de la sonde A. La sonde À est un capteur dont la tension de sortie peut basculer entre un niveau haut (mélange riche) et un niveau bas (mélange pauvre) situés de part et d'autre

d'un seuil correspondant au rapport stoechiométrique (ri-

chesse "1"). Le signal de sortie de la sonde A est mis en forme dans le calculateur électronique d'injection et

l'information logique qui en résulte est un signal rectan-

gulaire auquel, par convention, on attribue la valeur "+1" lorsqu'il est au niveau haut et la vapeur "-1" lorsqu'il

est au niveau bas.

La régulation adaptée à ce genre d'information est la superposition d'une régulation du type proportionnel

et d'une régulation du type intégral. La correction pro-

portionnelle permet d'accrottre la fréquence de régulation,

tandis que la correction intégrale permet plus particulière-

ment de passer d'un point de fonctionnement à un autre adap-

té différemment en richesse, c'est-à-dire de faire face à une

désadaptation de richesse.

La régulation en boucle fermée de l'injection au moyen d'une sonde A est essentiellement utilisée lorsque

le système d'échappement du moteur est équipé d'un cataly-

seur destiné à réduire les émissions de composants indési-

rables (polluants) des gaz d'échappement. En effet, cette régulation permet d'asservir la richesse du mélange air/ carburant admis dans le moteur autour de la valeur A = 1, ce qui est une condition indispensable à la combustion

satisfaisante des composants toxiques par le catalyseur.-

Le bon fonctionnement de ce dernier nécessite donc une régulation du mélange qui soit précise et présente la plus faible inertie possible. En d'autres termes, une fréquence de régulation ou de basculement de la sonde élevée

favorise un fonctionnement efficace du catalyseur.

A cet effet, différentes solutions ont été

proposées pour optimiser les termes de correction propor-

tionnelle et intégrale et, malgré leur efficacité certaine,

ces solutions se heurtent à certaines limites.

L'invention propose un procédé et un système d'injection à régulation par sonde 4 qui se différencient

fondamentalement des solutions traditionnelles tout en per-

mettant d'accrottre sensiblement la fréquence de régulation.

En outre, l'invention peut être combinée avec certaines de

ces solutions traditionnelles pour accrottre encore l'effi-

cacité de la régulation.

Les buts de l'invention sont atteints au moyen d'un procédé de dosage du carburant fourni à un moteur à combustion interne par au moins un injecteur commandé par un calculateur électronique associé à une sonde délivrant un signal susceptible de prendre l'un ou l'autre de deux états fonctions de la composition des gaz d'échappement, suivant

lequel le calculateur électronique détermine le temps d'ou-

verture de l'injecteur à partir d'un temps nominal fonction de paramètres de fonctionnement du moteur et d'un terme de correction proportionnelleetintégrale fonction du signal de la sonde, caractérisé en ce qu'on effectue une estimation prédictive de richesse des gaz d'échappement à partir de paramètres de fonctionnement du moteur et du retard pur, déterminé expérimentalement, entre l'injecteur et la sonde, on élabore au moins un signal de sonde simulé à partir de ladite estimation prédictive de richesse, on élabore ledit terme de correction à partir du signal de sonde simulé et on modifie périodiquement ledit terme de correction en réponse à la détection d'une différence entre l'état du signal de sonde mesuré et l'état d'un signal de sonde simulé retardé. Suivant une caractéristique, on élabore un

premier signal de sonde simulé par comparaison de l'estima-

tion prédictive de richesse avec des premiers seuils haut

et bas égaux respectivement aux seuils haut et bas de change-

ment d'état de la sonde, on obtientle signal de sonde simulé retardé par un décalage temporel dudit premier signal égal audit retard pur, onélabore un second signal de sonde simulé par comparaison de l'estimation prédictive de richesse avec des seconds seuils haut et bas supérieurs respectivement aux premiers seuils haut et bas, et on élabore'leditterme

de correction à partir du second signal de sonde simulé.

Suivant une autre caractéristique, on élabore

un terme de référence représentatif de la correction à appor-

ter audit temps nominal pour obtenir un état de la sonde représentatif de la richesse "1" et on calcule une valeur brute estimée de richesse en fonction de la différence

entre le terme de correction et le terme de référence.

