FR2754311A1

FR2754311A1 - Mixture control system for fuel injection IC engine

Info

Publication number: FR2754311A1
Application number: FR9612277A
Authority: FR
Inventors: Olivier Schmid
Original assignee: Siemens Automotive SA
Current assignee: Continental Automotive France SAS
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1998-04-10
Anticipated expiration: 2016-10-04
Also published as: FR2754311B1

Abstract

The control unit (2) receives input signals from (Q) a flowmeter or pressure sensor (3) in the intake manifold, (N) a engine speed sensor (4) and (Vs) a mixture richness sensor (5) in the exhaust, upstream of the catalyser (6). The basic fuel requirement (Tib) is calculated (21) by comparing measured air-flow and speed with previously tabulated test-based values set against fuel quantities. The fuel is delivered at rates alternating rapidly between limits not exceeding +/- 3% of a base value, engine conditions (Q,N) also determining (24) the frequency (F) employed, while the mean value is varied by PWM techniques. After treatment (23), the richness sensor's signal (Vsfil) is compared (26) with a reference value (Vc) and a correction factor is applied (25) to the delivery control unit (22).

Description

La présente invention est relative à un procédé et un dispositif de commande de la richesse du mélange air / carburant alimentant un moteur à combustion interne, et plus particulièrement à un tel procédé ou dispositif fonctionnant en boucle fermée au moyen d'une sonde de richesse des gaz d'échappement placé en amont d'un pot catalytique pour maintenir une richesse prédéterminée propre à permettre une épuration optimale des gaz. The present invention relates to a method and a device for controlling the richness of the air / fuel mixture supplying an internal combustion engine, and more particularly to such a method or device operating in closed loop by means of a richness probe of the exhaust gas placed upstream of a catalytic converter to maintain a predetermined richness capable of allowing optimal gas cleaning.

Les exigences relatives à la pollution ont conduit à équiper les moteurs à combustion interne de pots d'échappement catalytiques. Pour un fonctionnement satisfaisant de ces pots, la richesse du mélange air / carburant brûlé dans le moteur doit être maintenue dans une plage étroite autour d'une valeur prédéterminée, par exemple à la valeur stoechiométrique. On utilise pour cela une sonde de richesse, encore appelé sonde X, sensible à la teneur en oxygène des gaz d'échappement, que l'on place en amont du pot catalytique, et qui délivre un signal basculant entre deux états selon que les gaz qui baignent la sonde correspondent à un mélange riche (excès de carburant) ou pauvre par rapport à une consigne de richesse fixée. En fonction de ce signal, on modifie une quantité de base de carburant fourni au moteur déterminée à partir de conditions de fonctionnement telles que quantité d'air aspiré, régime, température, etc. Cette modification est effectuée selon une régulation proportionnelle et intégrale en fonction du signal instantané de la sonde de richesse. Pollution requirements have led to equipping internal combustion engines with catalytic converters. For satisfactory operation of these pots, the richness of the air / fuel mixture burned in the engine must be maintained in a narrow range around a predetermined value, for example at the stoichiometric value. For this, a richness probe, also called an X probe, is used, sensitive to the oxygen content of the exhaust gases, which is placed upstream of the catalytic converter, and which delivers a signal toggling between two states depending on whether the gases which bathe the probe correspond to a rich mixture (excess of fuel) or lean compared to a fixed richness setpoint. Depending on this signal, a quantity of basic fuel supplied to the engine is modified, determined from operating conditions such as quantity of air drawn in, speed, temperature, etc. This modification is carried out according to a proportional and integral regulation as a function of the instantaneous signal of the richness probe.

Cependant, cette technique de régulation souffre d'un inconvénient lié au temps de transit des gaz entre le point de préparation du mélange, coté admission du moteur et le point de mesure de la richesse, coté échappement, temps assimilable à un retard pur. Ceci a pour conséquence de limiter la fréquence des excursions de richesse de part et d'autre de la consigne, et d'en augmenter l'amplitude, et se traduit lors du vieillissement du pot catalytique, par un dépassement de sa capacité d'épuration lorsqu'il est âgé, et entraîne donc génération de pollution et coûts de maintenance élevés.However, this regulation technique suffers from a drawback linked to the gas transit time between the point of preparation of the mixture, on the intake side of the engine and the richness measurement point, on the exhaust side, time assimilated to a pure delay. This has the consequence of limiting the frequency of the richness excursions on either side of the deposit, and of increasing the amplitude thereof, and is manifested during the aging of the catalytic converter, by exceeding its purification capacity. when it is old, and therefore generates pollution and high maintenance costs.

