FR2634823A1 - Procede et dispositif de regulation de la richesse d'un melange air-carburant d'alimentation d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Le dispositif suivant l'invention comprend une sonde à oxygène placée dans le flux des gaz d'échappement du moteur 2 pour fournir un signal slambda à comportement bistable représentatif de la richesse du mélange air-carburant dans le moteur. Dans la branche directe de la boucle on trouve un échantillonneur 4, un correcteur 5 fournissant un signal de correction DELTAtid d'un temps d'injection estimé tis, la somme ti de ces signaux étant échantillonnée en 7 avant de commander le temps d'ouverture d'un injecteur de carburant formant partie du moteur 2. Suivant l'invention le correcteur 5 fournit à l'instant d'échantillonnage une correction additive DELTAtidn qui obéit à une loi récurrente prenant la forme d'une combinaison linéaire d'au moins une des valeurs DELTAtidn - k des corrections effectuées aux instants d'échantillonnage immédiatement antérieurs et des valeurs échantillonnées du signal slambda à au moins un de ces instants d'échantillonnage immédiatement antérieurs et à l'instant courant.

Description

La présente invention est relative à un procédé et un dispositif de

régulation de la richesse en carburant d'un mélange air-carburant utilisé pour l'alimentation

d'un moteur à combustion interne et, plus particu-

lièrement, à un tel procédé et un tel dispositif fonction- nant en boucle fermé & partir d'un signal délivré par une sonde à oxygène placée dans les gaz d'échappement du moteur. On connaît de tels procédés et de tels dispositifs qui établissent une régulation par modulation d'un temps (ou durée) d'ouverture d'injecteur de carburant à l'aide d'un terme multiplicatif, cette régulation étant ajustée de manière à créer une oscillation régulière et continue

du rapport air/carburant autour d'une valeur nominale.

Que les gaz d'échappement du moteur passent ou non dans

un pot catalytique qui limite la pollution de l'environne-

ment par ces gaz d'échappement, la modulation du rapport air-carburant est optimisée, éventuellement par rapport aux caractéristiques de ce pot, au moyen de deux types de correction, proportionnelle et intégrale, introduites dans le calcul du temps d'ouverture,des injecteurs équipant le

moteur à réguler.

Ces corrections sont généralement calculées au point mort haut du cylindre concerné du moteur. Il en résulte qu'on ne maîtrise pas correctement la fréquence des oscillations du rapport air-carburant car celle-ci dépend

du régime du moteur. De même l'amplitude de oes oscilla-

tions ne peut être correctement contrôlée car eile dépend de l'amplitude des corrections calculées et appliquées et,

du fait que les corrections sont calculées systématique-

ment au point mort haut, il n'est pas possible de tenir compte de la dynamique du système, ce qui provoque une perte dans les informations à traiter et donc une moindre précision des calculs utilisés pour le contrôle de

l'amplitude des oscillations de la richesse du mélange.

La présente invention a pour but de fournir un procédé, et de réaliser un dispositif, pour la régulation de la richesse d'un mélange air-carburant d'alimentation d'un moteur à combustion interne, fonctionnant en boucle fermée à partir d'un signal délivré par une sonde à oxygène placée dans les gaz d'échappement du moteur, qui permettent de maîtriser complètement la fréquence et l'amplitude des oscillations de la richesse, en rendant

celles-ci indépendantes du régime du moteur.

La présente invention a aussi pour but de fournir un tel procédé et un tel dispositif, qui mettent en oeuvre une loi de régulation de richesse présentant un caractère récurrent, c'est-à-dire dépendant des états antérieurs des mesures de richesse et des valeurs des corrections précédentes du temps d'ouverture des injecteurs, de manière à établir une régulation à boucle véritablement fermée par opposition à la construction artificielle du signal représentatif du temps d'ouverture des injecteurs, à correction proportionnelle et correction intégrale, utilisée dans les procédés et dispositifs de régulation de

richesse de la technique antérieure, mentionnés ci-dessus.

La présente invention a aussi pour but de fournir un tel procédé et un tel dispositif comprenant des moyens permettant de contrôler une dérive éventuelle du seuil de

basculement de la sonde à oxygène utilisée.