L'invention a également pour objet un système d'injection électronique pour la mise en oeuvre du procédé

défini ci-dessus, comprenant au moins un injecteur de carbu-

rant ctté admission du moteur, une sonde sensible à la compo-

sition des gaz d'échappement, des capteurs de mesure de pa-

ramètres de fonctionnement du moteur et un calculateur élec-

tronique qui commande le temps d'ouverture de l'injecteur en fonction desdits paramètres et du signal de sortie de ladite sonde, caractérisé en ce que ledit système comprend une mémoire morte de valeur numérique de retard pur adressable par le calculateur en fonction de la pression

d'air à l'admission du moteur.

D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention ressortiront de la description qui va suivre

d'un mode de sa réalisation donné uniquement à titre d'exemple et illustré par les dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma- bloc d'un système

d'injection pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'in-

vention.

La figure 2 est un schéma fonctionnel illus-

trant la régulation prédictive en boucle fermée du procédé

suivant l'invention.

La figure 3 est un organigramme illustrant

le programme d'initialisation du calculateur d'injection.

La figure 4 est un organigramme de fonctionne-

ment du calculateur d'injection pour la mise en oeuvre du

procédé de l'invention.

La figure 5 est un chronogramme montrant, en fonction du nombre N de demitours moteur, l'évolution

dtun certain nombre de signaux représentatifs du fonctionne-

ment du système d'injection suivant l'invention.

Les figures 6 à 8 sont des graphiques montrant respectivement l'efficacité d'un pot catalyseur et l'analyse spectrale de la période moteur sans et avec le procédé de l'invention. Le schéma-bloc de la figure 1 montre un moteur à combustion interne à allumage commandé 1 équipé

d'un injecteur 2 coté admission 3 et d'un catalyseur 4 d'épu-

ration de gaz d'échappement coté échappement 5.

L'injecteur 2 est commandé par un microcalcu-

lateur programmé 6 par l'intermédiaire d'un circuit de puis-

sance 7. Le microcalculateur 6 détermine le temps nominal Tin d'ouverture de l'injecteur 2 en fonction de la pression

d'air mesurée par un capteur de pression 8 placé ctté ad-

mission 3 et de la vitesse de rotation du moteur. Cette der-

nière information est délivrée par un capteur 9 devant lequel défilent les dents d'une cible 10 solidaire en rotation du

vilebrequin du moteur. La cible 10 peut également être pour-

vue d'un ou plusieurs accidents placés dans une position angulaire prédéterminée pour fournir une information de position angulaire par l'intermédiaire du capteur 9, ou une deuxième cible associée à un capteur supplémentaire

peuvent Otre prévus à cet effet.

Le temps nominal Tin peut être corrigé par le microcalculateur 6 en fonction d'autres informations

telles que la température de l'air atmosphérique, la tempé-

rature de l'eau de refroidissement du moteur, etc.... qu'il

reçoit éventuellement sur des entrées auxiliaires 11.

Le temps nominal Tin est également corrigé à partir de l'information délivrée par une sonde A 12

disposée c8té échappement 5, entre le moteur 1 et le cata-

lyseur 4. Le signal de sortie de la sonde A est mis en forme dans le microcalculateur 6 et il présente alors l'allure du signal S A de la figure 5. Ce signal SA contient une information sur la teneur en oxygène résiduel des gaz d'échappement, et également sur le rapport momentané d'air et de carburant du mélange aspiré par le moteur. Les niveaux haut et bas de ce signal S A, auxquels sont affectées

respectivement des valeurs numériques à+1" et "-1", corres-

pondent à des richesses respectivement supérieure et infé-

rieure au rapport stoechiométrique (richesse "1").

Comme on le verra dans la suite, l'état de la sonde n'est pas l'image instantanée de la richesse du mélange admis dans le moteur car il existe un retard pur entre l'injecteur 2 et la sonde A 12. Ce retard pur,

déterminé expérimentalement, est stocké sous forme de va-

leurs numériques dans une mémoire morte 13 adressable par le calculateur 6 en fonction de la pression d'air à l'admission du moteur. La mémoire morte 13 peut être interne

ou externe au calculateur 6.

On considèrera dans la suite que l'ensemble décrit à la figure 1 concerne un moteur à quatre cylindres comportant un seul injecteur s'ouvrant pendant un temps Ti

à chaque demi-tour du moteur. Cependant, il doit être com-

pris que l'invention n'est nullement limitée à cet exemple spécifique et s'applique à tout type de moteur à allumage

commandé, quel que soit le nombre d'injecteurs et de cy-

lindres qui l'équipent. De même, les paramètres de calcul du temps nominal Tin d'ouverture de l'injecteur 2 sont donnés uniquement à titre d'exempleset l'on peut, entre

autres, utiliser un capteur de débit d'air au lieu du cap-

teur de pression 8 coté admission 3. Dans ce cas, la mé-

moire 13 contenant les valeurs numériques de retard pur

est adressée en fonction du débit d'air au lieu de la pres-

sion.