On connaît de la technique antérieure, et plus particulièrement du document FR 2 594 890, un procédé de régulation dans lequel on tente de minimiser l'influence de ce retard en calculant un coefficient de correction acL en fonction d'un signal prédit de la sonde, élaboré à partir d'un modèle d'estimation de richesse. On constate cependant que cette technique entraîne une relation entre fréquence et amplitude des oscillations de richesse appliquées et pose des problèmes d'agrément de conduite pour des fréquences élevées. De plus, les perturbations du signal réel de la sonde (bruit) entraînent des erreurs dans l'ajustement du modèle utilisé et rendent ce procédé peu robuste. On connaît également du document US 5,090,199 un procédé de régulation de richesse faisant usage d'une sonde de richesse linéaire, c'est à dire une sonde pour laquelle le seuil de basculement est continûment ajustable, en amont du catalyseur. Selon ce procédé, on impose au seuil de basculement une oscillation de période et d'amplitude prédéterminées, et on ajuste la quantité réelle de carburant injectée en fonction de l'écart entre ce seuil et la richesse réelle des gaz d'échappement au niveau de la sonde. Outre son coût très élevé, ce procédé présente les désavantages classiques d'une régulation autour d'une consigne mobile, dont en particulier un risque d'instabilité lorsque la période de modification de la consigne est inférieure au retard inhérent au processus régulé. We know from the prior art, and more particularly from document FR 2 594 890, a regulation method in which an attempt is made to minimize the influence of this delay by calculating a correction coefficient acL as a function of a predicted signal from the probe. , developed from a wealth estimation model. However, it can be seen that this technique leads to a relationship between frequency and amplitude of the applied richness oscillations and poses driving pleasure problems for high frequencies. In addition, disturbances in the actual signal from the probe (noise) lead to errors in the adjustment of the model used and make this method not very robust. Also known from document US Pat. No. 5,090,199 is a richness regulation method making use of a linear richness probe, that is to say a probe for which the tilting threshold is continuously adjustable, upstream of the catalyst. According to this method, an oscillation of predetermined period and amplitude is imposed on the tilting threshold, and the actual quantity of fuel injected is adjusted as a function of the difference between this threshold and the actual richness of the exhaust gases at the probe. In addition to its very high cost, this method has the classic disadvantages of regulation around a mobile setpoint, including in particular a risk of instability when the period of modification of the setpoint is less than the delay inherent in the regulated process.

La présente invention a donc pour objet de fournir un procédé de régulation de richesse robuste qui soit simple à mettre en oeuvre, au moyen d'un dispositif associé économique. The present invention therefore aims to provide a robust wealth control method which is simple to implement, by means of an associated economic device.

On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront dans la suite de la présente description, au moyen d'un procédé de commande de la richesse d'un mélange air / carburant alimentant un moteur à combustion interne équipé de moyens d'injection de carburant, de moyens de détermination de conditions de fonctionnement du moteur et d'une sonde de richesse placée dans le courant des gaz d'échappement du moteur en amont d'un pot catalytique, procédé selon lequel on détermine une quantité de base de carburant en fonction des conditions de fonctionnement et on mesure un signal sonde émis par la sonde de richesse. These objects of the invention are achieved, as well as others which will appear in the following of this description, by means of a method for controlling the richness of an air / fuel mixture supplying an internal combustion engine equipped with fuel injection means, means for determining engine operating conditions and a richness probe placed in the flow of engine exhaust gases upstream of a catalytic converter, method according to which a quantity is determined fuel base according to the operating conditions and a probe signal emitted by the richness probe is measured.

Selon l'invention, on impose aux moyens d'injection de carburant de délivrer une quantité réelle de carburant oscillant de part et d'autre de ia quantité de base, avec une amplitude et une fréquence d'oscillation prédéterminées, on calcule une valeur filtrée du signal sonde, et on asservit une valeur moyenne de la quantité réelle de carburant délivrée en fonction de l'écart entre la valeur filtrée du signal sonde et une valeur de consigne prédéterminée. According to the invention, the fuel injection means are required to deliver a real quantity of fuel oscillating on either side of the basic quantity, with a predetermined amplitude and frequency of oscillation, a filtered value is calculated of the probe signal, and an average value of the actual quantity of fuel delivered is slaved as a function of the difference between the filtered value of the probe signal and a predetermined set value.

Suivant une caractéristique importante de la présente invention, on choisit la fréquence d'oscillation voisine d'une fréquence de coupure du signal émis par la sonde de richesse. Pour s'adapter plus finement aux conditions de fonctionnement très variables du moteur, la fréquence d'oscillation est tirée d'une table en fonction du débit d'air et du régime moteur, établie expérimentalement lors de la mise au point du moteur. According to an important characteristic of the present invention, the oscillation frequency close to a cutoff frequency of the signal emitted by the richness probe is chosen. To adapt more finely to the very variable operating conditions of the engine, the oscillation frequency is taken from a table as a function of the air flow and engine speed, established experimentally during the development of the engine.

Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, pour compenser les effets du vieillissement de la sonde, pendant un fonctionnement du moteur en régime stable, on modifie la fréquence d'oscillation, on déduit une nouvelle valeur de la fréquence de coupure du signal sonde de la variation d'amplitude de celui-ci, et on met à jour la table en fonction de la variation de la fréquence de coupure observée. According to an additional characteristic of the invention, to compensate for the effects of aging of the probe, during engine operation under steady conditions, the oscillation frequency is modified, a new value is deduced from the cutoff frequency of the probe signal. the amplitude variation thereof, and the table is updated as a function of the variation in the cutoff frequency observed.

Suivant une autre caractéristique importante de la présente invention, la valeur moyenne de la quantité de carburant injectée est modifiée en agissant sur le rapport cyclique de l'oscillation. According to another important characteristic of the present invention, the average value of the quantity of fuel injected is modified by acting on the duty cycle of the oscillation.

L'invention propose encore un dispositif adapté pour la mise en oeuvre du procédé, comportant des moyens d'injection de carburant, des moyens de détermination de conditions de fonctionnement du moteur, au moins une sonde de richesse placé dans le courant des gaz d'échappement du moteur en amont d'un pot catalytique et un calculateur comportant un filtre adapté pour fournir une valeur filtrée d'un signal de la sonde de richesse, un régulateur adapté pour délivrer une valeur moyenne de correction en fonction de l'écart entre ladite valeur filtrée et une valeur de consigne, des moyens de détermination d'une fréquence d'oscillation prédéterminée en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, un bloc de calcul d'un coefficient de correction en fonction des dites valeur moyenne de correction et fréquence d'oscillation prédéterminée, des moyens de détermination d'une quantité de base de carburant en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, et des moyens de détermination d'une quantité réelle de carburant à partir de la quantité de base et du coefficient de correction, lesdits moyens agissant sur les moyens d'injection de carburant pour ajuster la richesse du mélange. The invention also proposes a device suitable for implementing the method, comprising means for injecting fuel, means for determining the operating conditions of the engine, at least one richness probe placed in the stream of engine exhaust upstream of a catalytic converter and a computer comprising a filter adapted to supply a filtered value of a signal from the richness probe, a regulator adapted to deliver an average correction value as a function of the difference between said filtered value and a set value, means for determining a predetermined oscillation frequency as a function of the engine operating conditions, a block for calculating a correction coefficient as a function of said average correction value and frequency d predetermined oscillation, means for determining a quantity of basic fuel as a function of the engine operating conditions, and m means for determining an actual amount of fuel from the base amount and the correction coefficient, said means acting on the fuel injection means to adjust the richness of the mixture.

D'autres caractéristiques et avantages du circuit suivant l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 représente une vue schématique d'un moteur et de la nature des
gaz qui le traversent, selon les procédés de la technique antérieure et de
l'invention,
- la figure 2 représente des graphes temporels de la quantité de carburant
injectée d'une part et du signal délivré par la sonde de richesse d'autre part,
dans le procédé selon l'invention,
- la figure 3 représente le signal délivré par une sonde de richesse "tout ou
rien" en fonction de la richesse.Other characteristics and advantages of the circuit according to the invention will appear on reading the description which follows and on examining the appended drawings in which:
- Figure 1 shows a schematic view of an engine and the nature of
gases passing through it, according to the processes of the prior art and
the invention,
- Figure 2 shows time graphs of the amount of fuel
injected on the one hand and the signal delivered by the wealth probe on the other hand,
in the process according to the invention,
- Figure 3 shows the signal delivered by a richness probe "all or
nothing "depending on wealth.

