FR2708049A1 - Procédé et dispositif d'estimation de la teneur en combustible d'un circuit de purge à canister, pour moteur à injection. - Google Patents
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Abstract
Selon l'invention, dans un moteur (1) à injection avec circuit de purge à canister (16), on estime la teneur en combustible du circuit de purge par un coefficient K CAN élaboré en continu quand la vanne (20) débite, à partir de la dérive du coefficient de richesse, en augmentant ou diminuant K CAN si le coefficient de richesse est inférieur ou supérieur à une valeur nominale, et on calcule la quantité de combustible équivalente à l'apport de vapeur du circuit de purge (16, 17, 19, 20) en multipliant K CAN par la quantité de mélange air-vapeur commandée par la vanne (20). Application aux moteurs à injection avec circuit de purge à canister et suivi de la richesse par une sonde lambda dans les gaz d'échappement.
Description
"PROCEDE ET DISPOSITIF D'ESTIMATION DE LA TENEUR EN
COMBUSTIBLE D'UN CIRCUIT DE PURGE A CANISTER,
POUR MOTEUR A INJECTION".
COMBUSTIBLE D'UN CIRCUIT DE PURGE A CANISTER,
POUR MOTEUR A INJECTION".
L'invention concerne un procédé d'estimation de la teneur en combustible d'un circuit de purge à canister, pour un moteur à combustion interne, du type à allumage commandé, équipé d'une installation d'alimentation en combustible par injection, et de ce fait dénommé moteur à injection dans la suite de la présente description, et de préférence, mais non exclusivement, à cycle moteur à quatre temps.
On sait que l'installation d'alimentation en combustible d'un tel moteur à injection comprend une tubulure d'admission d'air au moteur, sur l'amont de laquelle un obturateur de commande du débit d'air, le plus souvent en forme de disque, appelé papillon, est monté rotatif dans un corps. L'installation d'injection comprend au moins un injecteur délivrant du combustible dans la tubulure d'admission. L'injecteur ou chaque injecteur est alimenté en combustible à une pression donnée par un régulateur, qui dérive vers l'injecteur une partie du combustible qu'il reçoit du réservoir par une pompe, et qui retourne au réservoir la quantité de combustible en excédent par rapport à celle injectée, laquelle est fonction de la durée d'ouverture de l'injecteur, appelé durée d'injection, et déterminée par un calculateur relié à des capteurs de parametres de fonctionnement du moteur. De ces capteurs, le calculateur reçoit généralement des signaux représentatifs de la température d'eau ou du liquide de refroidissement du moteur, de la température d'air dans la tubulure d'admission, de l'angle d'ouverture du papillon, et surtout il reçoit des signaux de rotation du moteur, fournis par exemple par un capteur coopérant avec une roue dentée solidaire du volant moteur, et présentant une singularité, par exemple une dent manquante, pour détecter le point mort haut (PMH) d'un cylindre de référence, permettant au calculateur de déterminer les phases ou temps d'injection dans les différents cylindres, le régime du moteur étant calculé à partir du signal modulé par le défilement des dents. Le calculateur peut également recevoir un signal de pression mesurée directement dans la tubulure d'admission, ou peut calculer ce signal de pression à partir de deux mesures choisies dans le groupe comprenant l'angle d'ouverture du papillon, le débit d'air et le régime moteur.
Ce calculateur, qui détermine l'instant et la durée dtinjection de chaque injecteur, est en général simultanément un calculateur de contrôle moteur, remplissant d'autres fonctions de commande et de contrôle, et déterminant notamment les instants d'allumage des bougies des cylindres du moteur.
Afin de respecter les normes d'anti-pollution et d'obtenir un bon fonctionnement du pot catalytique, en terme d'émission de gaz polluants, il est connu de relier au calculateur une sonde d'oxygène, dite sonde X, disposée dans les gaz d'échappement du moteur et sensible à la présence d'oxygène dans ces gaz d'échappement. Le signal de richesse fourni par la sonde X est utilisé pour réguler le fonctionnement du moteur autour d'une valeur de richesse égale à 1, correspondant au mélange stoechiométrique. A partir d'une durée d'injection de base, calculée essentiellement en fonction du régime moteur et de la pression dans la tubulure, il est connu d'assurer une régulation à partir de la sonde d'oxygène en corrigeant cette durée d'injection de base en tenant compte d'un coefficient de richesse K02 déterminé notamment par application de transitions de valeur, en fonction du signal de richesse de la sonde d'oxygène dans les zones de fonctionnement du moteur en boucle fermée, et fixé égal à une valeur nominale dans les cas de fonctionnement du moteur en boucle ouverte, par exemple en fonctionnement à basse température (après démarrage du moteur à froid), ou en décélération, ou à pleine charge, et enfin si le régime moteur est supérieur à un seuil élevé donné.
Si la correction de la durée d'injection de base en fonction du coefficient de richesse K02 s'effectue par multiplication par ce coefficient K02, alors la valeur nominale de ce dernier est égale à 1.
La prise en compte du coefficient de richesse K02 par le calculateur permet d'augmenter ou de réduire la durée d'injection de base, pour centrer le fonctionnement du moteur sur une richesse égale à 1. De plus, il est connu d'exprimer, pour un régime moteur donné, la durée d'injection de base comme une fonction sensiblement linéaire croissante, dans la plage de fonctionnement utile du moteur, de la pression absolue dans la tubulure d'admission, représentant le couple du moteur, c'est-à-dire la charge du moteur, et en négligeant des coefficients correcteurs issus de cartographies, par exemple en fonction du régime moteur, de la pression dans la tubulure ou de l'angle d'ouverture du papillon, pour traduire l'inflexion de la droite en une courbe en S, dans les zones de pression faible et élevée dans la tubulure.
Cette fonction sensiblement linéaire croissante est représentée par une droite ayant un décalage de pression à l'origine, appelé offset, et un gain (ou pente de la droite) qui sont chacun tirés d'une cartographie, en fonction au moins du régime moteur.
