FR2721351A1 - Système de commande de dosage de carburant d'un moteur combustion interne. - Google Patents

Abstract

a) système de commande de dosage de carburant d'un moteur à combustion interne. b)système caractérisé en ce que: - on fournit un signal (te1) de la quantité de base à injecter en partant de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne (100) et d'un signal (fr) de correction du mélange, qui corrige la déviation du rapport air/carburant par rapport à une valeur souhaitée, - on fournit un signal (teukg) pour la compensation transitoire, - le signal (teukg) de compensation transitoire est combiné au signal (tel) de la quantité de base à injecter, pour donner un signal (te) de la quantité de carburant à injecter, - en déterminant le signal (teukg) pour la compensation transitoire, on tient compte d'une correction adaptative (fuka), - on forme la correction adaptative (fuka) en comparant le signal (fr) de la correction du mélange, à une référence;

Description

" Système de commande de dosage de carburant d'un moteur à combustion

interne "

Etat de la technique.

L'invention concerne un système de commande du dosage du carburant d'un moteur à combustion interne.

Pour maintenir constant le rapport air/car-

burant d'un moteur à combustion interne, en particulier en

fonctionnement non stationnaire, il faut corriger la quan-

tité de carburant à injecter dans un cylindre en fonction du remplissage en air, d'une valeur qui tient compte de l'établissement ou de la diminution du film de carburant

déposé sur la paroi de la tubulure d'aspiration et des sou-

papes d'admission. Une telle compensation du film de paroi

est par exemple connue selon le document DE-OS 3 939 548.

Le choix d'un paramètre d'un tel procédé dépend toutefois de l'état de vieillissement du moteur et du type de carburant utilisé. Les phénomènes de carbonisation au

niveau des soupapes d'admission et l'utilisation d'un car-

burant différent de celui utilisé pour le calibrage du pro-

cédé, peuvent modifier considérablement le comportement du film de paroi en régime non stationnaire. Cela détériore la

nature de l'émission des gaz d'échappement et le fonction-

nement. C'est pourquoi les documents DE-OS 42 43 449 et DE-OS 43 23 244 décrivent par exemple un procédé d'adaptation qui, partant du tracé du rapport air/carburant

en régime non stationnaire, adapte les paramètres de com-

pensation du film de paroi de manière continue, pendant le

fonctionnement, au carburant respectif et à l'état de car-

bonisation du moteur. Toutefois, ces procédés supposent l'utilisation d'une sonde lambda à caractéristiques linéai- res qui est beaucoup plus coûteuse que les sondes Nernst

utilisées actuellement.

Le document DE-OS 41 15 211 décrit un autre procédé évitant cet inconvénient. Cette technique suppose toutefois de couper la régulation lambda pendant la phase

de régime non stationnaire, ce qui peut conduire à une dé-

térioration de la nature des gaz d'échappement émis.

Avantages de l'invention.

La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et concerne à cet

effet un système de commande de dosage du carburant carac-

térisé en ce que:

- on fournit un signal (tel) de la quantité de base à in-

jecter en partant de l'état de fonctionnement du moteur à

combustion interne (100) et d'un signal (fr) de correc-

tion du mélange, qui corrige la déviation du rapport air/carburant par rapport à une valeur souhaitée,

- on fournit un signal (teukg) pour la compensation transi-

toire, - le signal (teukg) de compensation transitoire est combiné au signal (tel) de la quantité de base à injecter, pour

donner un signal (te) de la quantité de carburant à in-

jecter, - en déterminant le signal (teukg) pour la compensation transitoire, on tient compte d'une correction adaptative (fuka), - on forme la correction adaptative (fuka) en comparant le signal (fr) de la correction du mélange, à une référence.

La présente invention permet d'adapter les pa-

ramètres de compensation du film de paroi pendant le fonc-

tionnement de la régulation lambda, et en utilisant des

sondes Nernst peu coûteuses, employées actuellement. On re-

médie ainsi aux inconvénients évoqués ci-dessus.

Dans les commandes de moteur actuelles on uti-

lise une régulation lambda dite en deux points; dans cette

régulation le rapport air/carburant et les grandeurs de ré-

gulation oscillent périodiquement autour de leur valeur de consigne. Le procédé d'adaptation décrit ici observe

l'amplitude ces oscillations de régulation. Lorsqu'on cons-

tate une déviation significative de l'amplitude par rapport à la valeur normale, on est apparemment en présence d'une forte perturbation du rapport air/carburant. Si, en même

temps, on a une variation de charge ou de vitesse de rota-

tion, on conclut à une modification du comportement du film

de paroi et on adapte un ou plusieurs paramètres de la com-

pensation du film de paroi.

Dessins. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels:

- la figure 1 est une vue d'ensemble d'un mo-

teur à combustion interne équipé d'un appareil de commande

pour calculer la durée d'injection selon la présente inven-

tion, - la figure 2a est une vue d'ensemble du calcul

du temps d'injection, le procédé d'adaptation pour la com-

pensation du film de paroi ne modifiant qu'un paramètre,

- la figure 2b montre une variante de la struc-

ture de la figure 2a pour la correction de plusieurs para-

mètres de la compensation du film de paroi, - la figure 3 montre un ordinogramme décrivant la détection des états de fonctionnement importants pour la

régulation lambda, à savoir la charge maximale et la cou-

pure en poussée, - les figures 4a et 4b montrent un procédé de compensation du film de paroi selon l'état de la technique utilisable comme base du procédé d'adaptation décrit ici, - la figure 4c montre le chronogramme de la

charge et de la durée d'injection en régime non station-

naire, résultant de la compensation du film de paroi selon les figures 4a et 4b,

- la figure 5a illustre à l'aide de la caracté-

ristique d'une sonde Nernst, les difficultés qui se présen-

tent lorsqu'on détermine un signal lambda linéaire à l'aide d'une telle sonde, - la figure 5b donne une vue d'ensemble d'une régulation lambda en deux points selon l'état actuel de la technique,

- les figures 5c à 5e sont des descriptions dé-

taillées.

- la figure 5c montre la détection de l'apti-

tude au fonctionnement de la régulation lambda,

- la figure 5d montre le calcul de l'ampli-

fication proportionnelle et intégrale de la régulation lambda,

- la figure 5e montre la détermination du coef-

ficient de correction fr assurant un rapport constant air/carburant en régime stationnaire,

- la figure 5f montre finalement le chrono-

gramme du signal de la sonde lambda et du coefficient de régulation fr s'établissant en régime stationnaire, sur la base de l'algorithme de régulation décrit aux figures 5b à e,

- la figure 6a montre le chronogramme du coef-

ficient de régulation fr lorsque, sur la base d'une modifi-

cation de charge et d'une modification du comportement du

film de paroi, on a une perturbation du mélange que le ré-

gulateur lambda tente de compenser, - la figure 6b décrit la correction de temps mort du signal de charge permettant d'associer correctement dans le temps, le profil de la charge à la courbe du coef- ficient de régulation fr,; - la figure 6c montre le calcul de la variation

de charge et l'évaluation de la déviation du mélange à par-

tir du coefficient de régulation fr,

- la figure 6d décrit la correction de la com-

pensation du film de paroi, - la figure 7a montre une variante de calcul de la variation de charge et de la déviation de mélange selon la figure 6c, - la figure 7b montre la courbe de charge et de coefficient fr selon la figure 6a, et la valeur évaluée lam qui en résulte pour le rapport air/carburant, - la figure 8a montre une perturbation brève du mélange qui influence seulement la tension de la sonde mais pas le coefficient de régulation de la régulation lambda, - la figure 8b montre une autre variante de

calcul de la variation de charge et de la déviation du mé-

lange, variante selon laquelle toutefois, contrairement à

la figure 6c et à la figure 7, on n'utilise pas le coeffi-

cient de régulation fr mais le signal de la sonde Nernst,

- les figures 8c à 8e montrent de manière dé-

taillée les parties du procédé de la figure 8a, à savoir:

- la figure 8c montre la détermination des va-

leurs extrêmes de la tension de sonde filtrée,

- la figure 8d montre la détermination des dé-

viations de mélange par comparaison de la tension de la sonde avec l'amplitude de l'oscillation de régulation à l'état normal,

- la figure 8e montre l'exploitation des dévia-

tions du mélange représentées à la figure 8c,

- la figure 8f décrit une variante de la cor-

rection des paramètres de film de paroi représentée à la figure 6d, nécessaire pour le procédé des figures 8b à 8e, - la figure 9 montre une variante du procédé de la figure 6c tenant compte du vieillissement de la sonde lambda et de la variation qu'elle provoque pour la course

de régulation.

Description des exemples de réalisation.

La figure 1 montre un moteur à combustion in-

terne et un appareil de commande pour calculer la durée d'injection. La masse d'air ml qui passe dans la tubulure

d'aspiration 102 est détectée par un capteur de débit mas-

sique d'air 106 (capteur à fil chaud ou à film chaud) pour l'appliquer à l'appareil de commande 122. La position wdk du papillon ou volet d'étranglement 110 est mesurée par le

capteur 111.

A la place du capteur de débit massique d'air 106 on peut également utiliser un capteur 112 qui détecte

la pression ps dans la tubulure d'aspiration.