- la figure 4 représente l'évolution de l'amplitude du signal de la sonde de
richesse en fonction de la fréquence des oscillations de richesse, et
- la figure 5 représente un moteur équipé du dispositif permettant la mise en
oeuvre du procédé selon l'invention,
On se réfère à la figure 1 dans laquelle on a représenté en (A) un moteur à combustion interne 1 traversé par un flux de gaz (matérialisé par des flèches) entrant par un collecteur d'admission dans lequel sont disposés des moyens d'injection de carburant 7 et sortant par un collecteur d'échappement aboutissant dans un pot catalytique 6. Une sonde de richesse 5 est disposée entre le moteur 1 et le pot 6. Cette sonde 5 renseigne un calculateur 2 sur la teneur en oxygène des gaz d'échappement, correspondant à la richesse du mélange air / carburant brûlé dans le moteur. Le calculateur 2 commande les moyens d'injection de carburant 7 en fonction de cette information. On a représenté en (B) et (C) la richesse des gaz traversant le moteur en fonction de leur position. La lettre R désigne un mélange riche et la lettre P un mélange pauvre. En (B), lorsque la commande des moyens d'injection de carburant 7 s'effectue selon la technique antérieure, le calculateur 2 commande un mélange riche tant que la sonde de richesse 5 voit un mélange pauvre. Lors de la détection d'une transition pauvre / riche au niveau de la sonde de richesse, la commande s'inverse pour obtenir un mélange pauvre au niveau des moyens d'injection de carburant 7. On constate alors que ce synchronisme entre commande et détection implique que tout le volume de gaz compris entre les moyens d'injection de carburant 7 et la sonde de richesse 5 soit alternativement riche ou pauvre. Ce volume étant important, il est donc nécessaire que le pot catalytique soit dimensionné de manière suffisante afin d'épurer le gaz d'échappement, sa saturation entraînant la génération de polluants.- Figure 4 shows the evolution of the amplitude of the signal from the probe
richness as a function of the frequency of the richness oscillations, and
- Figure 5 shows an engine equipped with the device for setting
work of the process according to the invention,
Referring to Figure 1 in which there is shown in (A) an internal combustion engine 1 through which a gas flow (materialized by arrows) entering by an intake manifold in which are arranged injection means of fuel 7 and leaving via an exhaust manifold ending in a catalytic converter 6. A richness probe 5 is arranged between the engine 1 and the pot 6. This probe 5 provides information to a computer 2 on the oxygen content of the exhaust, corresponding to the richness of the air / fuel mixture burned in the engine. The computer 2 controls the fuel injection means 7 as a function of this information. The richness of the gases passing through the engine is shown in (B) and (C) as a function of their position. The letter R denotes a rich mixture and the letter P denotes a lean mixture. In (B), when the control of the fuel injection means 7 is carried out according to the prior art, the computer 2 controls a rich mixture as long as the richness sensor 5 sees a lean mixture. When detecting a lean / rich transition at the level of the richness sensor, the control is reversed to obtain a lean mixture at the level of the fuel injection means 7. It is then observed that this synchronism between control and detection implies that the entire volume of gas between the fuel injection means 7 and the richness probe 5 is alternately rich or lean. This volume being large, it is therefore necessary that the catalytic converter is sufficiently dimensioned in order to purify the exhaust gas, its saturation causing the generation of pollutants.

Au contraire, comme cela est visible en (C) sur la figure 1 et de manière plus détaillée sur les graphes de la figure 2, le procédé selon l'invention propose de commander les moyens d'injection de carburant 7 avec une fréquence F prédéterminée, de manière à obtenir une alternance riche / pauvre asynchrone par rapport à la détection réalisée par la sonde de richesse 5. On constate alors que le volume de gaz compris entre les moyens d'injection de carburant 7 et la sonde de richesse 5 est constitué d'une succession de volumes élémentaires alternativement pauvres et riches. La sonde de richesse 5 réagit à cette succession de "bouffées" de gaz alternativement riches et pauvres en fournissant au calculateur 2 un signal sonde
Vs, représentatif de la richesse, oscillant à la fréquence F prédéterminée.On the contrary, as can be seen in (C) in FIG. 1 and in more detail on the graphs in FIG. 2, the method according to the invention proposes to control the fuel injection means 7 with a predetermined frequency F , so as to obtain an asynchronous rich / poor alternation with respect to the detection carried out by the richness probe 5. It can then be seen that the volume of gas comprised between the fuel injection means 7 and the richness probe 5 is constituted of a succession of elementary volumes alternately poor and rich. The richness probe 5 reacts to this succession of alternately rich and poor gas "puffs" by supplying the computer 2 with a probe signal
Vs, representative of the richness, oscillating at the predetermined frequency F.