La présente invention a encore pour but de fournir un tel procédé et un tel dispositif qui font appel au calcul d'un temps d'ouverture d'injecteur "de base", fonction linéaire de la pression d'admission du moteur, et muni de moyens pour corriger ce calcul à partir de la moyenne des corrections appliquées en boucle fermée grâce au signal fourni par la sonde à-oxygène, en fonction de la

confiance accordée aux mesures exploitées.

Une caractéristique d'auto-adaptivité peut ainsi être introduite dans le procédé et le dispositif suivant

l'invention, de même qu'une capacité d'aide au diagnostic.

On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront dans la suite, avec un procédé de régulation en boucle fermée de la richesse en carburant d'un mélange air-carburant pour l'alimentation d'un moteur à combustion interne, par commande d'un temps d'injection (ti) de carburant à partir d'un signal (sX) fourni par une sonde à oxygène à comportement bistable placée dans le courant des gaz d'échappement du moteur, ce signal étant représentatif du signe de l'écart entre la richesse R du mélange et une valeur de consigne Rc, procédé caractérisé en ce que: a) on tire un signal tis correspondant à un temps d'injection statique estimé à partir de mesures de paramètres représentatifs du point de fonctionnement instantané du moteur, b) on échantillonne le signal sX fourni par la sonde et on traite le signal échantillonné dans un

correcteur qui produit un signal échantillonné àtid.

représentatif d'une correction dynamique à appliquer au temps d'injection estimé tis à l'instant d'échantillonnage n, c) on additionne le signal 4tid, et le signal tis pour former un signal représentatif du temps d'injection ti et on échantillonne ce signal en synchronisme avec l'échantillonnage du signal s, le signal de correctioh échantillonné tid. prenant la forme d'une combinaison

linéaire d'au moins l'une des valeurs A tid,_ k des correc-

tions effectuées aux instants d'échantillonnage im-

médiatement antérieurs et des valeurs échantillonnées n-k du signal fourni par la sonde à au moins un des instants d'échantillonnage immédiatement antérieurs, et à

l'instant courant.

L'instant d'échantillonnage (n-k) le plus lointain pris en compte dans cette combinaisonn linéaire définit

l'ordre de la commande ainsi obtenue.

Suivant un premier mode de réalisation de l'inven-

tion, dit du premier ordre, la correction échantillonnée Atid. est de la forme: Atid. - &tid.. + k(sX - is n.) ou k et Q sont des constantes ajustées pour assurer la

stabilité de l'amplitude et de la fréquence des oscil-

lations de la richesse du mélange dans un domaine de

fonctionnement donné du moteur.

Suivant un deuxième mode de réalisation de l'inven- tion, dit du deuxième ordre, la correction échantillonnée Ltid, est de la forme: tidn - a 4tidn. 1 + tidn-2 + gosX n + g1 s.-1 + g2 s'.-2 o a, g, go, g1, g2 sont des constantes ajustées suivant

les mémes critères que pour le premier mode de réalisa-

tion. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, l'invention fournit un dispositif pour la régulation en boucle fermée d'un moteur à combustion interne à l'aide d'un signal fourni par une sonde à oxygène à comportement bistable sensible à la richesse en oxygène des gaz d'échappement du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un échantillonneur alimenté par un signal (s) fourni par la sonde, b) un correcteur alimenté par le signal (sX) échantillonné et délivrant un signal de correction (Atid.) échantillonné prenant la forme d'une combinaison linéaire d'au moins une des valeurs A tid.k des corrections effectuées aux instants d'échantillonnage immédiatement antérieurs, et des valeurs échantillonnées s\ n-k du signal fourni par la sonde à au moins un des instants d'échantillonnage immédiatement antérieurs, et à l'instant courant. c) des moyens de calcul d'un temps d'injection statique estimé, délivrant un signal (ts) représentatif de celui-ci, un additionneur pour combiner les signaux

( tid.) et (tis) de manière à former un signal représen-

tatif d'un temps d'injection (ti) effectif, e) un deuxième échantillonneur pour échantillonner le signal représentatif du temps d'injection (ti) effectif, en synchronisme avec l'échantillonnage du signal (s), et pour délivrer le signal échantillonné à un organe de commande du temps d'ouverture d'un inJecteur

de carburant formant partie du moteur.