Le mélange air/carburant est aspiré par le mo-

teur 100; les gaz de combustion arrivent dans le système

d'échappement 104. Une sonde lambda 116 mesure la concen-

tration d'oxygène résiduel. La tension de sortie us de la

sonde est appliquée à l'appareil de commande 122.

Le bloc moteur 100 comporte en plus un capteur

de température 119 qui détecte la température tmot du mo-

teur (en général il s'agit de la température de l'eau de

refroidissement) ainsi qu'un capteur 118 détectant la posi-

tion du vilebrequin et la vitesse de rotation n.

Le moteur reçoit par l'injecteur 114 la quanti-

té de carburant (durée d'injection te) calculée par

l'appareil de commande 122. A la place de l'injecteur cen-

tral 114, on peut également équiper le canal d'aspiration de chaque cylindre d'un injecteur distinct. En outre, l'appareil de commande détermine l'instant de l'allumage et

commande la bobine d'allumage des bougies 120.

Le filtre à charbon actif 121 de la ventilation du réservoir est balayé avec de l'air frais pendant le fonctionnement du moteur, et le mélange air/carburant pro- venant du filtre est conduit dans la tubulure d'aspiration par la conduite 124 pour être brûlé dans le moteur. Cela

perturbe la composition du mélange alimentant le moteur.

Pour doser cette perturbation et l'éliminer autant que pos-

sible, on peut commander le rinçage du filtre à charbon

avec une soupape cadencée 123 en la commandant par la com-

mande du moteur 122.

La figure 2a est une vue d'ensemble du calcul

du temps d'injection.

Dans le bloc 200, on calcule tout d'abord le remplissage instantané en air (charge) tl d'un cylindre, par exemple en utilisant la pression ps de la tubulure

d'aspiration et la vitesse de rotation n. Les procédés uti-

lisés pour cela font partie de l'état de la technique et ne seront pas détaillés ici. Le nombre du signal de charge tl correspond avantageusement au temps d'injection nécessaire

pour régler un rapport stoechiométrique air/carburant.

Dans le bloc 201, on détermine à partir de l'angle du papillon d'étranglement wdk et de la vitesse de rotation, les états de fonctionnement importants pour la régulation lambda, à savoir " la charge maximale " (B_vl) et " la coupure en poussée " ou inertie forcée (B_sa). Un procédé simple destiné à cette application sera expliqué de

manière détaillée à l'aide de la figure 3.

Le bloc 202 correspond à la régulation lambda.

Le but de la régulation lambda est de déterminer le coeffi-

cient de correction fr qui multipliera alors la charge tl au point de multiplication 204 pour compenser les erreurs du calcul de la charge (résultant par exemple d'un signal erroné de la pression dans la tubulure d'aspiration) ou du dosage du carburant (par exemple à cause de la dispersion des caractéristiques de fabrication de l'injecteur 114) pour assurer un rapport air/carburant constant en régime stationnaire. Pour cela, on utilise la tension de sonde us de la sonde lambda 116. La température tmot du moteur per- met de couper la régulation lambda pendant la montée en température. La vitesse de rotation n et la charge tl sont nécessaires pour choisir les paramètres de régulation de la régulation lambda selon le point de fonctionnement. La charge maximale et la coupure en poussée conduisent à la coupure de la régulation lambda. Un procédé de calcul du coefficient de régulation fr sera décrit de manière plus

détaillée à l'aide des figures 5b à 5e.

Au point de multiplication, on pondère la charge tl par le coefficient de régulation fr. On corrige ainsi d'éventuelles erreurs stationnaires dans la détection

de la charge ou dans l'injection.

Dans le bloc 203, on évalue l'établissement du

film de paroi en fonction de la charge tl et de la tempéra-

ture tmot du moteur. Dans le présent exemple 2, on calcule les signaux de correction teukl et teukk. Le signal teukk agit directement, peu de temps après la variation de la

charge, alors que le signal teukl influence la durée d'in-

jection sur une période beaucoup plus longue après la va-

riation de la charge. On peut toutefois envisager également des variantes avec seulement une grandeur de correction ou plusieurs grandeurs de correction dont chacune est active

dans une plage de temps déterminée pendant ou après une va-

riation de la charge. Une description détaillée de la com-

pensation du film de paroi fait l'objet des ordinogrammes

des figures 4a et 4b.

L'adaptation selon le bloc 206 vérifie à l'aide

de la courbe du coefficient de régulation fr ou de la ten-

sion de sonde us, ainsi que du signal de charge tl, s'il y

a une variation du comportement du film de paroi par rap-

port à l'état nouveau, et détermine un signal de correction correspondant fuka. Le coefficient de correction fuka peut également dépendre de la température du moteur tmot car, lorsqu'on utilise des carburants différents, à cause de la différence des courbes d'ébullition, il peut être néces-

saire lorsque le moteur est froid d'effectuer une correc-

tion significative, différente de la compensation du film de paroi sur un moteur chaud. Dans les dessins suivant les figures 6a à 8f on décrira de manière explicite plusieurs

variantes de cette adaptation.

Les grandeurs de sortie teukk et teukl de com-

pensation du film de paroi sont additionnées au point de

combinaison 205 et sont pondérées au point 207 par un coef-

ficient de correction fuka calculé par l'adaptation dans le bloc 206. Le signal teukg de correction te est ajouté, au point d'addition 208, au temps d'injection stationnaire. Le temps d'injection total te ainsi obtenu sert à commander,

dans le bloc 209, l'étage de sortie de l'injecteur 114.

On connaît également des procédés selon les-

quels, à la place d'une correction additive (point d'addition 208) d'un régime non stationnaire, on effectue une correction multiplicative du temps d'injection. Des procédés d'adaptation décrits ici pour la compensation du

film de paroi s'appliquent également dans ce cas.

La figure 2b montre une variante du calcul du temps d'injection décrit à la figure 2a. Les blocs et les points de combinaison 200, 201, 202, 203, 204, 205, 208 et 209 ont une fonction qui correspond à celle des blocs de mêmes références de la figure 2a. Contrairement au procédé

de la figure 2a, l'adaptation dans le bloc 206 fournit tou-

tefois plusieurs coefficients de correction correspondant chaque fois à une grandeur de sortie de la compensation du

film de paroi 203. Dans le cas présent, il s'agit des coef-

ficients fukak pour le signal de sortie à effet à court terme teukk de la compensation du film de paroi, et fukl pour le signal de sortie à effet à long terme teukl. Les

facteurs sont multipliés par les grandeurs de sortie res-

pectives (points de combinaison 210 et 211); puis les dif-

férentes grandeurs de sortie de compensation du film de paroi sont réunies au point de combinaison 205 en un signal de correction global pour le fonctionnement en régime non stationnaire.

La figure 3 montre un procédé simple pour dé-

terminer les états de fonctionnement " charge maximale " et

" coupure en poussée ou inertie forcée ". Le programme mon-

tré est toujours parcouru suivant une trame de temps fixe (de manière caractéristique cette trame de temps correspond à 10 ms). On détermine tout d'abord la vitesse de rotation n et la position du papillon d'étranglement wdk à partir des signaux de capteur correspondants 111 et 118 (étapes

301 et 302).

Dans l'étape 303, en comparant l'angle du pa-

pillon d'étranglement à la valeur de seuil WDKVL, on véri-

fie si le papillon d'étranglement est complètement ouvert.

Dans l'affirmative, on met à l'état un drapeau B_vl dans

l'étape 304 pour caractériser le régime de pleine charge.

Si le papillon d'étranglement n'est que partiellement ou-

vert, on efface le drapeau de pleine charge B_vl dans

l'étape 305.

Dans l'étape 306 on détermine si le papillon

d'étranglement est fermé, c'est-à-dire si l'angle du pa-

pillon d'étranglement est inférieur ou égal à la position

de marche au ralenti WDKLL du papillon d'étranglement.

Lorsque le papillon d'étranglement est fermé, on vérifie en outre dans l'étape 307 si le moteur tourne à une vitesse de rotation plus élevée (une valeur de seuil caractéristique de la coupure en poussée est de NSA = 1500 T/min). Lorsque

la vitesse de rotation dépasse ce seuil, on pose la condi-

tion de coupure en poussée B_sa dans l'étape 309. Dans le cas o le papillon d'étranglement n'est pas en position de Il

ralenti (réponse non à l'interrogation 306), ou si la vi-

tesse de rotation est inférieure à la vitesse de rotation de coupure en poussée (réponse non à la question 307), n'effectue aucune coupure en poussée (B_sa est remis à l'état initial dans le bloc 308). Les ordinogrammes des figures 4a et 4b montrent un procédé de compensation du film de paroi. Le programme

de la figure 4b est parcouru normalement de manière syn-

chronisée par segment, c'est-à-dire une fois par allumage.

Selon la figure 4a, dans l'étape 401, on déter-

mine tout d'abord la quantité du film de paroi pour l'état

respectif du moteur, qui s'établit en régime stationnaire.

Cette quantité de film de paroi peut être calculée par exemple par approximation, comme produit d'un coefficient dépendant de la charge et d'un coefficient dépendant de la

température. Ces coefficients sont enregistrés comme va-

leurs d'un tableau dans une mémoire ROM, la fonction de tl

et tmot.