On a représenté sur la figure 2, en (A), un graphe temporel de la quantité de carburant réelle Ti injectée dans le moteur. Le calculateur 2 a déterminé de manière classique, en fonction de conditions de fonctionnement telles que le régime de rotation et la quantité d'air aspirée, une quantité de carburant de base Tib. Le calculateur commande alors les moyens d'injection de carburant 7 de manière à fournir une quantité de carburant Ti oscillant de part et d'autre de cette quantité de base avec la fréquence F et une amplitude prédéterminée. Pour ne pas dépasser les capacités d'épuration instantanées du pot catalytique 6, et pour éviter que ces oscillations de richesse puissent être ressenties en agrément de conduite du fait des variations de couple moteur qu'elles sont susceptibles d'induire, on limite cette amplitude à + 3% de la quantité de base de carburant. Comme on l'observe sur le graphe (B) de la figure 2, le signal Vs délivré par la sonde de richesse 5 oscille avec une même fréquence F. On remarquera que si la sonde de richesse est capable de fournir un signal Vs linéaire en fonction de la richesse, il suffit alors au calculateur 2 d'intégrer ce signal, par exemple au moyen d'un filtre récursif numérique, pour obtenir une valeur filtrée Vsfil représentative de la richesse moyenne observée sur un intervalle de temps prédéterminé. Le calculateur 2 compare alors cette valeur filtrée
Vsfil à une valeur de consigne Vc représentative de la richesse désirée, et agit sur les moyens d'injection de carburant 7 pour ajuster la quantité moyenne de carburant Tlmoy en fonction de l'écart mesuré. Pour cela, il suffit d'agir sur le rapport cyclique de la commande, en augmentant la durée de l'alternance riche au détriment de l'alternance pauvre ou inversement, selon que l'on veut enrichir ou appauvrir le mélange, sans modifier un rapport air / carburant prédéterminé pour chacune des alternances. On peut également agir sur la valeur de ce rapport air / carburant en augmentant ou diminuant la quantité réelle de carburant Ti instantanée sans modifier le rapport cyclique, ou encore combiner les deux méthodes.There is shown in Figure 2, in (A), a time graph of the actual amount of fuel Ti injected into the engine. The computer 2 has conventionally determined, as a function of operating conditions such as the rotation speed and the quantity of air drawn in, an amount of basic fuel Tib. The computer then controls the fuel injection means 7 so as to supply a quantity of fuel Ti oscillating on either side of this basic quantity with the frequency F and a predetermined amplitude. In order not to exceed the instantaneous purification capacities of the catalytic converter 6, and to avoid that these richness oscillations can be felt in driving pleasure due to the variations in engine torque that they are likely to induce, this amplitude is limited. to + 3% of the basic amount of fuel. As can be seen in graph (B) of FIG. 2, the signal Vs delivered by the richness probe 5 oscillates with the same frequency F. It will be noted that if the richness probe is capable of providing a linear signal Vs in function of the richness, it then suffices for the computer 2 to integrate this signal, for example by means of a digital recursive filter, to obtain a filtered value Vsfil representative of the average richness observed over a predetermined time interval. The computer 2 then compares this filtered value
Vsfil to a set value Vc representative of the desired richness, and acts on the fuel injection means 7 to adjust the average quantity of fuel Tlmoy according to the difference measured. For this, it suffices to act on the duty cycle of the order, by increasing the duration of the rich alternation at the expense of the poor alternation or vice versa, depending on whether one wishes to enrich or deplete the mixture, without modifying a predetermined air / fuel ratio for each of the alternations. One can also act on the value of this air / fuel ratio by increasing or decreasing the actual quantity of instantaneous fuel Ti without modifying the duty cycle, or even combining the two methods.

Le procédé décrit ci-dessus suppose que la sonde de richesse puisse délivrer un signal Vs linéaire en fonction de la richesse. Cependant, pour des raisons d'économies, on peut être amené à utiliser une sonde de richesse du type "tout ou rien", c'est à dire fournissant un signal basculant entre deux états "riche" ou "pauvre" selon que le rapport air / carburant est inférieur ou supérieur au mélange stoechiométrique. On a représenté à la figure 3 le signal Vs de sortie d'une telle sonde en fonction de la richesse. On remarque sur cette figure que, en dehors d'une plage de richesse très étroite centrée sur la valeur k=1 (stoechiométrie), le signal Vs prend deux états stables séparés par une amplitude maximale AVSmax, ce qui ne permet plus d'avoir une relation linéaire entre le signal Vs et la valeur de la richesse. The method described above assumes that the richness probe can deliver a linear signal Vs as a function of the richness. However, for reasons of savings, it may be necessary to use a richness probe of the "all or nothing" type, that is to say providing a signal toggling between two "rich" or "poor" states depending on whether the ratio air / fuel is lower or higher than the stoichiometric mixture. FIG. 3 shows the signal Vs output from such a probe as a function of the richness. Note in this figure that, apart from a very narrow richness range centered on the value k = 1 (stoichiometry), the signal Vs takes two stable states separated by a maximum amplitude AVSmax, which no longer makes it possible to have a linear relationship between the signal Vs and the value of the richness.

On a néanmoins remarqué que lorsque les alternances de mélange riche / pauvre se succédaient à une fréquence suffisamment élevée, I'inertie de la sonde de richesse permettait de conserver le signal sonde Vs dans la partie linéaire de la courbe. Le procédé selon l'invention tire parti de cette observation en utilisant pour la fréquence
F prédéterminée une fréquence voisine de la fréquence de coupure Fc du signal sonde. Cette fréquence de coupure Fc peut être déterminée lors d'essais de mise au point du moteur, comme le montre la figure 4, en faisant varier la fréquence F des oscillations de richesse et en observant l'amplitude du signal sonde Vs.It has nevertheless been observed that when the alternations of rich / lean mixture succeed one another at a sufficiently high frequency, the inertia of the richness probe makes it possible to keep the signal signal Vs in the linear part of the curve. The method according to the invention takes advantage of this observation by using for the frequency
F predetermined a frequency close to the cutoff frequency Fc of the probe signal. This cutoff frequency Fc can be determined during engine development tests, as shown in FIG. 4, by varying the frequency F of the richness oscillations and by observing the amplitude of the probe signal Vs.