Le temps Ti d'ouverture de l'injecteur 2 cal-

culé par le microcalculateur 6 est donné par la formule suivante: Ti = Tin (1 + ccl) + Tio (1) o K

- Tin représente le temps nominal d'ouver-

ture calculé de manière classique en fonction des paramètres

principaux et auxiliaires de fonctionnement du moteur men-

tionnés plus haut; - Tio est le temps nécessaire pour que l'in-

Jecteur commence à débiter après son excitation par le cir-

cuit de puissance 7;

- c>cl est le terme de correction ou coeffi-

cient de régulation par sonde;

- K est un coefficient de valeur prédéter-

minée en fonction de la dynamique désirée sur la correc-

tion de Tin.

Dans le cas d'un microcalculateur 8 bits, on peut prendre K = 256 et o(cl peut varier entre 0 et 256, sa valeur nominale étant 128. Par conséquent, la formule (1) peut s'écrire: Ti = Tin (1 + Ocl) + Tio, le terme 1 + cl pouvant varier entre la valeur 1 ( O<cl = 0) et la valeur 2 (C<cl = 256), la valeur nominale

étant de 1,5 ( rcl = 128).

Le coefficient OScl détermine les corrections proportionnelle et intégrale et est généralement exprimé par la formule: C(cl (n) = C<4cl (n- ) - H (SA (n) - S A (n-l))- GS, (n) (2) o: - n représente le nombre de demi-tours effectués par le moteur depuis le dernier basculement de la sonde 12;

- H est un coefficient fixe ou variable déter-

minant l'amplitude de la correction proportionnelle;

- G est un coefficient fixe ou variable dé-

terminant le gain de la correction intégrale.

En variante, le gain de la correction intégrale peut être une fonction croissante du délai écoulé depuis le dernier basculement de la sonde 12, par exemple une fonction parabolique si vQcl est de la forme suivante: cicl(n) = C cl(n-1) - H(SX (n) - SA (n-1)) - nGSA (n) (3) o G est alors un coefficient fixe prédéterminé intervenant

dans la détermination du gain de la correction intégrale.

L'invention se distingue des solutions rappe-

lées ci-dessus de détermination du terme de correction <cl

par le fait qu'à cet effet elle ne fait pas appel directe-

ment au signal de sonde mesuré SA, mais à un signal de sonde simulé Ss A. Le procédé suivant l'invention est en effet basé sur le fait que le temps d'injection Ti est réglé à partir d'une estimation de richesse et que l'observation

du signal de sonde mesuré S> sert A réajuster périodique-

ment cette estimation. Ceci permet de s'affranchir du retard

pur entre l'injecteur et la sonde et, donc, de ce pas atten-

dre son basculement pour effectuer la correction proportion-

nelle, ce qui a pour conséquence d'augmenter la fréquence

d'oscillation de richesse.

Si l'on pose en effet que t est la valeur de ocl pour laquelle le temps d'injection conduit à un mélange de richesse 1, soit Ti( a) = Ti richesse 1, on peut écrire: Ti( C<cl) - Ti (C) = aTi/Ti richesse 1 cl (4) Compte tenu de la fonction de transfert entre l'injecteur et la sonde A, on a: Richesse np ()/Ti Richesse 1 1 + p Ti richesse Par conséquent, le terme /(n) = (n) - (n) I +X p

est représentatif de l'écart de richesse par rapport à la ri-

chesse 1 au niveau de la sonde A à l'instant n + m + 1,

m représentant le retard pur entre l'injecteur et la sonde.

Le procédé de régulation prédictive en boucle fermée mettant en oeuvre ce concept sera maintenant décrit

en se reportant au schéma fonctionnel de la figure 2.

Les blocs 13 et 14 représentent les valeurs

initiales de oQcl et ce et l'on effectue en 15 la diffé-

rence O< cl - &. Le bloc 16 représente un filtrage passe-

bas à la sortie duquel on obtient le terme = (o.cl - o).