Dans l'étape 402, on détermine la variation de la quantité stationnaire du film de paroi en deux étapes de calcul successives. Cette variation du film de paroi dwf doit être répartie entre les injections suivantes comme quantité supplémentaire de carburant, pour compenser l'établissement du film de paroi. A cet effet, dans l'étape 403 on détermine tout d'abord un coefficient de répartition aukl en fonction de la vitesse de rotation n et de la charge tl. A l'aide de ce coefficient de répartition qui

peut prendre une valeur comprise entre 0 % et 100 %, on ré-

partit la quantité de film de paroi calculée dans l'étape 402 en une composante à court terme dwfk et une composante à long terme dwfl (étape 404). La composante à court terme dwfk est répartie sur un intervalle très court à la suite

de la variation de charge (cela correspond de manière ca-

ractéristique à 4-5 injections). Par contre, la composante à long terme dwfl est injectée pendant une période beaucoup

plus longue. Pour cela, par un choix approprié du coeffi-

cient de répartition aukl, on peut adapter la distribution chronologique de la quantité de carburant dwf à injecter en

complément suivant le comportement dynamique du film de pa-

roi. Dans les étapes 405 et 406 on détermine les corrections teukk et teukl de la composante à court terme

et de la composante à long terme pour la durée d'injection.

Le déroulement du calcul est décrit de manière explicite pour la composante à court terme à la figure 4b. Le calcul de la composante à long terme dans l'étape 406 se fait de manière correspondante avec toutefois un choix différent

des paramètres de l'étape 405.

Dans l'étape 407 on enregistre finalement la quantité de film de paroi, stationnaire, définie dans l'étape 401 dans les variables wfalt, car ces valeurs sont

de nouveau nécessaires pour le parcours suivant du pro-

gramme de calcul de la variation du film de paroi.

La figure 4b montre de manière détaillée le calcul de la composante à court terme de l'étape 405 selon

la figure 4a.

Dans l'étape 420 on ajoute tout d'abord la com-

posante dwfk de la variation de film de paroi qu'il faut compenser par la composante à court terme, au contenu de la mémoire à court terme. Cette mémoire contient la quantité complémentaire de carburant qu'il faut injecter en plus de la composante à court terme. (Comme la composante à court

terme doit être répartie sur plusieurs injections, la mé-

moire à court terme contient encore la composante rési-

duelle des variations de film de paroi provenant des variations de charge qui précèdent directement et qui n'ont

pas encore été injectées).

Dans l'étape suivante 421, on détermine la com-

posante teukk de la mémoire à court terme qu'il faut ajou-

ter à l'injection suivante. Cela ce fait par multiplication

par le coefficient de fin de régulation zukk. Ce coeffi-

cient enregistré dans une mémoire ROM est adapté au moteur respectif. Une valeur caractéristique est zukk = 0,25; c'est à dire qu'à chaque étape de calcul, on injecte comme correction te, 25 % de la mémoire à court terme.

La mémoire à court terme doit alors être dimi-

nuée de la composante injectée teukk ainsi prélevée. Cela se fait dans l'étape 422. Enfin, dans l'étape 423, on ajoute la nouvelle valeur de la mémoire à court terme aux

variables sdwfkalt pour l'enregistrement. Ce contenu de mé-

moire représente la quantité résiduelle de carburant qu'il

faut prendre en compte pour les autres injections.

Le calcul de la composante à long terme teukl

* (étape 406 à la figure 4a) s'effectue de manière correspon-

dante. Toutefois, à la place du coefficient de fin de régu-

lation zukk on utilise un coefficient de fin de régulation beaucoup plus petit zukl (une valeur caractéristique de ce coefficient est de l'ordre de 0,015). Dans chaque étape de calcul, on injecte également 1,5 % du contenu de la mémoire à long terme. En d'autres termes la composante à long terme

se répercute sur une période beaucoup plus grande.

La figure 4c montre, dans le cas de l'exemple

d'une variation de charge, la courbe te qui résulte du pro-

cédé selon les figures 4a et 4b. On a supposé que le coef-

ficient de régulation lambda fr (voir les figures 2a et 2b, bloc 202) et les coefficients de correction de la commande adaptative en régime non stationnaire (bloc 206 aux figures

2a et 2b) étaient égaux à 1.

Le diagramme du haut montre tout d'abord le

tracé du signal de charge (accélération puis décélération).

Pendant la phase d'accélération, la quantité du film de pa-

roi augmente. Cette croissance du film de paroi doit être corrigée par une augmentation complémentaire de la durée d'injection. Au cours de la décélération consécutive, le film de paroi décroît de nouveau. La quantité de carburant ainsi libérée se traduit par un enrichissement du mélange

et c'est pourquoi, pendant la décélération, il faut dimi-

nuer la durée d'injection au-delà de la valeur correspon-

dant à la charge la plus faible.

Le diagramme du milieu selon la figure 4c re- présente le tracé de la composante à court terme teukk (trait plein) et la composante à long terme teukl (trait interrompu) de la compensation du film de paroi, comme cela

résulte des algorithmes des figures 4a et 4b.

Le diagramme du bas montre le tracé du temps d'injection. Le trait interrompu correspond à la grandeur tel selon les figures 2a ou 2b, c'est-à-dire le temps d'injection associé au remplissage instantané de l'air. Du fait de la compensation du film de paroi, on augmente, par addition, la composante à court terme et la composante à long terme pendant l'accélération alors que les réduit de façon complémentaire pendant la décélération. On obtient le signal te (trait plein) qui correspond lui aussi, dans les phases stationnaires, après les variations de charge, au

signal non corrigé tel.

La figure 5a montre les courbes caractéristi-

ques typiques d'une sonde à oxygène utilisée pour la régu-

lation d'un mélange. La caractéristique présente un comportement en deux points très accentué. Pour un mélange pauvre (lambda > 1,03) et un mélange riche (lambda < 0,97)

la tension de sonde us change à peine en fonction du mé-

lange. De même de petites perturbations de la tension de sonde mesurée conduisent ainsi à une erreur importante dans la définition du rapport air/carburant. A cela s'ajoute une forte dépendance de la caractéristique en fonction de la température dans la plage du mélange riche. La température

de la sonde peut certes se déterminer en utilisant la ré-

sistance interne de la sonde. Cela nécessite toutefois des circuits complémentaires dans l'appareil de commande. C'est

pourquoi, dans le procédé de régulation lambda décrit ci-

après à l'aide des figures 5b à 5e on vérifie si la tension de la sonde est supérieure ou inférieure à la valeur de 450 mV qui correspond au mélange stoechiométrique. Il s'établit

ainsi une oscillation périodique de régulation dont la va-

leur moyenne correspond à lambda = 1.

La figure 5b donne une vue d'ensemble de la ré-

gulation lambda. Le but de la régulation lambda est de ré-

gler en régime stationnaire, un rapport air/carburant moyen

à lambda = 1. Pour cela il faut effectuer les étapes sui-

vantes: - vérifier les conditions d'utilisation de la régulation lambda (étape 501), - calculer la composante intégrale et proportionnelle de la régulation (étape 502), - calculer le coefficient de régulation fr de la régulation

lambda (étape 503).

Ces étapes sont représentées de manière explicite dans les

dessins suivants.

La figure 5c montre les conditions qu'il faut

satisfaire pour que la régulation lambda puisse travailler.

Le programme affiché est parcouru de manière caractéristi-

que suivant une trame de temps de 10 ms. Tout d'abord, dans l'étape 510 on mesure la température tmot du moteur et la tension us de la sonde lambda à l'aide des capteurs corres-

pondants 119 et 116.

Pendant la montée en température, on souhaite

fréquemment un réglage riche du moteur. La régulation lamb-

da réglée sur un mélange stoechiométrique ne doit pas agir pendant ce temps. C'est pourquoi on vérifie dans l'étape 511 si la température du moteur a dépassé un certain seuil

TMLR. Dans la négative, dans l'étape 515, on coupe la régu-

lation lambda en effaçant le drapeau correspondant B_lr.

De même, en régime à charge maximale, on com-

mute fréquemment sur un mélange riche pour protéger la tu-

bulure des gaz d'échappement et le catalyseur, contre des surcharges thermiques. Dans ce cas également, la régulation lambda ne doit pas agir. Dans l'étape 512 on vérifie

l'existence de la condition de pleine charge (figure 3).

Dans l'affirmative, on passe également sur l'étape 515 et on coupe ainsi la régulation lambda. Pour éviter que le coefficient de correction fr

de la régulation lambda rencontre la butée supérieure pen-

dant la coupure en poussée, on passe également sur l'étape

515 après l'étape 513 lorsqu'on est en mode de poussée.

Enfin, dans l'étape 514 on vérifie la présence d'un signal plausible de la sonde lambda. Dans le cas le plus simple, cela se fait par comparaison avec une limite

inférieure UMIN et une limite supérieure UMAX. Si la ten-

sion de la sonde est à l'extérieur de cette plage, on met à

zéro le signal B_lr dans l'étape 515.

Lorsque toutes les conditions sont satisfaites (température du moteur supérieure au seuil, pas de charge maximale, pas de coupure en poussée, signal plausible de la sonde lambda) on branche la régulation lambda dans l'étape

516 en mettant le drapeau B_lr à 1.

Les paramètres du régulateur lambda dépendant

du point de fonctionnement sont définis à la figure 5d.