Avantageusement, on effectue ces essais dans différentes conditions de fonctionnement du moteur, et on en mémorise le résultat sous la forme d'une table des fréquences F d'oscillation de richesse en fonction du régime moteur et de la quantité d'air aspiré. Pour prendre en compte des variations de la fréquence de coupure Fc en fonction du vieillissement de la sonde de richesse, on met à jour la table des fréquences en procédant périodiquement à un étalonnage de la fréquence de coupure. Pour ce faire, on profite d'un fonctionnement du moteur en régime stabilisé, comme par exemple au ralenti ou à vitesse stabilisée sur autoroute, pour modifier la fréquence des oscillations de richesse, et observer la variation d'amplitude
AVs du signal Vs. Lorsque le coude représenté à la figure 4 est détecté, on en déduit une nouvelle valeur de la fréquence de coupure Fc, que l'on compare à la fréquence mémorisée dans la table pour les mêmes conditions, et on modifie les valeurs de fréquences de la table en fonction de l'écart enregistré.Advantageously, these tests are carried out under different operating conditions of the engine, and the result is stored in the form of a table of the frequencies F of richness oscillation as a function of the engine speed and the quantity of air drawn. To take into account variations in the cutoff frequency Fc as a function of the aging of the richness probe, the frequency table is updated by periodically calibrating the cutoff frequency. To do this, we take advantage of an engine operation in stabilized mode, such as at idle or at stabilized speed on the highway, to modify the frequency of the richness oscillations, and observe the variation in amplitude
AVs of the signal Vs. When the bend shown in FIG. 4 is detected, a new value of the cutoff frequency Fc is deduced therefrom, which is compared to the frequency stored in the table for the same conditions, and the frequency values of the table according to the recorded deviation.

On se réfère maintenant à la figure 5 du dessin, où on a représenté un moteur à combustion interne 1 équipé, comme on l'a vu en relation avec la figure 1, d'un pot catalytique 6, d'une sonde de richesse 5 placée entre le moteur et le pot, et de moyens d'injection de carburant 7. Le moteur est en outre équipé d'un débitmètre 3 et d'un capteur de régime de rotation 4 propres à fournir à un calculateur 2 la quantité d'air aspiré Q et le régime N. Ces valeurs peuvent bien sur être obtenues par des moyens équivalents, le débitmètre pouvant être remplacé par un capteur de pression, en association avec le régime, comme cela est connu en soi. Le calculateur 2 comporte des moyens 21 de détermination de la quantité de base Tib de carburant, moyens constitués classiquement par une table de temps d'injection explorée par interpolation en fonction des valeurs Q et N. Cette quantité de base Tib est ensuite fournie à des moyens 22 de détermination de la quantité réelle Ti de carburant qui calculent un temps d'injection à appliquer à chaque injecteur à partir de la quantité de base Tib et d'un coefficient de correction ccc,, par une formule du type
Ti = Tib x (l+occ). Reference is now made to FIG. 5 of the drawing, in which an internal combustion engine 1 is shown, equipped, as we have seen in relation to FIG. 1, with a catalytic converter 6, with a richness probe 5 placed between the engine and the pot, and fuel injection means 7. The engine is further equipped with a flow meter 3 and a rotation speed sensor 4 suitable for supplying a computer 2 with the quantity of intake air Q and speed N. These values can of course be obtained by equivalent means, the flow meter being able to be replaced by a pressure sensor, in association with the speed, as is known per se. The computer 2 comprises means 21 for determining the basic quantity Tib of fuel, means conventionally constituted by an injection time table explored by interpolation as a function of the values Q and N. This quantity of basic Tib is then supplied to means 22 for determining the actual quantity Ti of fuel which calculate an injection time to be applied to each injector from the base quantity Tib and a correction coefficient ccc ,, by a formula of the type
Ti = Tib x (l + occ).

Bien entendu, des corrections additionnelles peuvent être appliquées pour tenir compte de paramètres tels que la température du liquide de refroidissement, etc. Of course, additional corrections can be applied to take into account parameters such as the temperature of the coolant, etc.

Ces corrections additionnelles n'étant pas essentielles pour l'invention, ne seront pas considérées plus avant.These additional corrections are not essential for the invention, will not be considered further.