Il est également connu d'utiliser le calculateur pour corriger dans un second temps, par une auto-adaptation cyclique, la durée d'injection de base tirée de la droite et corrigée dans un premier temps par prise en compte du coefficient de richesse K02. Cette auto-adaptation cyclique a pour but d'assurer que le coefficient de richesse K02 reste voisin de sa valeur nominale, par correction de toute dérive de ce coefficient de richesse K02. A cet effet, il est connu d'effectuer une auto-adaptation dite du "premier ordre", en modifiant les termes d'adaptation que sont le décalage et le gain dans respectivement une première et une seconde plages de fonctionnement du moteur, respectivement à basse et à haute pression dans la tubulure d'admission.
Pour satisfaire aux normes d'anti-pollution relatives aux émissions de vapeurs de combustible, moteur à l'arrêt ou en fonctionnement, les véhicules automobiles sont équipés d'un réceptacle, appelé canister, contenant des moyens d'absorption des vapeurs de combustible. Ce canister est relié au réservoir par une conduite de récupération, est muni d'un évent mettant le réservoir de combustible à l'air libre et est relié au circuit d'admission, de préférence en aval du papillon, par une conduite d'aspiration sur laquelle est montée une vanne de purge du canister à commande électrique, dont le débit est piloté par le calculateur. Le circuit de purge ainsi réalisé permet, lorsque la vanne est ouverte, et en raison de la dépression régnant en aval du papillon dans la tubulure, d'aspirer de l'air ambiant par l'évent, au travers du canister, et de purger ainsi le canister du combustible qu'il contient en le mélangeant à cet air ambiant pour qu'il soit aspiré avec lui dans le circuit d'admission. La vanne de purge à commande électrique est en général une électrovanne commandée à fréquence constante, et dont le paramètre de commande est le rapport cyclique d'ouverture (R.C.O.) qui est variable, c'est-à-dire que la durée d'ouverture, pour une période constante, correspond à une fraction variable de cette période, qui correspond à la longueur du créneau du courant électrique de commande appliqué.
Afin de purger le canister de manière à, simultanément, respecter les normes d'anti-pollution relatives aux émissions de vapeurs d'hydrocarbures, et obtenir un fonctionnement sans à-coups du moteur pour assurer le confort des occupants du véhicule (qualité de roulage), tout en respectant les normes d'anti-pollution relatives aux émissions d'imbrûlés et en préservant un bon fonctionnement du pot catalytique, le rapport cyclique d'ouverture est défini par une cartographie en fonction principalement de la pression dans la tubulure d'admission et du régime moteur.
De plus, l'alimentation en combustible par les injecteurs est commandée sans expliciter la teneur en combustible du circuit de purge, correspondant au rapport du débit massique de combustible au débit massique total du circuit de purge, et sans assurer de suivi continu de la contribution du circuit de purge et du canister à l'alimentation du moteur.
La cartographie ne tient pas compte de l'étant de remplissage du canister, et est donc volontairement limitée à de faibles débits pour réduire la contribution du canister particulièrement aux faibles charges où l'apport surabondant de vapeur de combustible vis-à-vis du besoin moteur provoque une dérive excessive du coefficient de richesse K02.
Dans ces conditions de fonctionnement, en effet, dans un environnement échauffé par le moteur en fonctionnement, le retour au réservoir de combustible chaud provenant du régulateur de pression d'alimentation des injecteurs et le brassage de combustible qui en résulte, ainsi que du fonctionnement de la pompe, sont les causes d'une intense production de vapeurs de combustible dans le réservoir.
De plus, la purge du canister et l'autoadaptation des termes de décalage et de gain interviennent simultanément, à tous les régimes : on adopte, comme terme d'autoadaptation, un décalage de ralenti lorsque le moteur fonctionne au ralenti, et, hors ralenti, un décalage hors ralenti aux basses pressions, où l'influence du décalage est prépondérante, et un gain à haute pression. En outre, l'état de purge est pris en compte par l'autoadaptation par le calcul d'un décalage de purge, lorsque la purge est autorisée.
Le problème à la base de l'invention est de remédier à ces inconvénients, et l'invention a pour but de permettre une estimation de la teneur en combustible du circuit de purge et un suivi de la contribution de la purge en continu, pour pouvoir améliorer la commande de l'alimentation du moteur.
A cet effet, l'invention propose un procédé d'estimation de la teneur en combustible d'un circuit de purge à canister pour un moteur à injection, dans lequel le canister, collectant des vapeurs de combustible provenant d'un réservoir, est relié à une tubulure d'admission du moteur, munie d'un obturateur ou papillon de commande du débit d'air, par une vanne de purge du canister à commande électrique, dont le débit est piloté par un calculateur relié à des capteurs de paramètres de fonctionnement du moteur dont il reçoit au moins des signaux de rotation du moteur et des signaux permettant de connaître la pression dans la tubulure d'admission, ainsi qu'à une sonde d'oxygène dans les gaz d'échappement du moteur, ledit calculateur calculant une durée d'injection, transmise à au moins un injecteur, et obtenue à partir d'une durée d'injection de base exprimée, pour un régime moteur donné, comme une fonction sensiblement linéaire croissante de la pression dans la tubulure, avec un décalage à l'origine et un gain qui sont tirés de cartographies en fonction au moins du régime moteur, et corrigée en prenant en compte un coefficient de richesse auquel on applique des transitions de valeur en fonction du signal de richesse de la sonde d'oxygène dans les zones de fonctionnement du moteur en boucle fermée et fixé égal à une valeur nominale dans les zones de fonctionnement du moteur en boucle ouverte, pour assurer le centrage du fonctionnement du moteur sur une richesse égale à 1, le décalage et le gain faisant de plus l'objet d'une autoadaptation cyclique pour assurer que le coefficient de richesse reste voisin de sa valeur nominale, par correction de toute dérive de ce coefficient de richesse, et qui se caractérise en ce qu'il consiste à définir un coefficient K CAN, applicable dans toutes les conditions de fonctionnement du moteur, et qui est élaboré en continu lorsque la purge est autorisée, à partir de la dérive du coefficient de richesse, de sorte que K CAN est augmenté ou respectivement diminué si le coefficient de richesse est inférieur ou respectivement supérieur à sa valeur nominale, et à calculer une quantité de combustible équivalente à l'apport des vapeurs du circuit de purge en faisant le produit du coefficient K CAN par la quantité de mélange airvapeur de combustible commandée par la vanne de purge.