Suivant un premier mode de réalisation de l'inven-

tion, la fonction de transfert du correcteur utilisé est

du premier ordre.

Suivant un deuxième mode de réalisation de l'inven-

tion, la fonction de transfert du correcteur utilisé est

du deuxième ordre.

D'autres modes de réalisation peuvent être en-

visages, utilisant des correcteurs dont la fonction est de

transfert est d'ordre supérieur à 2.

Le dispositif suivant l'invention peut comprendre en outre un moyen pour corriger une dérive du seuil de basculement de la sonde à oxygène ou pour régler la valeur du seuil de basculement d'un signal tiré du signal fourni par la sonde, de manière à faire varier la valeur du seuil

effectivement pris en compte par le dispositif.

Au dessin annexé, donné seulement à titre d'exemple:

- la figure 1 est un schéma fonctionnel du dis-

positif de régulation suivant l'invention et, - la figure 2 est un schéma fonctionnel d'une variante du dispositif de la figure 1, comprenant des moyens pour corriger une dérive éventuelle du seuil de basculement d'une sonde à oxygène formant partie du dispositif. On se réfère à la figure 1 du dessin o il apparaît que le dispositif de régulation de la richesse du mélange air-carburant d'alimentation d'un moteur à combustion interne suivant l'invention est du type qui comprend une sonde à oxygène 1, couramment appelé "sonde ". Cette sonde est sensible A la concentration en oxygène des gaz d'échappement d'un moteur 2 et fournit un signal sx à comportement bistable représentatif du signe de la différence entre la richesse R du mélange, telle qu'on l'estime A partir de la concentration en oxygène de gaz d'échappement, et la richesse Rb de basculement de la sonde. Ainsi le signal s) présente-t-il deux états +X et -> respectivement représentatifs d'une richesse R inférieure ou supérieure à la richesse de basculement Rb recherchée pour assurer une combustion contrôlée du mélange, propre à assurer par exemple que la composition des gaz d'échappement respecte des normes relatives aux émissions en hydrocarbures et en monoxyde de carbone, avec ou sans l'assistance de catalyseurs, comme il est bien

connu dans la technique.

Le comportement bistable du signal s\ est schéma-

tisé à la figure 1 par un relais non-linéaire 3, alimenté par un signal (e) représentatif de l'écart de richesse (Rb-R). Le dispositif de la figure 1 comprend en outre un échantillonneur 4 recevant à son entrée le signal sX

délivré par la sonde 1 et fournissant un signal échantil-

lonné à un correcteur 5 dont le rôle sera explicité dans la suite. Un additionneur 6 reçoit: - d'une part un signal représentatif d'un temps d'injection statique (tis) estimé, calculé par exemple à partir d'une cartographie dans un système pression-vitesse (pression d'air à l'admission du moteur, régime du moteur) et de corrections éventuelles prenant en compte la température de l'air, celle du liquide de refroidissement

du moteur, etc...

- d'autre part un signal représentatif d'une correction dynamique d'injection (atid) élaborée par le

correcteur à partir du signal s\ échantillonné.

La somme de ces deux grandeurs est traitée dans un deuxième échantillonneur 7 et le signal résultant échantillonné, représentatif du temps d'ouverture d'injecteur effectif ti, ou temps d'injection, commande la durée d'ouverture d'un injecteur de carburant formant

partie du moteur 2.

Suivant la présente invention, les deux échantillon-

neurs 4 et 7 fonctionnent de manière synchrone avec la même période d'échantillonnage Te, indépendante de la vitesse de rotation du moteur, ou régime, ce qui permet de rendre indépendantes de ce régime les oscillations du dispositif de régulation suivant l'invention. On s'assure

ainsi une totale maîtrise de ces oscillations.

Une modélisation du dispositif de régulation de la figure 1 permet, à partir du choix de valeur eo de l'amplitude et fo de la fréquence de l'oscillation de l'écart de richesse e - Rb-R, de calculer les paramètres du système. Pour ce faire, on utilise un modèle dynamique fréquentiel pour reproduire le comportement bistable de la sonde à oxygène et on identifie l'équation caractéristique en boucle fermée du modèle à la dynamique souhaitée, qui est fonction de l'amplitude et de la fréquence désirée pour l'oscillation en richesse. Comme on l'a vu plus haut, grâce a l'échantillonnage utilisé, la régulation ainsi

définie est indépendante du régime du moteur.