Tout d'abord à partir du signal du capteur 118, on déter-

mine la vitesse de rotation (étape 521). Puis dans les éta-

pes 522, 523, 524 on détermine la composante intégrale FRI, la composante proportionnelle P pour le saut proportionnel positif FRPP et la composante proportionnelle pour le saut

proportionnel négatif FRPN en fonction de la vitesse de ro-

tation n et de la charge tl. La valeur de ces trois paramè-

tres est déterminée à partir des tableaux enregistrés dans

la mémoire ROM.

La figure 5e montre le calcul du coefficient de régulation fr. Le programme décrit est également parcouru

suivant une trame de temps fixe de par exemple 10 ms.

Dans l'étape 531, on vérifie tout d'abord que la régulation lambda est bien libérée (voir l'ordinogramme de la figure 5c). Si cela n'est pas le cas, dans l'étape

532 on met le coefficient de régulation fr à sa valeur neu-

tre 1,0. Puis dans l'étape 545 on enregistre la valeur du drapeau B_lr dans la cellule de mémoire RAM, B_lralt car

cette valeur est nécessaire pour le passage suivant du pro-

gramme. Dans l'étape 531 on constate que la régulation est prête à fonctionner et le programme constate dans l'étape suivante 533 que la tension de sonde us dépasse vers le haut ou vers le bas le seuil 450 mV correspondant au mélange stoechiométrique (lambda = 1). Le résultat de

l'interrogation est enregistré dans les variables signlr.

Si l'on a us > 450 mV (cela correspond à un mélange riche) on met signlr = -1 dans l'étape 534. Dans le cas contraire,

on met signlr = 1 (étape 535 mélange pauvre).

Puis on détermine si la valeur signlr est res-

tée constante par rapport à la valeur de la dernière étape de calcul (interrogation dans l'étape 536). Si la valeur a changé, il faut s'assurer en outre dans l'étape 537 que la régulation lambda était déjà acquise au cours de l'étape de calcul précédente, c'est-à-dire que la valeur signlr de l'étape de calcul précédente a été obtenue correctement. Si cela est le cas, on est en présence d'un " saut de sonde ",

c'est-à-dire que le mélange a commuté du côté pauvre au co-

té riche ou inversement. Ce saut de la sonde est marqué

dans l'étape 538 lorsqu'on met à l'état le drapeau B_lrsp.

Ce drapeau est nécessaire dans l'adaptation décrite ci-

après de compensation du film de paroi.

Si dans l'étape suivante 541 on constate que le

mélange est maintenant pauvre (signlr = 1), on fixe la va-

riation dfr qu'il faut ajouter au coefficient de régulation fr, égale au saut proportionnel positif FRPP. Par contre, si le mélange est trop riche (sortie "non" de l'étape 541 ), on met dfr à la valeur du saut proportionnel négatif FRPN. Lorsqu'il n'y a pas eu de passage de la tension de la sonde par le point 450 mV (sortie "oui" à l'interrogation 536) on efface le drapeau B_lrsp du saut de sonde (étape 539). De plus, la variation dfr du coefficient de régulation est rendue égale au produit de la composante intégrale FRI par la valeur des variables signlr (étape

540). Si le mélange est trop riche (signlr = -1), on en dé-

duit un incrément négatif dfr du coefficient de régulation

se traduisant par une réduction du coefficient fr.

Inversement, pour un mélange pauvre (signlr = 1), on aboutit à un incrément positif et ainsi à un enrichissement. Les mêmes effets se produisent lorsque, dans l'étape 537, on a constaté que la régulation lambda de l'étape de calcul précédente n'était pas encore active

(B_lralt n'a pas encore été mise à l'état) car alors la va-

riable signlralt ne prend pas de valeur significative et l'on n'a pas reconnu le passage de la tension de la sonde

par 450-mV.

Dans l'étape 544, on ajoute la variation du

coefficient de régulation à la valeur du coefficient de ré-

gulation fr et on retient la valeur de signlr dans les va-

riables signlralt pour le cycle de calcul suivant. Puis, comme dans le cas de la régulation lambda qui n'est pas prête, on enregistre également dans l'étape 545 la valeur

du drapeau B_lr pour le passage suivant du programme.

La figure 5f montre la courbe du coefficient de régulation et de la tension de la sonde réglée suivant la régulation décrite ci-dessus. A l'instant A on a un passage de la sonde entre le mélange pauvre et le mélange riche. La régulation lambda réagit par réduction du coefficient de

régulation et cela tout d'abord par addition du saut pro-

portionnel négatif FRPN. Puis on continue de diminuer len-

tement le coefficient de régulation suivant la valeur de la composante intégrale. Lorsque le coefficient de régulation atteint sa valeur neutre 1,0 un saut de n'est toujours pas

détecté puisque le mélange stoechiométrique n'est pas en-

core arrivé au niveau de la sonde lambda à cause du temps mort du système (cycles de travail du moteur et temps de parcours des gaz pour arriver sur la sonde lambda). C'est

pourquoi on continue à décrémenter le coefficient fr jus-

qu'à qu'à la fin du temps mort suivant; au point B on re-

connaît de nouveau un saut de sonde. Comme maintenant le mélange est significativement trop pauvre, on ajoute tout d'abord le saut proportionnel positif FRPP qui conduit le coefficient de régulation aussi rapidement que possible au

voisinage de sa valeur neutre. Puis (en fonction de la pé-

riode précédente A-B) on augmente lentement le coefficient de régulation jusqu'à détecter de nouveau un passage vers

le mélange riche.

Par un choix approprié des paramètres (compo-

sante intégrale et composante proportionnelle) on obtient

une amplitude d'environ 3 % pour l'oscillation de régula-

tion.

La figure 6a montre la courbe du coefficient de régulation pendant une accélération en explicitant sur cet exemple le fonctionnement de la compensation adaptative du film de paroi. On a supposé ici que le film de paroi avait augmenté par rapport à l'état neuf. La montée en charge

provoque également un appauvrissement du mélange que le ré-

gulateur lambda tente de compenser.

Dans la période A-B, la perturbation ne se ré-

percute pas sur le coefficient de régulation. Le coeffi-

cient de régulation présente une excursion normale de 6 %.

Après aspiration, combustion et expulsion du mélange plus pauvre à cause de la variation de charge et à la fin du temps de parcours des gaz d'échappement jusqu'à la sonde,

le régulateur est perturbé dans l'intervalle B-C. Pour com-

penser cet appauvrissement il faut que le régulateur com-

mande un enrichissement beaucoup plus important que celui correspondant à sa course habituelle de 6 %. Si dans le même intervalle B-C on détecte une variation de charge, on conclut à une variation de l'établissement du film de paroi et les coefficients de correction pour la compensation du film de paroi sont adaptés de manière correspondante. Pour pouvoir associer correctement dans le temps la course de

régulation accentuée et la variation de charge, il est né-

cessaire de corriger le signal de charge du temps mort com-

pris entre l'injection et la mesure faite par la sonde

lambda (il s'agit du tracé en trait interrompu dans le dia-

gramme supérieur de la figure 6a).

Comme par suite de l'augmentation de l'établis-

sement du film de paroi, la perturbation de la sonde lambda s'atténue de nouveau dans la phase stationnaire qui suit la variation de charge, le coefficient de régulation reprend sa plage initiale dans l'intervalle de temps C-D. Dans ce

cas la course de régulation représente aussi significative-

ment plus de 6 %. Toutefois, il n'y a pas d'adaptation de

la compensation du film de paroi car il n'y a pas de varia-

tion de charge dans la plage C-D.

La figure 6b montre un ordinogramme de la cor-

rection du temps mort ou du signal de charge nécessaire à

l'adaptation du paramètre du film de paroi (voir les expli-

cations concernant la figure 6a). Le programme est parcouru

toutes les 10 ms.

Le temps mort compris entre l'injection et la mesure du coefficient lambda comprend deux composantes: - le temps mort provoqué par le cycle de fonctionnement du

moteur (aspiration, compression, combustion, expulsion).

Ce temps mort ne dépend que de la vitesse de rotation du moteur, - le temps mort correspondant au temps de parcours des gaz d'échappement entre la soupape d'échappement et la sonde lambda. Ce temps mort dépend du débit massique d'air et

ainsi de la charge.

De manière correspondante, dans l'étape 601, on détermine le temps mort tt comme fonction de la vitesse de rotation et de la charge. Cela permet de décrire les deux composantes évoquées ci-dessus du temps mort. Les valeurs des temps morts sont inscrites, pour différentes vitesses de rotation et charges, sous la forme d'un tableau dans la

mémoire ROM.

Dans l'étape suivante 602, on retarde le signal

de charge du temps mort tl ainsi calculé.

La figure 6c concerne un procédé qui permet de

déterminer la variation de charge dtl entre deux commuta-

tions de la sonde de régulation lambda, ainsi qu'une valeur évaluée pour la déviation du mélange dlam. Le programme est

également parcouru toutes les 10 ms.