La contribution du canister et de son circuit de purge est ainsi estimée en continu à partir de l'unique coefficient K CAN, qui représente lui-même une estimation de la teneur en combustible du circuit de purge, et qui est défini à partir de la dérive du coefficient de richesse K02 lorsque le moteur fonctionne en boucle fermée et que la purge est active.
Comme ce coefficient K CAN est utilisable dans toutes les conditions de fonctionnement du moteur, sa prise en compte peut être substituée à celle des termes de décalage de ralenti sous purge et de décalage hors ralenti sous purge des procédés d'autoadaptation connus précités.
Avantageusement, pour tenir compte du fait que le taux de charge ou de saturation du canister et de son circuit de purge en vapeur de combustible peut être fortement variable pendant un arrêt du moteur, le procédé selon l'invention consiste de plus à mémoriser la valeur du coefficient K CAN à l'arrêt du moteur (coupure du contact), et à adopter comme valeur du coefficient K CAN suite à un redémarrage du moteur, ladite valeur mémorisée et corrigée par un coefficient dépendant de l'évolution de l'état thermique du véhicule pendant l'arrêt, ce coefficient de correction pouvant être fonction de la température du liquide de refroidissement du moteur.
Avantageusement de plus, le procédé de l'invention autorise deux modes d'adaptation du coefficient K CAN.
Normalement, pour permettre une adaptation fine et continue de K CAN, il consiste à corriger K CAN par une adaptation lente par application à la valeur courante de K CAN d'une correction proportionnelle à 11 écart entre la valeur nominale et la valeur moyenne du coefficient de richesse
K02, le calcul de cette correction étant relancé après un nombre prédéterminé m de transitions de K02. Dans ce cas, de préférence, le procédé consiste à n'autoriser la variation lente de K CAN que si la valeur moyenne de K02 est en dehors d'une bande morte d'enrichissement et d'une bande morte d'appauvrissement, situées de part et d'autre de la valeur nominale de K02, et pour prendre en compte une éventuelle désadaptation du premier ordre, on adopte une bande morte d'enrichissement dont la largeur est supérieure à celle de la bande morte d'appauvrissement.
K02, le calcul de cette correction étant relancé après un nombre prédéterminé m de transitions de K02. Dans ce cas, de préférence, le procédé consiste à n'autoriser la variation lente de K CAN que si la valeur moyenne de K02 est en dehors d'une bande morte d'enrichissement et d'une bande morte d'appauvrissement, situées de part et d'autre de la valeur nominale de K02, et pour prendre en compte une éventuelle désadaptation du premier ordre, on adopte une bande morte d'enrichissement dont la largeur est supérieure à celle de la bande morte d'appauvrissement.
Par contre, pour permettre un recentrage très rapide du fonctionnement du moteur, lorsqu'une désadaptation peut être attribuée avec certitude à la purge, le procédé selon l'invention consiste à interrompre l'adaptation lente et à corriger le coefficient K CAN par une adaptation rapide, en appliquant à sa valeur courante une correction proportionnelle à l'écart entre la valeur nominale et la valeur courante du coefficient de richesse K02, lorsque ce dernier s'écarte de sa valeur nominale sans transition pendant un temps supérieur à un seuil prédéterminé, par exemple d'environ 3 secondes, puis à relancer le calcul de la correction rapide de K CAN tous les n points morts hauts (P.M.H.), n étant un nombre prédéterminé, tant qu'une transition de K02 n'est pas obtenue.
En variante, on effectue l'adaptation rapide de
K CAN lorsque K02 évolue sans transition pendant un temps supérieur à une temporisation '1T, puis on relance le calcul de la correction rapide dans les mêmes conditions que ci-dessus, à condition qu'à la fin de la temporisation h'lT,
K02 soit divergent par rapport à sa valeur nominale, sinon on n'effectue pas d'adaptation rapide de K CAN et on relance la temporisation b'1T.
K CAN lorsque K02 évolue sans transition pendant un temps supérieur à une temporisation '1T, puis on relance le calcul de la correction rapide dans les mêmes conditions que ci-dessus, à condition qu'à la fin de la temporisation h'lT,
K02 soit divergent par rapport à sa valeur nominale, sinon on n'effectue pas d'adaptation rapide de K CAN et on relance la temporisation b'1T.
Ayant ainsi déterminé K CAN, pour calculer la quantité de combustible équivalente à l'apport des vapeurs de combustible du circuit de purge, il reste à déterminer la quantité de mélange air-vapeur de combustible débitée par la vanne de purge, qui peut être avantageusement obtenue à partir de la différence de pression à laquelle elle est soumise et de la durée d'ouverture de la vanne de purge depuis l'injection précédente, par référence à la caractéristique de débit de la vanne mémorisée dans le calculateur.
L'invention a également pour objet un dispositif, destiné à la mise en oeuvre du procédé propre à l'invention, et tel que présenté ci-dessus, et qui se caractérise en ce que le calculateur comprend au moins un microprocesseur programmé et/ou réalisé de manière à commander le déroulement de ce procédé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention découleront de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'un exemple de réalisation, décrit en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 représente schématiquement un moteur à injection, avec un circuit de purge de canister, et un calculateur de commande,
- la figure 2 représente, pour un régime moteur donné, une courbe exprimant la durée d'injection en fonction de la pression absolue dans la tubulure d'admission, et
- la figure 3 est un chronogramme représentant, en superposition et en correspondance, de haut en bas, une évolution du signal de richesse R, du coefficient de richesse K02 et du coefficient K CAN.