Le bloc 17 représente l'ensemble du système de la figure 1 et comporte notamment comme grandeur le temps d'injection Ti et la position angulaire Qm du moteur dont est déduit le nombre n de demi-tours moteur qui se sont écoulés depuis le dernier basculement de la sonde. Les grandeurs de sortie du bloc 17 sont la pression mesurée P et le signal de sonde mesuré S X. Le bloc 18 représente un filtrage

passe-bas de la pression P et l'on effectue en 19 la diffé-

rence P - *. Cette différence est multipliée par le coeffi-

cient K' en 20, le terme K' (P - P). étant positif en accé-

lération et négatif en décélération, et permettant de prendre en compte les problèmes de mouillage des parois du collecteur d'admission par le carburant. On effectue en 21 la différence - K' (P - P) et l'on retranche en 22 de cette différence le terme K2-SS A (n) - S. (n27. On obtient donc en 22 une grandeur Re qui constitue une estimation

de richesse non retardée au niveau des gaz d'échappement.

Le bloc 23 représente l'hystérésis de la sonde A et reconstitue à l'instant n (demi-tour n) un signal de sonde simulé S'sAqui est une estimation prédictive de

ce que sera le signal de sonde mesuré SA à l'instant n + m +1.

Par ailleurs, le bloc 24 représente la déter-

mination du retard pur m en fonction de la pression d'air P mesurée à l'admission du moteur. Le bloc 25 représente

un retard pur m apporté sur le signal S's A (n), correspon-

dant A une fonction de transfert e - P, et l'on effectue N en 26 la différence entre le signal de sonde simulé S"s A.(n) et le signal de sonde mesuré S A (n). Cette différence est multipliée par le coefficient K2 en 27 pour être réinjectée en 22 comme expliqué précédemment. Par ailleurs, cette même différence S"s A (n) - SA (n) est multipliée par K1 en 28

pour être réinJectée en 15.

Comme le montre la figure 5, un écart entre le signal de sonde simulé S"s A (n) et le signal de sonde mesuré S (n) a pour cause une mauvaise estimation, donc une erreur, sur le terme &c ( ociel est connu),qui est donc corrigée par l'intermédiaire du coefficient K1 (correction intégrale) ,et a pour conséquence une erreur sur le calcul d'estimation de richesse en cours qui est corrigée par

l'intermédiaire du coefficient K2 (correction intégrale).

La correction proportionnelle et intégrale sur le coefficient oCcl est effectuée à partir d'un deuxième signal de sonde simulé Ss A (n) élaboré par le bloc 29 à partir de l'estimation de richesse non retardée Re. Ce bloc 29 possède une hystérésis plus importante que le bloc 23, ce qui permet des basculements plus francs de la sonde

12 puisque les excursions de richesse se trouvent ampli-

fiées. Les blocs 30 et 31 représentent respectivement les corrections intégrale et proportionnelle et la différence obtenue en 32 représente le terme àC<cl qui est retranché en 33 du c<cl initial. On obtient donc à la sortie de 33

le terme OCcl qui est injecté en 15 avec le terme &c ré-

sultant de la différence effectuée en 34 entre le (initial

(bloc 14) et le 6cP calculé (bloc 28).

- La figure 4 est un organigramme de fonctionne-

ment du calculateur 6 qui permet de mettre en oeuvre le schéma d'asservissement de la figure 2. La figure 3 est un organigramme d'un programme d'initialisation qui se déroule

lors du démarrage du moteur.

Dès réception d'une instruction d'initialisa-

tion (étape 40), le calculateur 6 charge une valeur prédé-

terminée XX dans un compteur CPT qui décompte les demi-tours moteur (étape 41). L'étape suivante 42 consiste à émettre un drapeau de valeur 0, puis on fixe les valeurs initiales de ce et CO(cl à l'étape 43 ( q= c<cl = 128) et de et Re à l'étape 44 ( '.* Re = 0). L'étape 45 représente la

fin du programme d'initialisation.

Le déroulement du programme principal de la figure 4 sera maintenant décrit en se référant également au chronogramme de la figure 5. Ce programme se déroule à chaque détection du passage du moteur par une position angulaire prédéterminée, par exemple le passage d'un

piston par le point mort haut (étape 50). L'étape sui-

vante 51 est un test pour déterminer si le moteur est ou non encore dans sa phase de démarrage. Si tel est le cas, le compteur CPT n'a pas encore été décompté et le drapeau fixé à l'étape 42 du programme d'initialisation est toujours à 0. La réponse négative au test 51 conduit alors à l'étape 52 o le terme de correction otcl est calculé de manière classique à partir du signal de sonde mesuré SA (n): oQcl =okcl - G1S (n) - H1 (Sa (n) - SA (n-l)). A l'étape suivante 53, on calcule le terme de référence c: =o &+ x (Ccl - j)

o x est un coefficient de valeur fixe prédéterminée.