Ainsi, en utilisant la méthode du ler harmonique, si l'on définit par: S(e) - 4.X /a.e le 'gain équilavent" du relais non linéaire qui modélise la sonde à oxygène 1, l'équation caractéristique DB, de la boucle fermée d'un modèle du dispositif de régulation de la figure 1 s'écrit: DIB - 1 + S(e).C(p).M(p) avec p - opérateur de Laplace, C(p) - modèle de Laplace du correcteur 5,

M(p) - modèle de Laplace du moteur 2.

Si on écrit M(Z) - [Bo.M(p)] la transformée en Z de Bo..M o Bo(p) - (1le. P)/p - bloqueur d'ordre zéro modélisant les échantillonneurs 4 et 7, et: Z-1 - e-TO'P étant l'opérateur retard, l'équation en Z de D., s'écrit alors: D 1, - 1 + S(e).C(Z).M(Z) Les oscillations stables seront obtenues pour les

solutions eo et Zo de l'équation Dr = 0.

A échantillonnage constant de période Te établi par les échantillonneurs 4 et 7, le modèle M(Z) étant supposé connu, et à partir du choix de eo et de fo on tire: Zo = ej.TZX..O racine du polynome caractéristique: i + S(eo).C(Z).M(Z) - 0 On réglera, A partir de la valeur Zo trouvée, les coefficients de l'expression en Z, C(Z) du modèle de

Laplace C(p) choisi pour le correcteur 5.

Ainsi, suivant un premier mode de réalisation de l'invention qui fait appel à des modèles du premier ordre, on choisit pour modéliser le moteur 2 la fonction de transfert: M(p) - G/(1 +T p)

o G et %-sont des constantes.

L'expression en Z de ce modèle est M(Z) = G(l-a)/(Z-a), o a = e-Te/T Pour le correcteur C(Z) on choisit alors un modèle du ler ordre de la forme: C(Z) X k (Z -Z)/(Z - 1), ou k et 2 sont des constantes, le terme intégral 1/(Z-1) étant introduit dans cette expression pour intégrer les perturbations et assurer une erreur moyenne nulle en

régime permanent.

Avec ces modèles M(Z) et C(Z) et en écrivant que pour des valeurs eo et Zo: DF(eO,fO) = O, on a: e, + 4X /n.G(l-a) k (Zo-,)/(ZO-a)(Zo-1) = 0 Cette expression, qui lie les paramètres k et i permet, à partir du choix de l'un deux, de calculer l'autre et donc d'ajuster les coefficients du modèle C(Z) choisi pour le

correcteur 5.

On démontre alors que la correction d'injection échantillonnée 6 tid, qui s'ajoute au temps d'injection estimé tTs pour définir le temps d'ouverture d'injecteur ti = tis + h tid s'exprime par la relation: Atid. =-Atid. + k (sX t -s n l) (1) Ainsi, avec une modélisation du ler ordre du moteur 2 et du correcteur 5, il apparaît que le procédé de régulation suivant 1 'invention établit une correction additive du temps d'injection ti, par une valeur récur- rente Atidn qui se déduit de la valeur tidn., de cette correction à l'instant d'échantillonnage immédiatement antérieur par l'addition d'une fonction linéaire de la différence des valeurs du signal s\ fourni par la sonde

aux instants d'échantillonnage n et n-1.

Suivant un deuxième mode de réalisation de l'inven-

tion faisant appel à des modèles du deuxième ordre, avec: M(Z) - G(a'Z + p')/(Z2 -_''Z + 6') et C(Z) - (goZ2 + g1Z +g2)/ (Z2 - aZ - à) o a,-', ', 6' et go, gl, g2, a, p sont des constantes, on démontre que la correction d'injection échantillonnée btidn prend la forme: Atid. - a A tid.. 1 + t tid. 2 +go s\ n +g s\ -1 + g2 s n - 2 (2) La correction prend alors la forme d'une combinaison linéaire des valeurs de la correction 6tid et du signal s> aux deux instants d'échantillonnage immédiatement antérieurs ainsi que de la valeur du signal sX à l'instant d'échantillonnage courant. Une telle correction suit ainsi plus étroitement les évolutions des signaux

pris en compte et assure donc une correction des perturba-

tions plus rapide que celle obtenue avec une modélisation

du ler ordre.