- la figure 1 représente schématiquement un moteur à injection, avec un circuit de purge de canister, et un calculateur de commande,
- la figure 2 représente, pour un régime moteur donné, une courbe exprimant la durée d'injection en fonction de la pression absolue dans la tubulure d'admission, et
- la figure 3 est un chronogramme représentant, en superposition et en correspondance, de haut en bas, une évolution du signal de richesse R, du coefficient de richesse K02 et du coefficient K CAN.
Sur la figure 1 est schématiquement représenté en 1, un moteur à injection, à quatre cylindres-quatre temps, et allumage commandé, équipé d' une installation d'injection indirecte de carburant de type multipoint. Cette installation comprend quatre injecteurs 2 montés chacun dans l'une respectivement des quatre branches 3 en aval d'une tubulure d'admission 4, et débouchant chacune dans la culasse du moteur 1, au niveau de la soupape d'admission d'un cylindre correspondant. Un papillon 5 de commande du débit d'air d'admission est monté rotatif dans un corps de papillon 6 dans la partie amont de la tubulure 4, le corps de papillon 6 présentant une conduite 7 en dérivation sur le papillon 5, et dont la section de passage est régulée par une vanne schématisée en 8 et commandée par un moteur pas à pas 9.
Les injecteurs 2 sont alimentés en carburant sous une pression définie par le régulateur 10, lui-même alimenté à partir du réservoir 11, fermé par un bouchon étanche, par l'intermédiaire de la pompe 12 sur la canalisation d'alimentation 13 sur laquelle est également monté le filtre 14. Le complèment de la quantité de carburant dérivée par le régulateur 10 vers les injecteurs 2 est renvoyé au réservoir 11 par la canalisation de retour 15.
Les vapeurs de carburant se formant dans le réservoir 11 sont collectées par un canister 16, contenant une charge absorbante de ces vapeurs, par exemple du charbon actif, et relié au réservoir par la conduite de récupération 17. Le canister 16 présente un évent 18, par lequel il met à l'air libre le réservoir 11, et est raccordé à la tubulure d'admission 4, en aval du papillon d'étranglement 5, par une conduite d'aspiration 19 sur laquelle est montée une vanne 20 à commande électrique, pour la purge du canister 16.
Cette vanne 20 est une électrovanne normalement fermée au repos et à ouverture commandée par R.C.O. variable.
Le R.C.O. variable de cette vanne 20, donc le débit de purge du canister 16 des vapeurs de carburant qu'il contient, ainsi que la position du moteur électrique pas à pas 9 sont pilotés par des ordres électriques qui leur sont transmis du calculateur 21 par les conducteurs 22 et 23. De même, la durée d'ouverture ou d'injection des injecteurs 2, fonction de la quantité de carburant injectée par chaque injecteur 2 dans le cylindre correspondant, (puisque la différence de pression appliquée aux injecteurs 2 est constante et fixée par le régulateur 10), est pilotée par des ordres électriques appliqués par le calculateur 21 aux injecteurs 2 par le conducteur 24.
Ces ordres électriques (durée d'injection, RCO variable, commande du moteur pas à pas) sont élaborés par le calculateur 21 à partir de signaux reçus de différents capteurs de paramètres de fonctionnement du moteur, dont un signal de température d'air d'admission 25, délivré par une sonde de température 26 placée dans la veine d'air, un signal de pression absolue de tubulure 27 délivré par une sonde de pression 28 dans la tubulure 4, un signal de température 29 d'eau de refroidissement du moteur 1, fourni par un capteur non représenté, et un signal 30 de rotation du moteur, permettant de déterminer le régime du moteur, ainsi que les passages au P.M.H. dans les différents cylindres pour la détermination des instants d'injection. Ce signal 30 peut être fourni par un capteur coopérant avec une roue dentée entraînée par le volant moteur et présentant une singularité de détection du passage au P.M.H. d'un cylindre de référence. Le calculateur 21 reçoit également un signal 31 d'angle d'ouverture du papillon 5, fourni par un capteur approprié, tel qu'un potentiomètre de recopie de la position angulaire du papillon 5, et monté sur l'axe de rotation de ce dernier, et délivre en 33 un signal de consommation de combustible. Enfin, le calculateur 21 reçoit en 32 un signal de richesse R délivré, sous forme de tension électrique, par une sonde d'oxygène dite sonde X, disposée dans les gaz d'échappement du moteur, dont elle indique la teneur en oxygène. En fonctionnement du moteur en boucle fermée, le signal de richesse R est utilisé par le calculateur 21 pour centrer le fonctionnement du moteur sur une richesse égale à 1. Pour cela, le calculateur 21 calcule tout d'abord une durée d'injection de base, en se référant à un réseau de courbes mémorisées dans le calculateur 21 et telles que celle représentée sur la figure 2, qui donne pour un régime moteur constant donné, la durée d'injection de base T inj B en fonction de la pression absolue P tub dans la tubulure 4, cette courbe étant, sur la majeure partie de la plage de fonctionnement utile du moteur, assimilable à une fonction linéaire croissante définie par un décalage de pression à l'origine D et par un gain G correspondant à la pente de la droite représentative de cette fonction. D et G sont chacun tirés d'une cartographie en fonction notamment du régime moteur N (fonctions f(N) et g(N)). Dans les zones à haute et basse pressions, la courbe présente des parties arrondies en
S obtenues à partir de la droite après correction multiplicative par un coefficient cartographique K carto, fonction notamment du régime moteur N, et de la pression P tub ou de l'angle d'ouverture du papillon 5 (fonction h (N, P)).
S obtenues à partir de la droite après correction multiplicative par un coefficient cartographique K carto, fonction notamment du régime moteur N, et de la pression P tub ou de l'angle d'ouverture du papillon 5 (fonction h (N, P)).