Pour l'adaptation du paramètre du film de paroi selon le présent procédé, on suppose que la régulation lambda travaille correctement. C'est pourquoi, dans l'étape 610, on demande d'abord si la régulation lambda est apte à fonctionner (B_lr = 1, Fig. 5c). Dans la négative, dans l'étape 611, on efface le compteur anzsp. Dans l'étape 621,

on remet à l'état initial le drapeau B_uka. Ainsi l'adap-

tation décrite dans le dessin suivant 6d sera informée qu'il n'y a pas de variation de charge dtl et qu'il n'y a

pas eu calcul de déviation de mélange dlam. Puis le pro-

gramme se termine.

Si la régulation lambda fonctionne correctement (réponse "oui" à l'embranchement à l'étape 610), on vérifie alors s'il y a une commutation de sonde (c'est-à-dire un

passage de la tension de la sonde par 450 mV) (étape 612).

Comme la charge et le coefficient de régulation ne peuvent être exploités qu'au niveau des commutations de la sonde, il n'y a pas d'autres traitements lorsque le drapeau B_lrsp est effacé. Dans ce cas, le drapeau B_uka est simplement

remis à l'état initial dans l'étape 622.

Si une commutation de sonde a été décelée (réponse "oui" à l'embranchement de l'étape 612), il faut demander si depuis la mise en oeuvre de la régulation lamb- da, il y a eu un certain nombre de commutations de la sonde (de manière caractéristique quatre commutations de la sonde). Ce temps d'attente est nécessaire pour laisser s'atténuer les oscillations de la régulation lambda, par exemple après commutation en poussée. C'est pourquoi, dans l'étape 613 on passe d'abord sur l'étape 614 si un nombre

suffisant de commutations de sonde n'a pu être détecté.

Dans l'étape 614, on augmente le compteur anzsp d'une unité pour une commutation de sonde. De plus, dans l'étape 623 on

efface le drapeau B_uka car dans ce cas on n'a pas pu dé-

terminer de valeurs valables pour la variation de charge et pour la déviation de la course de régulation, par rapport à

la valeur normale. Le coefficient de régulation est enre-

gistré de manière intermédiaire dans la variable fralt car il servira pour calculer la course de régulation lors de la commutation de sonde suivante. Toutefois, la valeur du coefficient de régulation fr(t-dt) qui est en retard d'une

étape de calcul est enregistrée puisque la valeur instanta-

née fr(t) contient la composante proportionnelle addition-

née lors de la commutation de la sonde (le temps dt correspond à la largeur de l'étape de calcul égale à 10 ms). Si, depuis la mise en oeuvre de la régulation lambda, on a eu un nombre suffisant de commutations de la

sonde (embranchement "oui" à l'interrogation 613), le dra-

peau B_uka est mis à l'état (étape 620) ce qui indique que l'on a pu faire un calcul valable de la variation de charge et de la course de régulation. Dans l'étape suivante 615, on calcule la variation du signal de charge corrigée par le

temps mort tltot depuis la dernière commutation de sonde.

La valeur instantanée de la charge est enregistrée dans la variable tlait pour pouvoir définir de nouveau la variation

de charge lors du saut suivant de la sonde.

Dans l'étape 616 on détermine la course de ré-

gulation dfr. Pour cela, il faut surtout ne pas partir de la valeur instantanée du coefficient de régulation fr(t)

car cette valeur contient déjà la composante proportion-

nelle correspondante (voir figure 5e). Au lieu de cela, on utilise la valeur fr(t-dt) qui est en retard d'une étape de calcul. Le coefficient de régulation frneu sera enregistré

dans la variable fralt jusqu'au saut suivant de la sonde.

Dans les étapes 617 à 619 on détermine la dé-

viation de la course de régulation par rapport à sa valeur normale (état non perturbé). Cette déviation est une mesure du rapport air/carburant car ce rapport s'établirait en

l'absence de régulation lambda; il constitue ainsi une me-

sure de l'importance du dérangement. Dans l'étape 617, on demande tout d'abord s'il s'agit d'une excursion positive ou négative de régulation. Pour une excursion positive de régulation, on obtient comme déviation dlam par rapport à la valeur normale dans l'étape 618: dlam:= dfr - 6 %,

on suppose que la course de régulation à l'état non pertur-

bé est de 6 %. Si le coefficient de régulation évolue par exemple, au lieu des 6 % prévisibles, de 8 % dans le sens d'un mélange riche, on arrive à une différence de 2 %. On peut alors admettre que, sans la régulation lambda, il y

aurait eu un appauvrissement par le coefficient lamb-

da = 1,02. La déviation dlam entre la course de régulation et la valeur normale peut ainsi s'utiliser directement

comme valeur approchée de la déviation du mélange par rap-

port à la valeur lambda = 1,0.

De la même manière, pour une course de régula-

tion négative dans l'étape 619, on obtient une déviation dlam telle que: dlam:= dfr + 6 %.

La figure 6d montre comment, à partir de la va-

riation de charge dtl calculée selon la figure 6c entre deux passages par 450 mV de la tension de la sonde et la déviation du mélange dlam, on a déterminé le coefficient de correction fuka pour la compensation du film de paroi (suite du traitement du coefficient fuka, voir figure 2a, blocs 206 et 207). Le programme à la figure 6d est appelé suivant la même trame de temps que le programme 6c (toutes les 10 ms). Tout d'abord, on détermine dans l'étape 630 si le moteur tourne déjà ou s'il est encore en démarrage. Lors du démarrage du moteur, on contrôle dans l'interrogation 631 que la tension d'alimentation permanente de l'appareil

de commande est intacte. Si l'on n'a pas décelé de pertur-

bations de l'alimentation en tension permanente, on extrait dans l'étape 632 la valeur fuka d'une mémoire RAM soutenue

par une batterie, valeur qui a été inscrite au cours du dé-

placement précédent. Si par contre l'alimentation perma-

nente a été perturbée, l'étape 633 remet le coefficient

fuka à sa valeur neutre.

Lorsque le moteur tourne (embranchement "non" à la question de l'étape 630), on vérifie dans l'étape 634

que le drapeau B_uka a été mis, c'est-à-dire si le pro-

gramme précédent selon la figure 6c a déterminé des valeurs

valables pour la variation de charge dtl et pour la dévia-

tion de mélange dlam. Dans la négative, le programme se termine. Si, par contre, on a ces valeurs valables pour

la variation de charge et la déviation de la course de ré-

gulation, on vérifie dans l'étape 636 que la déviation de mélange évaluée dlam est supérieure à 2 %. Si cela n'est

pas le cas, il n'y a apparemment pas de perturbation signi-

ficative du mélange et le programme se termine. Pour une

déviation de mélange évaluée dlam supérieure à 2 %, on con-

trôle dans l'interrogation 637 si en même temps il y a eu

une variation de charge. Si cette variation de charge de-

puis la dernière commutation en tension est inférieure à un seuil prédéterminé, on suppose que la déviation du mélange a été provoquée par une autre perturbation et l'on ne peut

se reporter à un comportement modifié du film de paroi.

Dans ce cas le programme se termine.

S'il y a à la fois une variation de charge et une déviation du mélange, dans l'étape 638, on détermine

tout d'abord le sens de variation suivant lequel a été ré-

glé le coefficient de correction fuka. Lorsque la variation

de charge dtl et la déviation de mélange dlam sont positi-

ves (c'est-à-dire un appauvrissement pour une charge crois-

sante) la correction du temps d'injection calculée par la compensation du film de paroi dans le bloc 206 (figure 2a)

est apparemment trop faible et il faut augmenter le coeffi-

cient de correction fuka. Pour un retard (dtl négatif), une compensation trop faible du film de paroi conduirait à un enrichissement et ainsi à une valeur négative de dlam car la durée d'injection ne serait pas suffisamment réduite

pour compenser le carburant qui s'évapore du film de paroi.

Une compensation trop forte du film de paroi lors d'une ac-

célération se traduit par contre par un enrichissement (c'est-à-dire que dtl est positif et dlam négatif) et un retard conduit à un appauvrissement (dtl est négatif, dlam est positif). Apparemment, pour un même signe algébrique de dtl et dlam, il faut augmenter la compensation du film de paroi alors que, pour des signes algébriques différents de

dtl et dlam, il faut diminuer cette compensation. Pour ce-

la, dans l'étape 638, on fixe le signe algébrique signdfuka de la variation égal au signe algébrique du produit (dtl * dlam). Dans l'étape 639, on décide en fonction du sens de variation connu dans l'étape 638, s'il faut augmenter le coefficient fuka (étape 640) ou le diminuer (étape 641). Le coefficient fuka nouvellement calculé est enregistré dans la mémoire RAM alimentée par une batterie, afin qu'après la

coupure puis un démarrage du moteur, on dispose d'une va-

leur plus correcte du coefficient fuka.

Variantes possibles.

A la figure 6a, on a représenté comme exemple une variation de charge très courte et très brusque. Sans correction de temps mort du signal de charge, dans l'intervalle de temps B-C à la figure 6a, c'est-à-dire dans

la plage du tracé fr, perturbé, on ne pourrait plus recon-

naître de variations de charge. Par contre, dans les essais réels de fonctionnement, on rencontre des rampes de charge beaucoup plus plates pour lesquelles, même dans

l'intervalle B-C il y a toujours une variation de charge.

On peut ainsi renoncer à la correction de temps mort comme à la figure 6b. Le procédé de correction de la compensation

du film de paroi est alors considérablement plus simple.