Le coefficient de correction oCcL qui permet d'ajuster la richesse du mélange air / carburant est élaboré à partir du signal Vs fourni au calculateur 2 par la sonde de richesse 5. Le signal sonde Vs est d'abord traité par un filtre 23, par exemple du type récursif, qui délivre une valeur filtrée Vsfil de ce signal par une formule du type Vsfil(i)= K1 x Vsfil(i-1) + K2 x Vs(i) où Vsfil(i) et Vsfil(i-1) sont les valeurs filtrées à l'instant i et i-1, Vs(i) est la valeur du signal Vs à l'instant i, obtenue par un convertisseur analogique numérique à échantillonnage, et K1 et K2 sont des coefficients tels que K1 + K2 = 1 permettant le réglage de l'horizon de filtrage. La valeur filtrée Vsfil est ensuite utilisée conjointement avec une valeur de consigne Vc de la richesse dans un régulateur 26, par exemple du type proportionnel, intégral et dérivé, pour déterminer une valeur moyenne de correction oCmoy, par exemple sous la forme d'une valeur de rapport cyclique, comme on l'a vu précédemment. Par ailleurs, la quantité d'air aspiré Q et le régime N sont également fournis à des moyens 24 de détermination de la fréquence d'oscillation F qui délivrent celle-ci à un bloc 25 de calcul du coefficient de correction OcOL. Ce bloc 25 détermine à chaque instant la valeur du coefficient de correction (xc, en fonction de l'amplitude d'oscillation prédéterminée, de la valeur moyenne de correction amoy, et de la fréquence d'oscillation F prédéterminée. Par exemple, si on note A l'amplitude prédéterminée, et que la valeur moyenne de correction amOy est exprimée sous la forme d'un rapport cyclique RCO, le coefficient de correction (xc, vaudra +A pendant une durée T1 = RCO et pendant la durée complémentaire T2 = 1- RCO
2xF 2xF
On a ainsi décrit un procédé et un dispositif de commande de richesse, qui permettent d'utiliser une sonde de richesse de type "tout ou rien" plus économique qu'une sonde linéaire, tout en en tirant des informations susceptibles de permettre un suivi précis de la consigne de richesse. On constate ainsi que ce procédé et ce dispositif peuvent être utilisés pour asservir la richesse du mélange air / carburant même pendant les phases transitoires de fonctionnement du moteur, telles qu'accélérations et décélérations, ce qu'il n'était pas possible de réaliser avec les dispositifs de la technique antérieure. The correction coefficient oCcL which makes it possible to adjust the richness of the air / fuel mixture is developed from the signal Vs supplied to the computer 2 by the richness probe 5. The probe signal Vs is first processed by a filter 23, by example of the recursive type, which delivers a filtered value Vsfil of this signal by a formula of the type Vsfil (i) = K1 x Vsfil (i-1) + K2 x Vs (i) where Vsfil (i) and Vsfil (i-1 ) are the values filtered at time i and i-1, Vs (i) is the value of the signal Vs at time i, obtained by an analog digital converter with sampling, and K1 and K2 are coefficients such as K1 + K2 = 1 allowing the adjustment of the filtering horizon. The filtered value Vsfil is then used in conjunction with a setpoint value Vc of the richness in a regulator 26, for example of the proportional, integral and derivative type, to determine an average correction value oCmoy, for example in the form of a value duty cycle, as we saw earlier. Furthermore, the quantity of air sucked in Q and the speed N are also supplied to means 24 for determining the oscillation frequency F which deliver the latter to a block 25 for calculating the correction coefficient OcOL. This block 25 determines at all times the value of the correction coefficient (xc, as a function of the predetermined oscillation amplitude, the mean correction value amoy, and the predetermined oscillation frequency F. For example, if we note At the predetermined amplitude, and that the average correction value amOy is expressed in the form of a duty cycle RCO, the correction coefficient (xc, will be worth + A during a duration T1 = RCO and during the additional duration T2 = 1- RCO
2xF 2xF
A method and a richness control device have thus been described, which make it possible to use an "all or nothing" type richness probe more economical than a linear probe, while at the same time drawing information capable of allowing precise monitoring. of the wealth deposit. It is thus noted that this method and this device can be used to control the richness of the air / fuel mixture even during the transient phases of engine operation, such as accelerations and decelerations, which it was not possible to achieve with the devices of the prior art.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de commande de la richesse d'un mélange air / carburant alimentant un moteur à combustion interne (1) équipé de moyens d'injection (7) de carburant, de moyens (3, 4) de détermination de conditions de fonctionnement (Q, N) du moteur et d'une sonde de richesse (5) placé dans ie courant des gaz d'échappement du moteur en amont d'un pot catalytique (6), procédé selon lequel1. Method for controlling the richness of an air / fuel mixture supplying an internal combustion engine (1) equipped with fuel injection means (7), means (3, 4) for determining operating conditions ( Q, N) of the engine and of a richness probe (5) placed in the current of the engine exhaust gases upstream of a catalytic converter (6), method according to which

on détermine une quantité de base (Tib) de carburant en fonction des conditions a basic quantity (Tib) of fuel is determined according to the conditions

de fonctionnement (Q, N), operating (Q, N),

on mesure un signal sonde (Vs) émis par la sonde de richesse (5), caractérisé en ce que a probe signal (Vs) emitted by the richness probe (5) is measured, characterized in that

on impose aux moyens d'injection (7) de carburant de délivrer une quantité réelle the fuel injection means (7) are required to deliver a real quantity