Donc, pour un régime N et une pression d'admission
P tub donnés, la durée d'injection de base est donnée par la formule (1)
(1) T inj B = (P tub - D) x G x K carto
L'application de cette durée d'injection aux injecteurs conduit à un signal de richesse R de la sonde X en général différent de 1. Le calculateur 21 augmente ou réduit alors la durée d'injection appliquée aux injecteurs 2 pour obtenir un signal de richesse R égal à 1. Pour cela, le calculateur 21 calcule un coefficient de richesse K02 par lequel il multiplie la durée d'injection de base T inj B donnée par la formule (1).
P tub donnés, la durée d'injection de base est donnée par la formule (1)
(1) T inj B = (P tub - D) x G x K carto
L'application de cette durée d'injection aux injecteurs conduit à un signal de richesse R de la sonde X en général différent de 1. Le calculateur 21 augmente ou réduit alors la durée d'injection appliquée aux injecteurs 2 pour obtenir un signal de richesse R égal à 1. Pour cela, le calculateur 21 calcule un coefficient de richesse K02 par lequel il multiplie la durée d'injection de base T inj B donnée par la formule (1).
Dans les zones de fonctionnement du moteur en boucle ouverte, le coefficient de richesse K02 est choisi égal à 1.
Ces zones correspondent, notamment, à un fonctionnement avec une sonde k en panne, ou avec une température d'air inférieure à un seuil d'entrée en boucle fermée, par exemple en cas de démarrage à froid du moteur, ou lorsque la boucle ouverte est imposée par le régime ou l'angle d'ouverture du papillon, par exemple en décélération ou à pleine charge, ou si le régime moteur N est supérieur à un seuil élevé donné, par exemple 4500 tr/min, et, d'une manière générale, chaque fois que la richesse visée diffère de 1.
Après correction par multiplication par le coefficient de richesse K02, on modifie la valeur du décalage D ou du gain G par une autoadaptation cyclique, de manière à corriger toutes les dérives de ce coefficient de richesse
K02 pour qu'il reste voisin de 1.
K02 pour qu'il reste voisin de 1.
Concernant la correction de la durée d'injection à l'aide du coefficient de richesse K02, qui est un coefficient correcteur multiplicatif de valeur nominale égale à 1 dans cet exemple, et dont la valeur est modifiée selon la valeur du signal de richesse R pour rechercher un signal R égal à 1, les deux courbes du haut de la figure 3 représentent, en fonction du temps, un exemple d'évolutions en correspondance du signal de richesse R, tel qu'obtenu à partir du signal fourni par la sonde d'oxygène X, et du coefficient de richesse K02.
Sensiblement sur la moitié de gauche de la courbe de
R, cette courbe ondule autour de la valeur 1, qu'elle prend aux instants successifs Ti à T6. Entre T1 et T2, comme on a
R > 1, le calculateur 21 diminue progressivement K02 à partir d'une valeur initiale inférieure à 1, comme représenté en 34, pour diminuer la durée d'injection, et donc la quantité de combustible injectée, afin de revenir à une richesse R = 1. Ceci est obtenu en T2, avec une pente de R telle qu' après T2, R devient inférieur à 1. Pratiquement à cet instant T2, le calculateur 21 applique à K02 une transition de valeur correspondant à un échelon positif 35, suivi d'une augmentation progressive 36 jusqu'à l'instant T3 où, sous l'effet de l'augmentation de la valeur de K02, donc de la durée d'injection, et donc de la quantité de combustible injectée, R cesse d'être inférieur à 1 pour redevenir supérieur à 1. Le calculateur 21 donne alors à K02 une nouvelle transition de valeur, mais cette fois sous la forme d'un échelon négatif 37, afin de diminuer rapidement sa valeur, suivi d'une diminution progressive 38, jusqu'à l'instant T4, où R cesse d'être supérieur à 1 pour redevenir inférieur à 1. A nouveau, le calculateur 21 donne à K02 une transition de valeur en échelon positif 39, suivi d'une augmentation progressive 40 jusqu' l'instant T5 où R redevient supérieur à 1, et ainsi de suite.
R, cette courbe ondule autour de la valeur 1, qu'elle prend aux instants successifs Ti à T6. Entre T1 et T2, comme on a
R > 1, le calculateur 21 diminue progressivement K02 à partir d'une valeur initiale inférieure à 1, comme représenté en 34, pour diminuer la durée d'injection, et donc la quantité de combustible injectée, afin de revenir à une richesse R = 1. Ceci est obtenu en T2, avec une pente de R telle qu' après T2, R devient inférieur à 1. Pratiquement à cet instant T2, le calculateur 21 applique à K02 une transition de valeur correspondant à un échelon positif 35, suivi d'une augmentation progressive 36 jusqu'à l'instant T3 où, sous l'effet de l'augmentation de la valeur de K02, donc de la durée d'injection, et donc de la quantité de combustible injectée, R cesse d'être inférieur à 1 pour redevenir supérieur à 1. Le calculateur 21 donne alors à K02 une nouvelle transition de valeur, mais cette fois sous la forme d'un échelon négatif 37, afin de diminuer rapidement sa valeur, suivi d'une diminution progressive 38, jusqu'à l'instant T4, où R cesse d'être supérieur à 1 pour redevenir inférieur à 1. A nouveau, le calculateur 21 donne à K02 une transition de valeur en échelon positif 39, suivi d'une augmentation progressive 40 jusqu' l'instant T5 où R redevient supérieur à 1, et ainsi de suite.
Pendant ce temps, la contribution du canister 16 et de son circuit de purge 17, 19, 20 à l'alimentation du moteur 1 en combustible est considérée comme étant exprimée par une quantité de combustible équivalente à l'apport des vapeurs de combustible débitées par la vanne 20. Cette quantité équivalente est calculée à chaque P.M.H. d'injection comme étant égale au produit de la quantité de mélange air-vapeur de combustible, débitée par la vanne 20 depuis le
P.M.H. d'injection précédent, par un coefficient K CAN, correspondant à une estimation de la teneur du canister 16 et de son circuit de purge 17, 19, 20 en vapeur de combustible.
P.M.H. d'injection précédent, par un coefficient K CAN, correspondant à une estimation de la teneur du canister 16 et de son circuit de purge 17, 19, 20 en vapeur de combustible.