Selon une variante du procédé représentée aux figures 6b à 6d, au lieu de la déviation de mélange dlam (voir figure 6c, étapes 616 à 619) calculée à partir de

l'excursion de régulation dfr, on pourrait utiliser les du-

* rées comprises entre deux demi-excursions successives du

coefficient de régulation fr pour reconnaître une perturba-

tion du rapport air/carburant. En fonctionnement non per-

turbé, le rapport de la durée ts de la demi-oscillation

croissante et de la durée tf de la demi-oscillation (demi-

excursion) descendante, a une valeur constante. L'appau-

vrissement apparaissant à la figure 6a prolonge fortement la durée ts de la demi-oscillation croissante (B-C) alors que la demi-oscillation croissante, précédente (A-B) n'a pas été influencée. De façon correspondante, à la figure

6d, dans l'étape 636, on peut demander à la place de la dé-

viation de mélange dlam, la déviation du rapport des durées

V:= ts/tf et du rapport Vo en fonctionnement non perturbé.

A la figure 6d, à l'étape 638, il faut calculer de façon

correspondante signdfuka:= sign (dtl * (V - Vo)).

Un inconvénient du procédé représenté aux figu-

res 6b à 6d apparaît à la figure 6a si l'on suppose que la rampe de la charge est suffisamment plate pour que l'on puisse encore reconnaître une montée de la charge même dans l'intervalle C-D dans lequel le coefficient de régulation est de nouveau revenu à son niveau normal. Comme lors du

calcul de la course de régulation et de la déviation de mé-

lange selon la figure 6c, on a seulement pris en compte la variation du coefficient de régulation entre l'instant C et l'instant D tandis que l'histoire antérieure n'a pas été utilisée, lors de la commutation de la sonde au point D on

a une course de régulation d'environ -9 % et ainsi une dé-

viation de mélange dlam = -3 %. Au cas o, dans la plage C-

D on reconnaîtrait encore une montée en charge, cela con-

duirait de manière erronée à une réduction du coefficient fuka. On évite cela grâce à la variante de la figure 7a. Le programme de la figure 7a remplace le calcul de la déviation de mélange dlam et de la variation de charge dtl

selon la figure 6c.

La différence par rapport au déroulement de la

figure 6c est que l'on évalue tout d'abord une valeur abso-

lue lam pour le mélange, valeur qui s'établirait au cas o

la régulation lambda serait coupée.

A partir de cette valeur évaluée, on obtient la déviation du mélange dlam par soustraction de 1. Les étapes 710 à 716 et 720 à 724 correspondent aux étapes de travail

610 à 616 et 620 à 624 de la figure 6c; ces étapes ne se-

ront pas décrites ici. A la figure 717 on vérifie si la course de régulation calculée dans l'étape 716 est positive

ou négative. Pour une course de régulation positive, à par-

tir de la déviation d'environ 6 % de la course de régula-

tion par rapport à la valeur normale, on peut calculer la variation du mélange par rapport au saut précédent de la sonde selon l'équation suivante: dlaml:= dfr - 6 % (étape 718) Si la course de régulation est par exemple égale à 8 %, il y a eu un enrichissement apparemment de

l'ordre de 2 % par rapport à l'état non perturbé. De ma-

nière correspondante, on en conclut à un appauvrissement de 2 %. En cas de course de régulation négative, la variation du mélange dlaml découle de la formule: dlaml:= dfr + 6 % (étape 719)

Puis dans l'étape 726 on évalue la valeur abso-

lue du mélange en additionnant la variation de mélange dlaml depuis la dernière commutation de la sonde, à l'ancienne valeur évaluée pour le mélange. A partir de la valeur absolue lam ainsi calculée du mélange, on détermine

la déviation du mélange dlam par soustraction de 1,0.

Si la régulation lambda n'est pas prête à fonc-

tionner (sortie "non" de l'interrogation 710), on fixe la valeur évaluée du mélange à sa valeur neutre 1,0 dans

l'étape 725.

La figure 7b montre la même courbe de charge et

de coefficient fr que la figure 6a. Pour la courbe du coef-

ficient fr on a reconnu à l'instant C tout d'abord une

course de régulation positive de 9 %. Cela donne une varia-

tion du mélange égale à 3 % dans l'intervalle B-C. Comme en

fonctionnement stationnaire non perturbé précédent, la va-

leur évaluée du coefficient lambda était lam = 1,0, on cal-

cule à l'instant C une valeur évaluée donnant lam = 1,03.

Lors du retour du régulateur lambda dans l'intervalle C-D, pour une commutation de sonde à l'instant D, on calcule une course de régulation de -9 % ce qui donne une variation de mélange dlaml égale à -3 %. La valeur absolue lam est de nouveau remise à la valeur 1,0. Toutefois, à aucun moment, on ne conclut qu'il y a un mélange riche. Cela évite la

correction du coefficient fuka dans la mauvaise direction.

Des perturbations de courte durée qui se sont de nouveau atténuées avant que le régulateur lambda ait

réagi, ne sont pas décelées dans le procédé décrit ci-

dessus. C'est pourquoi, aux figures 8a à 8f on décrira une variante qui repose sur l'exploitation de la tension us de la sonde. Comme cela apparaît à la figure 5a, il est très

difficile de mesurer le rapport air/carburant en linéari-

sant la courbe caractéristique de la sonde lambda. Toute-

fois, on peut lire sur la tension de la sonde elle-même, de fortes perturbations du rapport air/carburant. Pour cela il

faut déterminer tout d'abord la valeur minimale et la va-

leur maximale de la tension de la sonde qui s'établissent en fonctionnement non perturbé. Lorsque la tension de la sonde dépasse de manière significative vers le haut ou vers

le bas ces deux limites, il y a perturbation du mélange.

La figure 8a montre le tracé de la tension de la sonde et du coefficient de régulation fr, tout d'abord pour le fonctionnement stationnaire non perturbé. Dans ce

cas, la tension de la sonde oscille entre les valeurs ex-

trêmes USF (valeur maximale pour un mélange riche) et USM (valeur minimalepour un mélange pauvre). A l'instant A on a une perturbation riche, significative du mélange. Cela conduit à une montée de courte durée de la tension de la

sonde au delà de la valeur USF mais qui ne conduit toute-

fois pas à une modification de la courbe fr.

La figure 8b montre tout d'abord une vue d'ensemble sur la détermination de la variation de charge

entre deux commutations de la sonde et la détection de dé-

viation lambda, plus importante à partir de la tension fournie par la sonde. Le programme est appelé par exemple

toutes les 10 ms et remplace le procédé selon la figure 6c.

Pour déterminer l'amplitude en mode non dérangé

par les parasites électriques, de ce signal de sonde, indé-

pendamment des variations du mélange provoquées par la com-

bustion séparée, on calcule la tension de sonde filtrée USF dans l'étape 800. Pour cela, on peut utiliser un filtre passe bas numérique 1, usuel. Dans l'étape 801 on vérifie que la régulation lambda est active car il ne s'établit de

tracé périodique de la tension de la sonde que si la régu-

lation lambda fonctionne.

Lorsque la régulation lambda n'est pas apte à fonctionner, dans l'étape 802, on remet à l'état initial le compteur pour les commutations de sonde anzsp ainsi que les

compteurs pour les valeurs de mesure qui dépassent de ma-

nière significative vers le bas (anzm) la valeur minimale usuelle de la tension de la sonde, et pour des valeurs de mesure qui dépassent (amzf) la valeur maximale usuelle de la tension de la sonde. De plus, on fixe la valeur évaluée USF de la valeur maximale de la tension de sonde en mode non perturbé et la valeur évaluée USM de la valeur minimale de la tension de sonde en mode non perturbé, à des valeurs initiales plausibles (de manière caractéristique on aura

USF = 1 V et USM = 0 V). Puis on termine le programme.

Lorsque la régulation lambda est prête à fonc-

tionner (réponse "oui" à l'interrogation 801), on vérifie par une autre interrogation si une commutation de sonde a été détectée, c'est-à- dire si la tension de la sonde est passée par 450 mV. Si cela n'est pas le cas, on termine le programme dans la mesure o, dans l'étape 804, on a reconnu

que depuis le branchement de la régulation lambda on a dé-

celé moins de quatre commutations de sonde. Par contre, s'il y a au moins quatre commutations de la sonde, on peut supposer que la régulation lambda avait suffisamment de temps pour terminer l'étape transitoire et revenir à l'amplitude normale de régulation. C'est pourquoi, dans la phase entre deux commutations de sonde dans l'étape 805, on peut déterminer les valeurs extrêmes usfmin et usfmax de la tension de sonde filtrée par un filtre passe bas usf. Le

procédé est décrit explicitement à l'aide de la figure 8c.

Ces valeurs extrêmes de la tension de sonde filtrée sont nécessaires pour corriger la valeur minimale et la valeur l0 maximale de la tension de sonde en mode non perturbé USM et

USF (étape 812). Dans l'étape 806 on reconnaît les pertur-

bations du mélange en comparant la tension de la sonde aux

valeurs minimales et maximales usuelles USM et USF. Ce pro-

cédé est décrit ici à la figure 8d.