(Ti) de carburant oscillant de part et d'autre de la quantité de base, avec une (Ti) of fuel oscillating on either side of the basic quantity, with a

amplitude et une fréquence d'oscillation (F) prédéterminées, predetermined amplitude and frequency of oscillation (F),

on calcule une valeur filtrée (Vsfil) du signal sonde (Vs), e et on asservit une valeur moyenne de la quantité réelle de carburant délivrée en a filtered value (Vsfil) of the probe signal (Vs), e is calculated and a mean value of the actual quantity of fuel delivered is slaved

fonction de l'écart entre la valeur filtrée (Vsfil) du signal sonde (Vs) et une valeur de function of the difference between the filtered value (Vsfil) of the probe signal (Vs) and a value of

consigne (Vc) prédéterminée. predetermined setpoint (Vc).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplitude de l'oscillation est limitée à + 30/o. 2. Method according to claim 1, characterized in that the amplitude of the oscillation is limited to + 30 / o.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence d'oscillation (F) est voisine d'une fréquence de coupure (Fc) du signal émis par la sonde de richesse.3. Method according to claim 1, characterized in that the oscillation frequency (F) is close to a cut-off frequency (Fc) of the signal emitted by the richness probe.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fréquence d'oscillation (F) est tirée d'une table en fonction du débit d'air (Q) et du régime moteur (N) établie expérimentalement lors de la mise au point du moteur.4. Method according to claim 3, characterized in that the oscillation frequency (F) is taken from a table as a function of the air flow (Q) and of the engine speed (N) established experimentally during the setting in engine point.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que pendant un fonctionnement du moteur en régime stable, on modifie la fréquence d'oscillation (F), on déduit une nouvelle valeur de la fréquence de coupure (Fc) du signal sonde de la variation d'amplitude (AVs) de celui-ci, et on met à jour la table en fonction de la variation de la fréquence de coupure observée.5. Method according to claim 4, characterized in that during an operation of the engine in stable regime, the oscillation frequency (F) is modified, a new value of the cut-off frequency (Fc) of the probe signal of the probe is deduced amplitude variation (AVs) thereof, and the table is updated as a function of the variation in the cutoff frequency observed.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur moyenne de la quantité de carburant injectée est modifiée en agissant sur le rapport cyclique de l'oscillation.6. Method according to claim 1, characterized in that the average value of the quantity of fuel injected is modified by acting on the duty cycle of the oscillation.

7. Dispositif de commande de la richesse d'un mélange air / carburant alimentant un moteur à combustion interne (1) pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type comportant des moyens d'injection (7) de carburant, des moyens (3, 4) de détermination de conditions de fonctionnement (Q, N) du moteur, au moins une sonde de richesse (5) placé dans le courant des gaz d'échappement du moteur en amont d'un pot catalytique (6), et un calculateur (2), caractérisé en ce que le calculateur comporte 7. Device for controlling the richness of an air / fuel mixture supplying an internal combustion engine (1) for implementing the method according to any one of the preceding claims, of the type comprising injection means (7 ) of fuel, means (3, 4) for determining operating conditions (Q, N) of the engine, at least one richness probe (5) placed in the flow of engine exhaust gases upstream of a catalytic converter (6), and a computer (2), characterized in that the computer has

un filtre (23) adapté pour fournir une valeur filtrée (Vsfil) d'un signal (Vs) de la sonde de richesse, a filter (23) adapted to supply a filtered value (Vsfil) of a signal (Vs) from the richness probe,

un régulateur (26) adapté pour délivrer une valeur moyenne de correction (amont) en fonction de i'écart entre ladite valeur filtrée et une valeur de consigne (Vc) a regulator (26) adapted to deliver an average correction value (upstream) as a function of the difference between said filtered value and a set value (Vc)

des moyens (24) de détermination d'une fréquence d'oscillation (F) prédéterminée en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, means (24) for determining a predetermined oscillation frequency (F) as a function of the engine operating conditions,

un bloc de calcul (25) d'un coefficient de correction (ces) en fonction des dites valeur moyenne de correction (ccmOy) et fréquence d'oscillation (F) prédéterminée, a calculation block (25) of a correction coefficient (ces) as a function of said average correction value (ccmOy) and predetermined oscillation frequency (F),

des moyens de détermination (21) d'une quantité de base (Tib) de carburant en fonction des conditions de fonctionnement (Q, N) du moteur, et means for determining (21) a basic quantity (Tib) of fuel as a function of the operating conditions (Q, N) of the engine, and

des moyens de détermination (22) d'une quantité réelle (Ti) de carburant à partir de la quantité de base et du coefficient de correction, lesdits moyens agissant sur les moyens d'injection de carburant (7) pour ajuster la richesse du mélange. means for determining (22) an actual quantity (Ti) of fuel from the base quantity and the correction coefficient, said means acting on the fuel injection means (7) to adjust the richness of the mixture .