La quantité de mélange air-vapeur de combustible peut être déterminée à partir du produit de la différence de pression à laquelle la vanne 20 est soumise, par la durée d'ouverture t R.C.O. de la vanne 20, par référence à la caractéristique de débit de cette vanne 20, mémorisée dans le calculateur 21 et par exemple tabulée à 100 % de R.C.O.
(pleine ouverture), la différence de pression précitée étant donnée par la différence entre la pression atmosphérique et
P tub.
P tub.
L'estimation de la valeur de K CAN est effectuée en permanence à partir de l'évolution de K02, si l'installation fonctionne en boucle fermée et la vanne 20 commande un débit de purge.
Le principe de cette adaptation de K CAN consiste, par référence à la dérive du coefficient de richesse K02 par rapport à sa valeur nominale 1, à augmenter ou respectivement diminuer la valeur de K CAN si K02 est inférieur ou respectivement supérieur à sa valeur nominale 1.
Lorsque le signal de richesse R évolue sensiblement comme représenté sur la figure 3 entre Tl et T6, une variation fine et continue de la valeur de K CAN est assurée par une adaptation lente de cette valeur, qui consiste à corriger la valeur courante de K CAN proportionnellement à l'écart entre la valeur nominale 1 et la valeur moyenne de
K02, cette dernière étant mesurée dans l'intervalle de temps qui s'écoule entre m transitions successives de K02, telles que 35, 37 et 39 sur la figure 3, m étant un nombre entier prédéterminé, et le calcul de cette correction étant relancé toutes les m transitions de K02.
K02, cette dernière étant mesurée dans l'intervalle de temps qui s'écoule entre m transitions successives de K02, telles que 35, 37 et 39 sur la figure 3, m étant un nombre entier prédéterminé, et le calcul de cette correction étant relancé toutes les m transitions de K02.
De plus, cette variation lente de K CAN n'est autorisée par le calculateur 21 que si la valeur moyenne de
K02 est en dehors d'une bande dite "morte" d'enrichissement et d'une bande dite "morte" d'appauvrissement, qui s'étendent de part et d'autre de la valeur nominale 1 de K02, la largeur de la bande morte d'enrichissement étant supérieure à celle de la bande morte d'appauvrissement, afin de tenir compte d'une éventuelle désadaptation du décalage D et/ou du gain G.
K02 est en dehors d'une bande dite "morte" d'enrichissement et d'une bande dite "morte" d'appauvrissement, qui s'étendent de part et d'autre de la valeur nominale 1 de K02, la largeur de la bande morte d'enrichissement étant supérieure à celle de la bande morte d'appauvrissement, afin de tenir compte d'une éventuelle désadaptation du décalage D et/ou du gain G.
Ainsi, la croissance de K CAN est autorisée pour un écart entre la valeur moyenne du coefficient de richesse K02 et sa valeur nominale 1 qui est représentatif d'un enrichissement supérieur à un seuil d'enrichissement, correspondant à la largeur de la bande morte d'enrichissement, et par exemple de 3 %, tandis que la décroissance de K CAN est autorisée pour un écart entre la valeur moyenne de K02 et sa valeur nominale 1 qui est représentatif d'un appauvrissement supérieur à un seuil d'appauvrissement, correspondant à la largeur de la bande morte d'appauvrissement, et par exemple de l'ordre de 1,5 t.
Sur la co
A la suite de la transition de valeur en échelon positif 41, appliquée à K02 par le calculateur 21 à l'instant T6, du fait qu'à cet instant, R cesse d'être supérieur à 1 pour devenir inférieur à 1, K02 augmente progressivement de valeur en 42, d'une manière durable, tant que R ne redevient pas égal à 1.
Pour interrompre cette divergence de K02 par rapport à sa valeur nominale 1 franchie à l'instant T7, afin de recentrer rapidement le fonctionnement du moteur, et donc de recentrer R autour de la richesse 1, le calculateur 21 commande une adaptation rapide de K CAN. Celle-ci consiste, après l'écoulement d'un seuil de durée AiT, d'environ 3 secondes par exemple, sans transition de K02 s'écartant de sa valeur nominale 1, c'est-à-dire à un instant T8=T7+A1T, sur la courbe, à corriger la valeur courante de K CAN proportionnellement à l'écart entre la valeur courante de
K02 et sa valeur nominale 1, puis à effectuer à nouveau cette correction proportionnelle après un intervalle de temps A2T, correspondant à un nombre prédéterminé n de
P.M.H. successifs à partir de la correction rapide précédente, c'est-à-dire à l'instant T9 = T8 + A2T sur la courbe, et à répéter cette correction proportionnelle, aux instants T10 et T11 sur la courbe, jusqu'a ce que R = 1, c'est-à-dire dès l'application d'une nouvelle transition de valeur de K02.
K02 et sa valeur nominale 1, puis à effectuer à nouveau cette correction proportionnelle après un intervalle de temps A2T, correspondant à un nombre prédéterminé n de
P.M.H. successifs à partir de la correction rapide précédente, c'est-à-dire à l'instant T9 = T8 + A2T sur la courbe, et à répéter cette correction proportionnelle, aux instants T10 et T11 sur la courbe, jusqu'a ce que R = 1, c'est-à-dire dès l'application d'une nouvelle transition de valeur de K02.
La correction rapide est ainsi interrompue à l'instant T12, correspondant à la transition 43 de K02, lorsque R redevient égal à 1.
Cette correction rapide se traduit sur la valeur de
K CAN par des diminutions en échelons 44, 45, 46 et 47, d'amplitude croissante, respectivement aux instants T8, T9
T10 et T11, puisque K02 diverge en étant supérieur à 1, et que l'écart (K02 - 1) augmente progressivement aux instants
T8 à T11.
K CAN par des diminutions en échelons 44, 45, 46 et 47, d'amplitude croissante, respectivement aux instants T8, T9
T10 et T11, puisque K02 diverge en étant supérieur à 1, et que l'écart (K02 - 1) augmente progressivement aux instants
T8 à T11.