L'étape 54 qui suit consiste à donner au signal de sonde simulé s"sÀ (n) la valeur que présente le signal de sonde

mesuré SA (n) au nième demi-tour.

Si, comme cela sera expliqué par la suite, la phase de démarrage du moteur est terminée et celui-ci a effectué un nombre de demi-tours au moins égal à celui XX

fixé dans le compteur CPT à l'étape 41 du programme d'ini-

tialisation, la valeur du drapeau s'est trouvée fixée à 1 et la réponse au test 52 est positive. A l'étape 55 on donne alors au signal de sonde simulé retardé S"s A (n) la valeur que présentait le signal de sonde simulé non retardé S's?.(n-m) -m demi-tours plus tôt. Ceci peut être visualisé

sur la figure 5 o l'on constate que le signal SIs Aest dé-

calé par rapport au signal S's A du retard pur m fonction de la pression P. On calcule ensuite à l'étape 56 le terme de référence Oi:

o(n) ="(n-1) + Kl (S"sN (n) - S\(n.

Les étapes 54 et 56 conduisent toutes deux A l'étape 57 de calcul du termeA: (n) =P (n-1) + k Zcel(n-1) -(n) -f (n-1L7 o k est un coefficient de valeur fixe prédéterminée. On

effectue ensuite en 58 un filtrage passe-bas sur la pres-

sion mesurées P = P + x' (P - P) o x' est un coefficient

de valeur fixe prédéterminée.

L'étape suivante 59 est le calcul de l'esti-

mation prédictive de richesse non retardée Re:

Re =3 (n) - K'(P - F) - K2C-S"s, (n) - S A (n27.

L'étape 59 est suivie d'une série de tests pour comparer l'estimation de richesse Re à des seuils D+ et

D- d'une part et D'+ et D'- d'autre part. Les seuils D+ et D-

sont symétriques par rapport à la richesse 1, de même que les

seuils D'+ et D'- qui sont supérieurs aux seuils D+ et D- res-

pectivement. Pour des raisons de commodité, seuls les seuils

D+ et D' ont été représentés sur la figure 5, ce qui corres-

pond à un fonctionnement en mélange riche, mais on peut en dé-

duire immédiatement les différents signaux qui seraient obtenus en cas de fonctionnement en mélange pauvre par comparaison de

la richesse estimée Re avec les seuils D- et D'-.

Le premier test 60 qui suit l'étape 59 consiste à comparer Re au seuil D+. Si Re est supérieur ou égal à D+, on fixe au signal Ss À (n) la valeur + 1 (étape 61)o Dans le cas contraire, on passe au test 62 o l'on compare Re au seuil D-. Si Re est inférieur ou égal à D-, on fixe au signal Ss A (n) la valeur -1 (étape 63). Les étapes 61 et 63 ou une réponse négative au test 62 conduisent au test 64 o l'on compare Re au seuil D'+. Si la réponse à ce test est positive, on fixe au signal S'sA (n) la valeur +1 (étape ), tandis que dans le cas contraire on passe au test 66 o l'on compare Re au seuil D'-. Si la réponse à ce test est positive, on fixe au signal S's A (n) la valeur -1 (étape 67). Les étapes 65 et 67, ainsi qu'une réponse négative au test 66, conduisent au test 68. Dans le cas d'une réponse négative aux tests 60 et 62, Ss À (n) conserve la valeur qu'il avait à l'instant n-1 et, de même, dans le cas d'une réponse négative aux tests 64 et 66, S's À (n) conserve la

valeur qu'il avait à l'instant n-1.

Le test 68 porte sur la valeur du drapeau. Si l'on est toujours en phase de démarrage du moteur, le drapeau

a toujours la valeur 0 fixée à l'étape 42 duprogramme d'ini-

tialisation et la réponse au test 68 est négative et conduit à un test 69 concernant le contenu du compteur CPT initialisé

à la valeur XX à l'étape 41 du programme d'initialisation.