Lorsque la régulation lambda fonctionne (réponse "oui" à l'étape 801) avec détection du passage de la tension de la sonde par 450 mV (réponse "oui" à l'étape

803), on vérifie également si un nombre suffisant de commu-

tations de la sonde a déjà été reconnu depuis le branche-

ment de la régulation lambda (interrogation 807). Si cela n'est pas le cas, dans l'étape 808, on augmente le compteur anzsp pour les commutations de la sonde et le programme se termine. Si l'on a reconnu plus de quatre commutations

de la sonde (réponse "oui" à l'étape 807), on met le dra-

peau B_uka dans l'étape 809 et on indique ainsi aux fonc-

tions suivantes qu'il y a une valeur valable pour la

variation de charge et pour la déviation du mélange.

Dans l'étape suivante 810 (comme également à la

figure 6c) on calcule la variation de charge depuis la der-

nière commutation de la sonde. On utilise la charge retar-

dée du temps mort tltot. La valeur instantanée du signal de charge est enregistrée dans la variable tlalt jusqu'à la

commutation de sonde suivante.

Puis, dans l'étape 811, on exploite les dévia-

tions du mélange qui ont été reconnues dans l'intervalle

entre les commutations de sonde dans l'étape 806. Le procé-

dé sera décrit à l'aide de l'ordinogramme de la figure 8e.

Au cours de l'étape 812, on reprend les valeurs extrêmes de la tension de sonde filtrée usfmax et usfmin comme valeur maximale et valeur minimale de la tension de sonde en fonctionnement non perturbé (USF et USM). Cette correction est nécessaire car ces valeurs peuvent changer pendant la durée de vie de la sonde lambda à cause d'une modification de la température de la sonde ou d'un décalage

de sa caractéristique.

Enfin, dans l'étape 813 on remet à l'état ini-

tial les compteurs anzf et anzm pour les valeurs de mesure de la tension de sonde qui ont dépassé vers le haut ou vers le bas les valeurs extrêmes USF et USM; puis le programme

se termine.

La figure 8c décrit la procédure pour détermi-

ner les valeurs minimales et maximales de la tension de sonde filtrée. Ce programme est appelé toutes les 10 ms et cela dans les phases comprises entre deux commutations de sonde (étape 805 à la figure 8b). Tout d'abord, on vérifie dans l'étape 820 si la tension de sonde est supérieure ou inférieure à 450 mV. Si le mélange est dans l'excursion de régulation correspondant à la phase riche (us > à 450 mV), on augmente tout d'abord la valeur minimale de la tension de sonde filtrée dans l'étape 821, d'une petite valeur (par exemple 0,1 mV). Cela corrige la valeur minimale vers le haut si, par un décalage de la caractéristique, la valeur

minimale usfmin connue jusqu'alors n'a plus été atteinte.

Puis on vérifie dans l'étape 823 si la tension de sonde

filtrée usf est supérieure à la valeur maximale connue jus-

qu'alors usfmax. Dans l'affirmative, au cours de l'étape

825, on prend cette nouvelle valeur usf comme valeur maxi-

male usfmax.

Lorsque la tension de sonde us est inférieure à 450 mV (réponse "non" à l'étape 820), on diminue dans l'étape 822, la valeur maximale usfmax de la tension de

sonde filtrée, d'une petite valeur.

Cela permet de corriger vers le bas la valeur

maximale si par exemple, par suite d'un décalage de la ca-

ractéristique ou d'une modification de la température de la

sonde, on n'atteint plus la valeur maximale jusqu'alors.

Par l'interrogation 824 on vérifie si la tension de sonde filtrée est inférieure à la valeur minimale usfmin connue

jusqu'alors. Dans l'affirmative, on enregistre comme nou-

velle valeur minimale la valeur de la tension filtrée, dans

l'étape 826.

Dans l'ordinogramme de la figure 8d, par compa-

raison de la tension de sonde avec les valeurs extrêmes USM

et USF en fonctionnement non perturbé, on détermine la pré-

sence d'une perturbation du mélange. Le programme est par-

couru toutes les 10 ms dans la phase comprise entre deux passages par 450 mV de la tension de sonde (voir figure 8b,

étape 806). Tout d'abord, dans l'interrogation 830, on dé-

termine si l'on met en présence une phase " riche " (us > 450 mV) ou d'une phase " pauvre " (us <450 mV). Si on est

en phase us > 450 mV, on surveille dans l'étape 832 la ten-

sion de la sonde quant au dépassement du seuil USF. Si la tension de la sonde dépasse ce seuil, c'est-à-dire dépasse la valeur maximale qui s'établit en mode non perturbé, on incrémente le compteur anzf. Par contre, si l'on a us < 450 mV (réponse négative à l'interrogation 830) on compare dans

l'étape 831, la tension de la sonde au seuil inférieur USM.

Lorsque la tension de la sonde passe en dessous de cette valeur, on augmente le compteur anzm. A partir du nombre anzm ou anzf des valeurs de mesure qui dépassent les seuils en mode non perturbé, on conclut à un enrichissement ou à

un appauvrissement au cours d'une partie de programme sui-

vante.

La figure 8e décrit comment déterminer l'enri-

chissement ou l'appauvrissement. On parcourt toujours le programme lorsqu'on a constaté une commutation de la sonde

et lorsque, depuis la mise en oeuvre de la régulation lamb-

da, il y a eu un nombre suffisamment important de commuta- tions de la sonde (voir figure 8b, étape 811). Si à l'interrogation 840, le nombre anzf des valeurs de mesure ayant dépassé le seuil USF depuis la dernière commutation de la sonde est supérieur à une valeur prédéterminée (par

exemple supérieur à 10 valeurs) il y a apparemment un enri-

chissement significatif. C'est pourquoi, dans l'étape 842,

on met à l'état le drapeau B f qui indique un enrichisse-

ment et on efface le drapeau Bm qui correspond à un appau-

vrissement. Si par contre on n'a constaté aucun

enrichissement (réponse "non" à l'interrogation 840) on vé-

rifie dans l'étape 841 si, au lieu de cela, un nombre rela-

tivement important de valeurs de mesure de la tension de la sonde se situe en dessous du seuil USM (anzm supérieur à une valeur prédéterminée). Si cela est le cas, on remet le drapeau Bf à l'état initial dans l'étape 843 et on met à l'état le drapeau B_m qui indique un appauvrissement. S'il

n'y a ni un nombre important de valeurs de mesure corres-

pondant à un mélange " riche " ni un nombre important de valeurs de mesure correspondant à un mélange " pauvre ",

(réponse non à l'interrogation 841) on efface les deux dra-

peaux B_f et B_m dans l'étape 844 car apparemment il n'y a

pas de perturbation importante du mélange.

Selon la figure 8f, à partir des drapeaux B_f et B_m obtenus qui indiquent une perturbation du mélange et à partir de la variation de charge calculée dtl depuis la

dernière commutation de la sonde, on conclut qu'il faut mo-

difier le coefficient de correction fuka. L'ordinogramme de la figure 8f remplace les étapes 636 à 641 de

l'ordinogramme de la figure 6d. Si dans l'étape 850 on re-

connaît la condition correspondant à une perturbation de mélange riche (Bf = 1), on vérifie ensuite dans l'étape 852 la variation de charge. Si la variation de charge dtl est supérieure à une valeur prédéterminée, on abaisse le

coefficient fuka au cours de l'étape 856 car un enrichisse-

ment a été décelé pour une accélération et la compensation du film de paroi est apparemment trop forte. Par contre si on détecte une décélération (réponse "non" à l'interrogation 852 et oui à l'interrogation suivante 853)

on augmente le coefficient fuka dans l'étape 857.

S'il n'y a pas d'enrichissement (réponse "non" à l'interrogation 850) on vérifie au cours de l'interrogation suivante 851 si un appauvrissement a été

détecté. Dans l'affirmative et si en même temps la varia-

tion de charge est positive (réponse "oui" oui à l'interrogation suivante 854), on augmente le coefficient

fuka dans l'étape 858 car, pour une accélération et un ap-

pauvrissement, la compensation du film de paroi est trop faible. Si l'interrogation 854 ne détecte pas d'accélération, on vérifie dans l'étape 855 s'il y a au

lieu de cela une décélération. Dans l'affirmative on dimi-

nue le coefficient fuka (étape 859).

Si le coefficient fuka est modifié dans l'une

des étapes 856, 857, 858, 859, on inscrit la nouvelle va-

leur fuka dans la mémoire RAM alimentée par batterie, au

cours de l'étape 860.

On peut améliorer encore si, à la place de la structure de la figure 2a, on utilise un procédé selon la figure 2b. A la figure 2b on dispose de deux coefficients de correction fukak et fukal qui agissent séparément sur la composante à court terme et la composante à long terme de la compensation du film de paroi (points de multiplication 210, 211 à la figure 2b). Dans ce cas il est possible de déterminer le coefficient de correction fukal qui influence la composante à long terme teukl de la compensation du film

de paroi, par un procédé selon les figures 6b à 6d, c'est-

à-dire par l'exploitation du coefficient de régulation lambda fr car une erreur dans la composante à long terme de la compensation du film de paroi conduit également à des perturbations à long terme du mélange influençant dans tous les cas la course de régulation du régulateur lambda. Par

contre, le coefficient de correction fukak peut être déter-

miné pour la composante à court terme, par l'exploitation de la tension de la sonde, c'est-à-dire selon un procédé comme celui représenté aux figures 8b à 8f. En effet, une composante à court terme erronée ne modifie le mélange que

pendant un court instant si bien que l'on ne peut pas tou-

jours la déceler en exploitant la course de régulation.