La temporisation A1T, initiée à l'instant T7 de franchissement par le signal K02 de sa valeur nominale 1, nécessite de scruter en permanence l'écart entre la valeur courante de K02 et sa valeur nominale. En variante, selon un compromis plus économique, la temporisation A1T est remplacée par une temporisation '1T, initiée à l'instant T6 de la dernière transition 41 de K CAN, et s'écoulant jusqu'à l'instant T8, à condition qu'à cet instant K02 soit constaté divergent par rapport à sa valeur nominale 1. A défaut, on n'effectue pas de correction rapide de K CAN et on relance la temporisation b'1T.
A la coupure du contact et l'arrêt du moteur, la valeur courante de K CAN est mémorisée par le calculateur 21. Au redémarrage du moteur, cette valeur mémorisée est pondérée par la prise en compte d'un coefficient représentatif de l'évolution de l'état thermique du moteur, ou, plus généralement, du véhicule, pendant l'arrêt, car la teneur du canister et de son circuit de purge en vapeur de combustible peut être très variable pendant cet arrêt.
Cette pondération de la valeur mémorisée de K CAN peut consister en une correction en fonction de la température du liquide de refroidissement du moteur au redémarrage.
Par exemple, on peut considérer que K CAN est mémorisé à l'arrêt du moteur 1 pour une température de son liquide de refroidissement estimée égale à une borne supérieure, par exemple de 100 C, et que K CAN = O si la température de ce liquide est égale à une borne inférieure, par exemple de O"C.
Si la température de ce liquide mesurée au redémarrage est par exemple de 65"C, alors la valeur de K CAN au redémarrage est choisie égale à K CAN mémorisée x 65/100, soit 0,65 K CAN mémorisé.
Lorsque le moteur fonctionne en boucle ouverte, par exemple en cas de décélération, ou à pleine charge, ou si le régime moteur est supérieur à un seuil donné, par exemple 4.500 tr/min, ou encore en fonctionnement à basse température (démarrage à froid), K02 est arbitrairement fixé égal à 1, et la valeur de K CAN devient incertaine, et son adaptation impossible. L'élaboration en continu du coef fi- cient K CAN est alors interrompue lors des fonctionnements en boucle ouverte.
La mise en oeuvre de ce procédé est assurée par le dispositif décrit ci-dessus, en particulier en référence à la figure I, dans lequel le calculateur 21, qui est en fait une unité centrale de calcul et de commande, avec notamment les circuits de calcul, mémoires, compteurs, registres et autres circuits de régulation et commande nécessaires et de structure connue, comporte au moins un microprocesseur ou microcontrôleur programmé et/ou réalisé de manière à commander le déroulement de ce procédé.
Claims (11)
1. Procédé d'estimation de la teneur en combustible d'un circuit de purge à canister pour un moteur (1) à injection, dans lequel le canister (16), collectant des vapeurs de combustible provenant d'un réservoir (11), est relié à une tubulure d'admission (4) du moteur (1), munie d'un obturateur ou papillon (5) de commande du débit d'air, par une vanne (20) de purge du canister (16) à commande électrique, dont le débit est piloté par un calculateur (21) relié à des capteurs (26, 28) de paramètres de fonctionnement du moteur (1) dont il reçoit au moins des signaux (30) de rotation du moteur et des signaux (27, 30, 31) permettant de connaître la pression (P tub) dans la tubulure d'admission (4), ainsi qutà une sonde d'oxygène dans les gaz d'échappement du moteur, ledit calculateur (21) calculant une durée d'injection, transmise à au moins un injecteur (2), et obtenue à partir d'une durée d'injection de base (T inj B) exprimée, pour un régime moteur donné (N), comme une fonction sensiblement linéaire croissante de la pression dans la tubulure (P tub), avec un décalage (D) à l'origine et un gain (G) qui sont tirés de cartographies en fonction au moins du régime moteur (N), et corrigée en prenant en compte un coefficient de richesse (K02), auquel on applique des transitions de valeur (35, 37, 39, 41, 43) en fonction du signal de richesse (R) de la sonde d'oxygène (32) dans les zones de fonctionnement du moteur (1) en boucle fermée, et fixé égal à une valeur nominale dans les zones de fonctionnement du moteur (1) en boucle ouverte, pour assurer le centrage du fonctionnement du moteur sur une richesse égale à 1, le décalage (D) et le gain (G) faisant de plus 11 objet d'une autoadaptation cyclique pour assurer que le coefficient de richesse (K02) reste voisin de sa valeur nominale, par correction de toute dérive de ce coefficient de richesse (K02), caractérisé en ce qu'il consiste à définir un coefficient K CAN, applicable dans toutes les conditions de fonctionnement du moteur, et qui est élaboré en continu lorsque la purge est autorisée, à partir de la dérive du coefficient de richesse (K02), de sorte que K CAN est augmenté ou respectivement diminué si K02 est inférieur ou respectivement supérieur à sa valeur nominale, et à calculer une quantité de combustible équivalente à l'apport des vapeurs du circuit de purge (16, 17, 19, 20) en faisant le produit du coefficient K CAN par la quantité de mélange air-vapeur de combustible commandée par la vanne de purge (20).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à mémoriser la valeur du coefficient K CAN à l'arrêt du moteur (1) (coupure du contact), et à adopter comme valeur du coefficient K CAN suite à un redémarrage du moteur (1), ladite valeur mémorisée et corrigée par un coefficient dépendant de l'évolution de l'état thermique du véhicule pendant l'arrêt.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le coefficient de correction dépendant de l'évolution de l'état thermique du véhicule est fonction de la température du liquide de refroidissement (29) du moteur (1).