On notera à ce propos que la somme a + P des coeffi-

cients des termes Atidn-, et àtid..2 sat3sfait à la relation a + p - 1. Ceci reflète la présence dans le

modèle C(Z) du terme intégral l/(Z-1) qui assure préci-

sément l'intégration des perturbations.

Pratiquement la mise en oeuvre de l'invention revient à prévoir des moyens de calcul du terme tis et

d'une loi récurrente telle que référencée (1) ou (2) ci-

dessus. Bien qu'une mise en oeuvre analogique de ces moyens Bien qu'une mise en oeuvre analogique de ces moyens soit possible, on préfère utiliser des calculateurs numériques pour ce faire, des calculateurs de ce type étant couramment utilisés aujourd'hui dans les dispositifs électroniques de commande de l'injection du carburant dans un moteur à combustion interne. Une programmation adéquate des moyens de calcul numériques incorporés à un tel dispositif permet alors le calcul du terme tis à partir d'une cartographie pression/vitesse et de la prise en compte d'autres paramètres, tels que la température de l'air ou du liquide de refroidissement du moteur, comme on l'a vu plus haut. La loi récurrente permettant d'atteindre Atid est elle-même programmée, un programme

de ce type étant connu sous le nom de correcteur numéri-

que. Ainsi, conformément aux objectifs fixés, la présente invention permet-elle de fournir un procédé, et de réaliser un dispositif, pour la régulation par correction additive de la richesse d'un mélange aircarburant

d'alimentation d'un moteur à combustion interne, présen-

tant des caractéristiques améliorées en ce qui concerne la dynamique et la stabilité de la régulation, par une prise en compte de plusieurs états successifs du système et non

de son état à un instant donné seulement.

L'échantillonnage constant mis en oeuvre dans la présente invention permet aussi d'assurer un meilleur contrôle des oscillations, en permettant de fixer leur amplitude et leur fréquence indépendamment du régime du moteur. On a représenté A la figure 2 une variante du dispositif de régulation de la figure 1 qui permet de corriger une dérive du signal s. fourni par la sonde, signal essentiel au bon fonctionnement du dispositif suivant l'invention. A la figure 2, des organes identiques ou similaires à des organes du dispositif de la figure 1

sont repérés par le même nombre.

On observe en effet que, dans le temps, la valeur de la richesse du mélange qui provoque le basculement du signal s> peut varier, en affectant ainsi le réglage du temps d'injection qui commande le fonctionnement des

injecteurs du moteur.

En référence à la figure 2 il apparaît que si: Rb est la richesse de basculement de la sonde, Rc la richesse de consigne désirée, On observe couramment, avec le temps, que Rb descend en dessous de la valeur Rc, ce qui donne alors une dérive et de l'écart de richesse: e* - Rb + Rc,

qui affecte le signal sX.

La présente invention a donc aussi pour but de prévoir des moyens de correction de cette éventuelle dérive e* entre la valeur de basculement réelle et la

valeur de référence ou de consigne Rc.

La présente invention a encore pour but d'autoriser, par l'utilisation des mêmes moyens, un réglage de la valeur de consigne Rc, à une valeur différente de 1 (valeur correspondant à la stoechiométrie), pour assurer par exemple un enrichissement du mélange, en régulation, lors d'une commande d'accélération du moteur. Rc sera

alors réglé à une valeur supérieure à 1.

A l'opposé, un réglage de Rc à une valeur inférieure à 1 permet d'adapter le dispositif de régulation au réglage d'un mélange 'pauvre", pour satisfaire à des

normes anti-pollution par exemple.

Pour ce faire, suivant l'invention, on ajoute dans la boucle directe, entre la sortie de la sonde 1 et l'échantillonneur 4, un moyen 8 qui retarde un front du

signal sX, de manière à former un signal s> * équi-

valent & celui que produirait un relais non-linéaire 3

qui présenterait de l'hystéresis.

Un retard 8 est ainsi appliqué au front montant ou descendant du signal rectangulaire s> pour établir un décalage du seuil dans le sens d'une augmentation ou d'une

diminution, respectivement, du seuil de basculement.