Dans la phase de démarrage, le contenu du compteur CPT n'a toujours pas été ramené à 0 et la réponse négative au test 69 conduit à l'étape 70 o l'on décrémente d'une unité le

compteur CPT.

L'étape suivante 71 consiste à calculer le temps d'injection en utilisant le terme de correction Yocl calculé à l'étape 52: Ti = Tin (1 + Côt cl)+ TiO L'étape suivante 72 marque la fin du déroulement du programme qui reste dans l'attente de la prochaine interruption due

au passage du moteur par une position angulaire prédéter-

minée. Lorsque le moteur a effectué XX demi-tours, le contenu du compteur CPT a été décompté jusqu'à O et la réponse au test 69 est positive. Le drapeau est alors fixé à 1 (étape 73), après quoi l'on passe à l'étape 71 de calcul

du temps d'injection Ti.

La phase de démarrage du moteur est alors ache-

vée et au demi-tour suivant le test 51 conduit à dérouler les étapes 55 et 56. De même, la réponse positive au test 68 conduit à l'étape 74 o le terme de correction <'cl est calculé en fonction du signal de sonde simulé Ss A S oQcl =-,cl - G1 SsA (n) - Hl C-SsÀ (n) - Ss (n-127 Ensuite, tant que le moteur fonctionne, le terme C<cl est toujours calculé à partir du signal de sonde simulé Ss A, bien que l'on puisse envisager un retour à un calcul traditionnel fondé sur le signal de sonde mesuré S, dans certaines conditions particulières de fonctionnement

du moteur.

La figure 5 montre clairement le retard pur qui existe entre l'injecteur 2 et la sonde 12: on constate en

effet que la richesse réelle au niveau de la sonde Rr, suppo-

sée être initialement à un palier pour faciliter la compréhen-

sion du phénomène décrit, ne commence à augmenter que m demi-

tours après que soit apparuel'augmentation de richesse du mé-

lange à l'admission due à la correction proportionnelle in-

troduite pas la présence d'un saut du terme C0 cl à l'instant

supposé initial 2. On voit par contre que l'estimation de ri-

chesse prédictive Re commence à crottre dès le demi-tour

À jusqu'au demi-tour p o elle atteint le seuil D+. Ceci pro-

voque un changement d'état du signal de sonde simulé Ss\ utilisé pour le calcul de c,(cl qui, de ce fait, apporte immédiatement une correction proportionnelle suivie d'une correction intégrale. Cependant, le signal de sonde simulé

S's a déjà changé d'état au demi-tour n lorsque l'estima-

tion de richesse prédictive Re a atteint le seuil D'+ infé-

rieur au seuil D+, de sorte que le signal de sonde simulé retardé S"sA changera lui aussi d'état m demi-tours plus tard, à savoir au demi-tour n + m. Cependant, on a supposé dans l'exemple représenté que la sonde réelle avait basculé demi-

quelque temps plus t t, au/tour q. Ceci signifie que l'esti-

mation prédictive de richesse Re ne coïncide pas exactement avec l'évolution de la richesse réelle Rr au niveau de la sonde /et il en résulte au demi-tour q une correction, tant de l'estimation prédictive de richesse Re (coefficient K2), que du coefficient c (coefficient K1)o Dans l'exemple de mise en oeuvre de l'invention par l'organigramme de la figure 4, le terme c(cl de correction

proportionnelle et intégrale ests ipposé être calculé de ma-

nière classique comme indiqué par la formule(2)précitée.

Il doit être cependant noté que ce terme peut être calculé tout aussi bien par la formule(3)assurant une correction intégrale de type parabolique ou par toute autre formule appropriée. En effet, l'invention ne réside pas dans la formule de calcul proprement dite de ce terme, mais dans l'utilisation, à cet effet, d'un signal de sonde simulé basé sur une prédiction de l'évolution de la richesse des gaz d'échappement au niveau de la sonderéelle. En d'autres termes, le procédé et le système décrits assurent un bouclage de richesse à partir d'un signal simulé par un modèle interne et un recalibrage de ce modèle interne est effectué périodiquement à partir de l'observation de l'état de la sonde A. Dans l'exemple décrit, on doit donc distinguer la régulation du temps d'injection qui est basé sur le signal de sonde simulé Ss A de la régulation du modèle interne qui fait appel à l'autre signal de sonde simulé S's A et au signal de sonde simulé retardé S"s A. Bien entendu, il est possible d'effectuer la régulation du temps d'injection Ti directement sur le signal de sonde simulé S's mais, comme indiqué précédemment, la solution décrite permet d'assurer des basculements plus francs de la sonde réelle 12 du fait que les seuils de richesse D+ et D- utilisés pour l'élaboration du signal de sonde