Les différents types de carburant influencent fréquemment de manière différente le comportement du film de paroi dans des plages différentes de la température du

moteur. C'est ainsi que par exemple lorsqu'un moteur uti-

lise un carburant contenant environ 20 % d'éthanol, il faut régler un coefficient fuka compris entre environ 0,9 et 1,0 pour adapter à ce nouveau carburant une compensation du film de paroi qui a été défini pour un carburant d'hiver, du commerce. Par contre, pour une température du moteur de C, il faut un coefficient fuka = 1,4. Dans ce cas, il faut déterminer pour différentes plages de température du

moteur, chaque fois une valeur particulière pour le coeffi-

cient fuka et utiliser cette valeur, lorsque le moteur se réchauffe, dans la plage correspondante des températures du moteur.

Une autre amélioration tient compte du vieil-

lissement des sondes lambda se traduisant par une augmenta-

tion de la période de la régulation lambda et ainsi par une augmentation de la course de régulation. Il est avantageux dans ce cas, selon la figure 6c, dans les étapes 618 et 619, de ne plus comparer la course de régulation dfr à une

valeur fixe égale par exemple à 6 % (pour le cas sans per-

turbation) mais à la course de régulation dfrO dans le cas

non perturbé, et qui est renouvelée en permanence. Pour ce-

la, par exemple, en complétant l'ordinogramme de la figure

6c, on peut enregistrer la course de régulation dfr calcu-

lée à l'étape 616 toujours comme course de régulation nor-

male dfr0 si, dans l'étape 615, on n'a décelé aucune variation significative de charge dtl. Une modification correspondante est donnée par la figure 9. Les étapes 910 à 924 correspondent chaque fois aux étapes 610 à 624 de la

figure 6c. Après l'étape 916 (calcul de la course de régu-

lation dfr), on insère l'interrogation 925, ce qui diffère par rapport au déroulement de la figure 6c; au cours de cette interrogation, on vérifie s'il y a une variation de charge. Dans la négative, dans l'étape 926, on reprend la course de régulation dfr comme course de régulation dfrO correspondant au cas non perturbé. Puis, contrairement aux étapes 618 et 619 de la figure 6c, dans les étapes 918 et 919, on corrige la course de régulation instantanée dfr de

la valeur apprise dfrO et non d'une valeur fixe correspon-

dant à 6 %. Lorsque la régulation lambda n'est pas prête à fonctionner (réponse "non" dans l'étape 910), on efface le compteur anzsp des commutations de la sonde dans l'étape 911 et, dans l'étape 92, on met à O le drapeau Buka (voir les étapes 611 et 621 à la figure 6c). De plus, dans ce cas, dans l'étape 927, on fixe la course de régulation dfrO

à l'état à nouveau (6 %).

Le mélange peut être dérangé non seulement par

une compensation du film de paroi mal adaptée, mais égale-

ment par la fourniture d'un mélange air/carburant provenant

du filtre à charbon actif de la ventilation du réservoir.

Comme l'ouverture de la soupape de ventilation du réservoir

123 est fréquemment commandée en fonction de la charge, ce-

la signifie que l'alimentation en mélange à travers la sou-

pape de ventilation du réservoir varie fortement pendant les phases d'accélération ou de décélération. Il n'est plus possible dans ces conditions de conclure à une modification du comportement du film de paroi à partir d'une déviation du mélange et d'une variation simultanée de la charge, car la déviation du mélange peut également être produite par

une modification du débit provenant de la soupape de venti-

lation du réservoir. C'est pourquoi, dans les systèmes

équipés d'une telle ventilation du réservoir, il faut in-

terdire l'adaptation de la compensation du film de paroi

lorsque le rapport de travail pour la commande de la sou-

pape de ventilation du réservoir 123 dépasse un seuil dé-

terminé. Cela peut se faire simplement en ce que selon la

figure 6c, dans l'étape 610, on contrôle en outre la com-

mande de la soupape de ventilation du réservoir. On dérive

alors de l'étape 611 lorsque B_lr est mis à l'état et lors-

que le rapport de travail est supérieur à la valeur limite

prédéterminée.

Claims (8)

R E V E N D I C A T IONS

1) Système de commande du dosage du carburant d'un moteur à combustion interne (100), caractérisé en ce que: - on fournit un signal (tel) de la quantité de base à in- jecter en partant de l'état de fonctionnement du moteur à

combustion interne (100) et d'un signal (fr) de correc-

tion du mélange, qui corrige la déviation du rapport air/carburant par rapport à une valeur souhaitée,

- on fournit un signal (teukg) pour la compensation transi-

toire, - le signal (teukg) de compensation transitoire est combiné au signal (tel) de la quantité de base à injecter, pour

donner un signal (te) de la quantité de carburant à in-

jecter, - en déterminant le signal (teukg) pour la compensation transitoire, on tient compte d'une correction adaptative (fuka), - on forme la correction adaptative (fuka) en comparant le signal (fr) de la correction du mélange, à une référence; 2) Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la comparaison du signal (fr) de la correction du mélange, à la référence, se fait à l'aide

d'une grandeur dépendant de la valeur minimale et de la va-

leur maximale d'une oscillation du signal (fr).

3) Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la comparaison du signal (fr) de correction du mélange, à la référence, est faite à l'aide

d'une grandeur dépendant de la durée de deux demi-oscilla-

tions successives du signal (fr).

4) Système de commande selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que, pour former la correction adaptative (fuka), on détermine une valeur évaluée (lam) du rapport air/carburant à partir de la comparaison du signal

(fr) de correction du mélange, avec la référence.

) Système de commande selon l'une des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la référence

utilisée pour la correction du mélange lors de la comparai-

son du signal (fr), se détermine à partir du chronogramme du signal (fr) de correction du mélange lorsque le moteur à

combustion interne (100) est en mode de fonctionnement sta-

tionnaire. 6) Système de commande du dosage du carburant d'un moteur à combustion interne (100), caractérisé en ce que:

- on fournit un signal (tel) d'une quantité de base à in-

jecter à partir de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne (100), - on fournit un signal (teukg) de compensation transitoire, - le signal (teukg) de compensation transitoire est combiné au signal (tel) de la quantité de base à injecter pour

donner un signal (te) de la quantité de carburant à in-

jecter,

- lors du calcul du signal (teukg)de compensation transi-

toire, on tient compte d'une correction adaptative (fuka), -on détecte le signal de sortie (us) d'un capteur de gaz d'échappement (116), -on forme une correction adaptative (fuka) en comparant le signal de sortie (us) du capteur de gaz d'échappement

(116), à une référence.

7) Système de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que la comparaison du signal de sortie (us) du capteur de gaz d'échappement (116) à une référence, est faite à l'aide d'une grandeur dépendant de la valeur

minimale et de la valeur maximale de l'oscillation du si-

gnal de sortie (us).

8) Système de commande selon la revendication

7, caractérisé en ce que la référence utilisée pour la com-

paraison du signal de sortie (us) du capteur de gaz d'échappement (116), s'obtient à partir du chronogramme du

signal de sortie (us) lorsque le moteur à combustion in-

terne (100) est en mode de fonctionnement stationnaire.

9) Système de commande selon l'une des revendi-

cations précédentes, caractérisé en ce qu'on forme une nou- velle valeur de la correction adaptative (fuka) lorsque le

moteur à combustion interne (100) est dans un mode de fonc-

tionnement non stationnaire.

) Système de commande selon la revendication

9, caractérisé en ce qu'on détecte un état de fonctionne-

ment non stationnaire si la variation chronologique de la

charge (tl) dépasse d'une certaine amplitude un seuil pré-

déterminé.

11) Système de commande pour le dosage du car-

burant d'un moteur à combustion interne (100) caractérisé en ce que:

- on forme un signal (tel) pour une quantité de base à do-

ser en partant de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne et d'un signal (fr) de correction de mélange qui corrige la déviation du rapport air/carburant, et d'une valeur de consigne, - on fournit un signal (teukg) de compensation transitoire qui se compose d'au moins deux composantes, - on combine le signal (teukg) de compensation transitoire, au signal (tel) de la quantité d'injection de base, en un signal (te) pour la quantité de carburant à injecter, - on forme une première composante du signal (teukg) de compensation transitoire à partir d'une composante à court terme (teukk) et d'une correction à court terme, adaptative correspondante (fukak),

- on forme une seconde composante du signal (teukg) de com-

pensation transitoire à partir d'une composante à long

terme (teukl) et d'une correction à long terme, adapta-

tive, associée (fukal), - on détecte un signal de sortie (us) d'un capteur de gaz d'échappement (116), - on forme une correction adaptative à long terme (fukal) par comparaison du signal (fr) de correction du mélange, avec une référence correspondante, - on forme la correction adaptative à court terme (fukak) par comparaison du signal de sortie (us) du capteur de

gaz d'échappement (116), à une référence correspondante.

12) Système de commande selon l'une des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce que, pour diffé-

rentes plages de température du moteur, on détermine chaque fois une valeur particulière de la correction adaptative (fuka).