L'introduction de ce retard dissymétrise le signal s> vers une information de richesse moyenne inférieure ou

supérieure, et la boucle fermée du dispositif de régula-

tion assure une stabilisation de la richesse vers une valeur de référence supérieure ou inférieure, respective- ment. Le retard 6 est ajusté par comparaison de la richesse réelle R à la richesse de consigne recherchée. On déplace ainsi le seuil de basculement du signal s\* corrigé, soit pour corriger une dérive de la sonde, soit pour modifier volontairement ce seuil pour les raisons

indiquées ci-dessus.

Le dispositif de régulation en boucle fermée peut être mis hors service dans certaines situations, par exemple en période de préchauffage ou lorsqu'une panne provisoire ou permanente de la sonde à oxygène a été détectée. Dans tous les autres cas le dispositif est en service pour assurer divers fonctionnement tels que: - un fonctionnement en régulation à Rc = 1 en régime stabilisé ou en zone de dépollution, - un fonctionnement en poursuite avec Rc i 1, hors des zones de dépollution et en cas de régimes transitoires (accélérations, décélérations, etc...) Dans ce cas la valeur de consigne Rc à utiliser pourra être fixée par une cartographie dans un système de référence du type pression d'admission/vitesse-moteur, par exemple, cette cartographie étant contenue dans une

mémoire appropriée de tout type connu.

- Ainsi, grâce à l'invention peut-on contrôler en continu, et en boucle fermée, le seuil de basculement de la sonde et établir une régulation autour de ce seuil, aussi bien en régime stabilisé qu'en régime transitoire (fonctionnement du moteur assurant le respect de normes antipollution, ou à pleine charge, en accélération par

exemple).

On a vu ci-dessus que le temps d'injection effectif qui correspond au temps d'ouverture d'un injecteur est de la forme: ti - tis + Atid o ou tis représente une valeur de base, ou temps d'injection statique estimé, l'estimation étant exécutée à partir de valeurs cartographiques, par exemple, auxquelles on

applique éventuellement diverses corrections de tempéra-

ture, d'altitude, etc...

Suivant la présente invention, on se propose d'améliorer l'évaluation du temps d'injection estimé de base tis à partir du calcul d'une moyenne des corrections h$id antérieures introduites par l'utilisation d'une boucle fermée incorporant une sonde & oxygène, en faisant intervenir une fonction "confiance" attachée aux mesures réalisées et des zones de validation des corrections. Une telle procédure permet de donner au dispQsitif de

régulation suivant l'invention un caractère auto-adap-

tatif. Le calcul du temps d'injection estimé tis est basé, suivant l'invention, sur l'expression: tis - R. ao. (Pr + Pc) - R.go, avec R, richesse du mélange P. pression d'admission au collecteur du moteur, a., p, constantes, go - ao (Pr + P)

La sonde à oxygène permet d'introduire une correc-

tion périodique Atid telle que: ti tis + tid Sur un intervalle de temps suffisamment long, en régime stabilisé caractérisé par de faibles gradients de la vitesse N du moteur et de la pression d'admission Pr, avec un fonctionnement sans panne de la sonde et des conditions normales de fonctionnement, on mesure la pression moyenne Pr et la correction moyenne associée Atid. Ces mesures permettent d'intégrer la composante A tid dans le calcul de base de la fonction: g. a. (Pr + po) en réactualisant les coefficients a, et pc. A partir de

go, on atteint tis.

Suivant l'invention, on utilise la méthode des moindre carrés récursifs pondérés par une fonction confiance, cette méthode de calcul visant à minimiser un critère C tel que: C = p, 2 (ti- tisn) 2 = Z 2. (.btida)2 Le paramètre p. représente la confiance accordée à la mesure àtid,. Sa valeur est faible ou forte suivant que l'on souhaite une faible ou forte prise en compte de la mesure. La pondération ainsi établie peut être liée aux diverses zones de fonctionnement du moteur, de manière à

avoir une signification physique directement exploitable.

Par exemple on accordera une plus grande confiance. aux mesures Atidn réalisées aux pressions d'admission de valeurs moyennes de manière à éliminer, ou du moins à réduire, l'influence des mesures réalisées lorsque le moteur fonctionne dans des conditions extrêmes, à fort ou bas régime, qui peuvent être dues à des circonstances

exceptionnelles.