simulé Ss ? sont supérieurs aux seuils réels D'+ et D'-

de basculement de la sonde. D'autres modifications peuvent naturellement être apportées à l'exemple de réalisation décrit sans pour autant sortir du cadre et de l'objet de l'invention. La figure 6 représenteà différentes fréquences d'excitation du terme C"cl l'efficacité d'un catalyseur trifonctionnel de 54.000 miles en fonction de l'amplitude crfte à crêtedes oscillations de richesse à l'entrée du pot catalyseur. L'efficacité est calculée de la manière suivante, exprimée en pourcentage: Valeur polluant avant catalyseur-Valeur polluant après catalyseur Valeur polluant avant catalyseur

Ce graphique montre que l'efficacité est d'au-

tant plus importante que la fréquence est élevée et que l'amplitude des oscillations de richesse est faible. Or,

précisément, le procédé suivant l'invention permet d'accroi-

tre cette fréquence et, pour un gain H1 donné, de diminuer

l'amplitude des oscillations de richesse.

Cette augmentation de fréquence est mise en évidence sur les figures 7 et 8 qui concernent un moteur à combustion interne commandé respectivement par un procédé d'injection de carburant classique et le procédé suivant l'invention. Ces courbes représentent l'analyse spectrale de la période moteur T exprimée en millisecondes au régime de ralenti. Il en ressort que dans le premier cas la raie fondamentale est située autour de 0,9 Hz, alors qu'elle est

voisine de 2 Hz avec le procédé de l'invention.

Cette augmentation de fréquence se traduit

non seulement par un gain sur l'efficacité du pot cataly-

seur, mais également par une réduction du pompage basse fréquence du régime moteur au ralenti, d'o il résulte une amélioration du confort vibratoire sur véhicule percep-

tible par un conducteur.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de dosage du carburant fourni à un moteur à combustion interne par au moins un injecteur commandé par un calculateur électronique associé à une sonde délivrant un signal (SÈ) susceptible de prendre l'un ou l'autre de deux états fonctions de la composition des

gaz d'échappement, suivant lequel le calculateur électro-

nique détermine le temps d'ouverture (Ti) de l'injecteur à partir d'un temps nominal (Tin) fonction de paramètres de fonctionnement du moteur et d'un terme (ci cel) de correction proportionnelle et intégrale fonction de l'état du signal

de la sonde, caractérisé en ce qu'on effectue une esti-

mation prédictive (Re) de richesse des gaz d'échappement à partir de paramètres de fonctionnement du moteur et du retard pur (m), déterminée expérimentalement, entre l'injecteur (2) et la sonde (12), on élabore au moins un signal de sonde simulé (Ss?,) à partir de ladite estimation prédictive de richesse, on élabore ledit terme de correction (d cl) à partir du signal de sonde simulé (Ss È) et on modifie périodiquement ledit terme de correction (àk cl) en réponse à la détection d'une différence entre l'état du signal de sonde mesuré (S;) et l'état d'un signal de sonde

simulé retardé (SnsX).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on élabore un premier signal de sonde simulé (S'sÄ\) par comparaison de l'estimation prédictive de richesse (Re) avec des premiers seuils haut et bas (D'+, D') égaux respectivement aux seuils haut et bas de changement d'état de la sonde, on obtient le signal de sonde simulé retardé (S"s) par un décalage temporel dudit premier signal (S'sA) égal audit retard pur (m), on élabore un second signal de sonde simulé (SsA) par comparaison de l'estimation prédictive de richesse (Re) avec des seconds seuils haut et bas (D+, D-) supérieurs respectivement aux premiers seuils haut et bas, et on élabore ledit terme de correction (c el) à partir du second signal de sonde simulé

(Ss s).

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé

en ce qu'on élabore un terme de référence (a) représen-

tatif de la correction à apporter audit temps nominal (Tin) pour obtenir un état de la sonde représentatif de la richesse"'"et on calcule une valeur brute estimée de richesse ( B) en fonction de la différence entre le terme

de correction (ccl) et le terme de référence (cl).