4. Procédé selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il consiste à corriger le coefficient K CAN par une adaptation lente, pour permettre une adaptation fine et continue de K CAN par application à la valeur courante de K CAN d'une correction proportionnelle à l'écart entre la valeur nominale et la valeur moyenne du coefficient de richesse K02, le calcul de cette correction étant relancé après un nombre prédéterminé m de transitions (35, 37, 39, 41, 43) de K02.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à n'autoriser la variation lente de K CAN que si la valeur moyenne de K02 est en dehors d'une bande morte d'enrichissement et d'une bande morte d'appauvrissement, situées de part et d'autre de la valeur nominale de
K02.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à adopter une bande morte d'enrichissement dont la largeur est supérieure à celle de la bande morte d'appauvrissement.
7. Procédé selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il consiste à interrompre l'adaptation lente et à corriger le coefficient K CAN par une adaptation rapide, en appliquant à sa valeur courante une correction proportionnelle à l'écart entre la valeur nominale et la valeur courante du coefficient de richesse K02, lorsque ce dernier s'écarte de sa valeur nominale sans transition pendant un temps supérieur à un seuil prédéterminé (A1T), par exemple d'environ 3 secondes, puis à relancer le calcul de la correction rapide de K CAN tous les n points morts hauts (P.M.H.), n étant un nombre prédéterminé, tant qu'une transition (43) de K02 n'est pas obtenue.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à interrompre l'adaptation lente et à corriger le coefficient K CAN par une adaptation rapide, en appliquant à sa valeur courante une correction proportionnelle à l'écart entre la valeur nominale et la valeur courante du coefficient de richesse
K02, lorsque ce dernier évolue sans transition pendant un temps supérieur à un seuil prédéterminé (A'1T), par exemple d'environ 3 secondes, puis à relancer le calcul de la correction rapide de K CAN tous les n points morts hauts (P.M.H.), n étant un nombre prédéteminé, tant qu'une transition (43) de K02 n'est pas obtenue, à condition qu'à la fin de 'lT, K02 soit divergent par rapport à sa valeur nominale, sinon on n'effectue pas d'adaptation rapide de
K CAN et on relance la temporisation d'1T.
9. Procédé selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer la quantité de mélange air-vapeur de combustible commandée par la vanne de purge (20) à partir de la diffé rence de pression (P atm - P tub) à laquelle elle est soumise et de la durée d'ouverture (t R.C.O.) de la vanne de purge (20) depuis l'injection précédente, par référence à la caractéristique de débit de la vanne (20) mémorisée dans le calculateur (21).
10. Procédé selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il consiste à interrompre l'élaboration en continu de K CAN dans les zones de fonctionnement du moteur (1) en boucle ouverte.
11. Dispositif d'estimation de la teneur en combustible d'un circuit de purge (16, 17, 19, 20) à canister (16), pour moteur à injection (1), comprenant un calculateur (21), relié à des capteurs (26, 28) de paramètres de fonctionnement du moteur (1), ainsi qu'à une sonde d'oxygène dans les gaz d'échappement du moteur (1), et pilotant une vanne (20) à commande électrique reliant le canister (16) à une tubulure d'admission (4) munie d'un obturateur (5) de commande du débit d'air, ledit calculateur (21) calculant notamment une durée d'injection de base (T inj B) exprimée comme une fonction de la pression dans la tubulure (4) avec un décalage (D) à l'origine et un gain (G) tirés de cartographies en mémoire dans le calculateur (21), et corrigée à l'aide d'un coefficient de richesse (K02) déterminé par le calculateur (21) en fonction du signal de richesse (R) de la sonde d'oxygène en fonctionnement en boucle fermée et égal à une valeur nominale en fonctionnement en boucle ouverte, pour assurer le centrage du fonctionnement du moteur (1) sur une richesse égale à 1, le calculateur (21) effectuant une autoadaptation cyclique du décalage (D) et du gain (G) pour assurer que K02 reste voisin de sa valeur nominale, par correction de toute dérive de K02, et appliquant à au moins un injecteur (2) une durée d'injection, caractérisé en ce que le calculateur (21) comprend au moins un microprocesseur programmé et/ou réalisé de manière à commander le déroulement du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9308885A FR2708049B1 (fr) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | Procédé et dispositif d'estimation de la teneur en combustible d'un circuit de purge à canister, pour moteur à injection. |
| EP19940401644 EP0636778B1 (fr) | 1993-07-20 | 1994-07-18 | Procédé et dispositif de correction de la durée d'injection en fonction du débit de purge d'un circuit de purge à canister, pour moteur à injection |
| DE1994608377 DE69408377T2 (de) | 1993-07-20 | 1994-07-18 | Verfahren und Vorrichtung zum korrigieren der Kraftstoffeinspritzungsdauer in Abhängigkeit des Durchflusses einer Tankentlüftungsanlage für einen Einspritzmotor |
| ES94401644T ES2111874T3 (es) | 1993-07-20 | 1994-07-18 | Procedimiento y dispositivo para la correccion de la duracion de inyeccion en funcion del caudal de purga del circuito de purga con recipiente de acumulacion para un motor de inyeccion. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9308885A FR2708049B1 (fr) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | Procédé et dispositif d'estimation de la teneur en combustible d'un circuit de purge à canister, pour moteur à injection. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2708049A1 true FR2708049A1 (fr) | 1995-01-27 |
| FR2708049B1 FR2708049B1 (fr) | 1995-09-22 |
Family
ID=9449406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9308885A Expired - Fee Related FR2708049B1 (fr) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | Procédé et dispositif d'estimation de la teneur en combustible d'un circuit de purge à canister, pour moteur à injection. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2708049B1 (fr) |
Citations (5)
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| US4831992A (en) * | 1986-11-22 | 1989-05-23 | Robert Bosch Gmbh | Method for compensating for a tank venting error in an adaptive learning system for metering fuel and apparatus therefor |
| WO1989010472A1 (fr) * | 1988-04-20 | 1989-11-02 | Robert Bosch Gmbh | Procede et dispositif pour le reglage d'une soupape de degazage d'un reservoir |
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| US5048493A (en) * | 1990-12-03 | 1991-09-17 | Ford Motor Company | System for internal combustion engine |
-
1993
- 1993-07-20 FR FR9308885A patent/FR2708049B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2708049B1 (fr) | 1995-09-22 |
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