On peut aussi privilégier les mesures courantes par rapport aux mesures anciennes de manière à obtenir une correction autoadaptative plus rigoureuse et simplifiée du

temps d'injection par la procédure décrite ci-dessus.

Celle-ci permet aussi de mettre en évidence des dérives éventuelles du fonctionnement du système de régulation, significatives d'un défaut de fonctionnement. Ainsi la constatation de dérives nombreuses dans des zones de mesures de faible confiance peut-elle être utilisée en

tant qu'aide pour diagnostiquer des défauts de fonction-

nement. Bien entendu, on pourra utiliser des corrections cartographiques dans des systèmes autres que le système pression d'admission/vitesse moteur décrit ci-dessus, par exemple dans le système débit d'air admis/vitesse moteur, ou dans un autre système faisant appel à toute autre combinaison de mesures physiques accessibles sur le

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moteur, sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Procédé de régulation en boucle fermée de la richesse en carburant d'un mélange air-carburant pour l'alimentation d'un moteur à combustion interne, par commande d'un temps d'injection (ti) de carburant à partir

d'un signal s> fourni par une sonde à oxygène à compor-

tement bistable placée dans le courant des gaz d'échap-

pement du moteur, ce signal étant représentatif du signe de l'écart entre la richesse R du mélange et une valeur de consigne Rc, procédé caractérisé en ce que: a) on tire un signal tis correspondant à un temps d'injection statique estimé à partir de mesures de paramètres représentatifs du point de fonctionnement instantané du moteur, b) on échantillonne le signal sX fourni par la sonde et on traite le signal échantillonné dans un correcteur qui produit un signal échantillonné (trid.) représentatif d'une correction à appliquer au temps d'injection estimé tis à l'instant d'échantillonnage n, c) on additionne le signal ttid. et le signal tis pour former un signal représentatif du temps d'injection (ti) et on échantillonne ce signal en synchronisme avec l'échantillonnage du signal sX, le signal de correction échantillonné t tidn prenant la forme d'une combinaison

linéaire d'au moins une des valeurs a tid. k des correc-

tions effectuées aux instants d'échantillonnage immédiate-

ment antérieurs et des valeurs échantillonnées du signal

fourni par la sonde à au moins un des instants d'échantil-

lonnage immédiatement antérieurs, et à l'instant courant.

2. Procédé conforme à la revendication 1, carac-

térisé en ce que la correction échantillonnée a tidn du temps d'ouverture prend la forme: Atidn = Atid._1 + k(sY. - 2s> n..) o k et t sont des constantes ajustées pour assurer la

stabilité de l'amplitude et de la fréquence des oscil-

lations de la richesse du mélange dans un domaine de fonctionnement donné du moteur, s\. et sX n. 1 sont deux valeurs du signal s> aux instants d'échantillonnage n et n-l.

3. Procédé conforme à la revendication 1, carac-

térisé en ce que la correction échantillonnée 4tidn du temps d'ouverture prend la forme: Atid. a à tid _ 1 + p tid. 2 + go9S\ n + g1sX. 1 + g2s n.2 o a,, g, g et g2 sont des constantes ajustées pour assurer la stabilité de l'amplitude et de la fréquence des oscillations de la richesse du mélange, dans un domaine de fonctionnement donné du moteur, s n,, s- s n-î2 sont des valeurs du signal s. aux instants d'échantillonnage

n, n-l et n-2.

4. Procédé conforme à la revendication 3, carac-

térisé en ce que les coefficients a et p satisfont à la

relation a + = 1.

5. Procédé conforme à 1 'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce qu'on corrige une éventuelle dérive du seuil de basculement de la sonde à

oxygène à comportement bistable.

6. Procédé conforme à 1 'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce qu'on règle le seuil de basculement d'un signal corrigé s tiré du signal s> fourni par la sonde à oxygène à comportement bistable, pour établir une régulation continue en boucle fermée du moteur, soit en régime stabilisé, soit en régime transitoire.