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on élabore ledit terme de référence (c) en fonction de la différence entre l'état du signal de sonde simulé retardé (S"s A) et l'état du signal de sonde mesuré (sa).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 3 et 4, caractérisé en ce que l'estimation prédictive de richesse (Re) est égale à la somme de ladite valeur brute ( È), d'un premier terme (K'(P -P)) fonction de la pression d'air à l'admission du moteur et d'un second terme (K2(S'"s - SA)) fonction de la différence entre l'état du signal de sonde simulé retardé

(S"s À) et l'état du signal de sonde mesuré (Ss).

6. Procédé selon la revendication 5, suivant lequel on détecte l'état de la sonde et on calcule le temps (Ti) d'ouverture de l'injecteur cycliquement à chaque tour ou fraction de tour du moteur, caractérisé en ce que l'estimation prédictive de richesse Re est exprimée par: Re(n) = (n) - K'(P - P) - K2(S"s À(n) - s X (n)) o: -P est la valeur brute estimée de richesse, - K' est un coefficient de valeur prédéterminées - P est la pression d'air à l'admission du moteur, - P représente la pression P vue à travers un filtre passe-bas, - K2 est un coefficient de valeur prédéterminée, - SA(n) est la valeur que présente le signal de sonde mesuré n cycles après le dernier basculement de la sonde, - S"À (n) est la valeur que présente le signal de sonde simulé retardé au cycle n,

- les signaux SÀ(n) et S"sA(n) étant suscepti-

bles de prendre les valeurs +1 ou -1.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur brute estimée de richesse au cycle a est exprimée par: (n) =f3 (n-1) + kc/o(cl(n-1)- c (n) -A(n-1)7, o - (n-1) est la valeur brute estimée de richesse au cycle n-1, - k est un coefficient de valeur prédéterminée, (cl(n-1) est le terme de correction calculé au cycle n-1, -c(n) est le terme de référence calculé au cycle n,

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la valeur du terme de référence au cycle p est exprimée par: c4(n) =ç(n-1) + K1/-S"s&(n) - SA.(n)7, o: - je (n-1) est la valeur du terme de référence au cycle n-1,

- E1 est un coefficient de valeur prédéterminée.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 2 à 8, caractérisé en ce que la valeur du terme de correction L cycles après le dernier basculement de la

sonde est expriméepar: -

o<cl(n) = O(cl(n-1) - G1Ss. (n) - Hl/-SsÀ(n) - SsÀ(n-1)7, o -o<cl(n-1) est la valeur du terme de correction au cycle n-1, - G1 est un coefficient intervenant dans la détermination du gain de la correction intégrale, - H1 est un coefficient déterminant l'amplitude de la correction proportionnelle, - Ss,Ät(n) est la valeur que présente le second signal de sonde simulé au cycle n, - SsA(n-1) est la valeur que présente le second signal de sonde simulé au cycle 1-1, le signal SsA étant susceptible de prendre les valeurs +1

ou -1.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 2 à 8, caractérisé en ce que la valeur du terme de correction n cycles après le dernier basculement de la sonde est exprimée par ccl(n) = 0(cl(n-1) - H2_-SsL (n) - Ss (n-1)7- nG2Ss (n), o: - O(cl(n-1) est la valeur du terme de correction au cycle n-l, - H2 est un coefficient déterminant l'amplitude de la correction proportionnelle, - G2 est un coefficient intervenant dans la détermination de la correction intégrale, - SsL(n) est la valeur que présente le second signal de sonde simulé au cycle n, - Sse\(n-1) est la valeur que présente le second signal de sonde simulé au cycle n-l, le signal SsA étant susceptible de prendre les valeurs +1

ou -1.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 10, caractérisé en ce que ledit retard pur (m) est une fonction de la pression d'air (P) à l'admission

du moteur.

12. Procédé selon la revendication 11, caracté-

risé en ce que ledit retard pur (m) est une valeur numé-

rique exprimée en nombre de tours ou fractions de tour moteur.

13. Système d'injection électronique pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 12, comprenant au moins un injecteur de

carburant cUté admission du moteur, une sonde sensible à la composition des gaz d'échappement, des capteurs de mesure de paramètres de fonctionnement du moteur et un calculateur électronique qui commande le temps d'ouverture de l'injecteur en fonction desdits paramètres et du signal de sortie de ladite sonde, caractérisé en ce que ledit

système comprend une mémoire morte (13) de valeurs numé-

riques de retard pur (m) adressable par ledit calculateur (6) en fonction de la pression d'air (P) à l'admission du

moteur (1).