7. Procédé conforme à la revendication 6, carac-

térisé en ce qu'on règle le seuil de basculeme-t du signal

corrigé se' à l'aide d'une valeur de la richesse cor-

respondante du mélange tirée d'une cartographie définis-

sant la valeur de cette richesse en fonction des diverses

zones de fonctionnement du moteur.

8. Procédé conforme A l'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce qu'on corrige le calcul du temps d'injection estimé tis à partir de la moyenne des corrections successives 6tidn en boucle fermée.

9. Procédé conforme à la revendication 8, carac-

térisé en ce qu'on utilise, pour la correction du temps d'injection estimé tis, la méthode des moindres carrés récursifs.

10. Procédé conforme & l'une quelconque des reven-

dications 8 et 9, caractérisé en ce qu'on pondère les mesures des corrections moyennes 6tidn prises en compte dans le calcul des moyennes par une fonction confiance

liée aux diverses zones de fonctionnement du moteur.

11. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 1, pour la régulation en boucle fermée d'un moteur à combustion interne à l'aide d'un signal fourni par une sonde à oxygène à comportement bistable sensible à la richesse en oxygène des gaz

d'échappement du moteur, caractérisé en ce qu'il com-

prend: (a) un échantillonneur (4) alimenté par un signal s fourni par la sonde, (b) un correcteur (5) alimenté par le signal sA échantillonné et délivrant un signal de correction (étid) échantillonné prenant la forme d'une combinaison linéaire d'au moins une des valeurs (Atidn.k) des corrections effectuées aux instants d'échantillonnage immédiatement antérieurs et des valeurs échantillonnées s n-k du signal

fourni par la sonde à au moins un des instants d'échantil-

lonnage immédiatement antérieurs, et à l'instant courant.

(c) des moyens de calcul d'un temps d'injection statique estimé, délivrant un signal (tis) représentatif de celui-ci, (d) un additionneur (6) pour combiner les signaux

(Atid) et (tis) de manière à former un signal représen-

tatif d'un temps d'injection (ti) effectif,

(e) un deuxième échantillonneur (7) pour échantil-

lonner le signal représentatif du temps d'injection effectif (ti), en synchronisme avec l'échantillonnage du signal (s.), et pour délivrer le signal échantillonné à un organe de commande du temps d'ouverture d'un injecteur

de carburant formant partie du moteur.

12. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le correcteur est du premier ordre et délivre un signal de correction échantillonné Atid, de la forme: Atidm = tid=., + k(sl m - s8- ne) o k et q sont des constantes ajustées pour assurer la

stabilité de l'amplitude et de la fréquence des oscil-

lations de la richesse du mélange dans un domaine de fonctionnement donné du moteur, exn et s\ n-l sont deux valeurs du signal s\ aux instants

d'échantillonnage n et n-i.

13. Dispositif conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que le correcteur est du deuxième ordre et délivre un signal de correction échantillonné àtin de la forme: Atid, - a âtidn. 1 + P A tid -2 + go s\ + gls1 n-1 + g2sA n.-2 o a, p, go, g1, g2 sont des constantes ajustées pour assurer la stabilité de l'amplitude et de la fréquence des oscillations de la richesse du mélange, dans un domaine de fonctionnement donné du moteur, -, s\.l se 2 sont des valeurs du signal s\ aux

instants d'échantillonnage n, n-l, n-2.

14. Dispositif conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que les coefficients a et p sont liés par la relation: a+ p - 1

15. Dispositif conforme à l'une quelconque des

revendications 11 à 14, caractérisé en ce que le correc-

teur est un correcteur numérique.

16. Dispositif conforme & l'une quelconque des

revendications 11 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend

un moyen (8) pour corriger une dérive du seuil de

basculement de la sonde à oxygène (1).

17. Dispositif conforme & l'une quelconque des

revendications 11 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend

un moyen (8) pour régler le seuil de basculement d'un signal ajusté s >' tiré du signal s\ fourni par la sonde, de manière à établir une régulation continue en boucle fermée du moteur, soit en régime stabilisé soit en régime transitoire.

18. Dispositif conforme & la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend une mémoire contenant une distribution cartographique des richesses correspondant aux différents seuils de basculement réglés par le moyen (8).

19. Dispositif conforme à l'une quelconque des

revendications 11 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend

des moyens pour corriger'le temps d'injection estimé.&is à

partir de la moyenne des corrections successives j tidn.