FR2981697A1

FR2981697A1 - Procede et dispositif d'adaptation d'une regulation lambda

Info

Publication number: FR2981697A1
Application number: FR1259939A
Authority: FR
Inventors: Ralf Zimmerschied; Richard Holberg
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2013-04-26
Also published as: DE102011085115B4; US9091226B2; DE102011085115A1; JP6159074B2; US20130103285A1; JP2013092147A; KR20130045185A; KR101954454B1

Abstract

Procédé d'adaptation d'une régulation Lambda d'un moteur thermique (10) comportant une sonde de gaz d'échappement (15) installée dans le canal des gaz d'échappement (18) du moteur thermique (10) comme partie d'un système de surveillance des gaz d'échappement. L'adaptation utilise la comparaison d'un signal modélisé et d'un signal mesuré après une variation prédéfinie du rapport air-carburant du mélange alimentant le moteur (10). Le signal mesuré est la valeur réelle du signal de la sonde (15) et le signal modélisé est une valeur modélisée déduite du mélange air-carburant . On adapte pas-à-pas le paramètre du régulateur Lambda en utilisant la différence entre la pente d'amplitude maximale du rapport air-carburant , mesurée et la pente d'amplitude maximale, prévisionnelle selon le modèle.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé d'adapta- tion d'une régulation Lambda d'un moteur thermique comportant une sonde de gaz d'échappement installée dans le canal des gaz d'échappe- r ment du moteur thermique comme partie d'un système de surveillance des gaz d'échappement, * l'adaptation se faisant sur le fondement de la comparaison d'un signal modélisé et d'un signal mesuré après une variation prédéfinie du rapport carburant-air du mélange air-carburant alimentant le 10 moteur thermique, et * le signal mesuré est la valeur réelle du signal de sortie de la sonde de gaz d'échappement et le signal modélisé est une valeur modélisée déduite du mélange air-carburant alimentant le moteur thermique par application d'un modèle de gaz d'échappement. 15 L'invention se rapporte également à un dispositif d'adap- tation d'une régulation Lambda d'un moteur thermique comportant une sonde de gaz d'échappement installée dans le canal des gaz d'échappement d'un moteur thermique comme partie d'un système de surveillance des gaz d'échappement, 20 * l'adaptation se faisant sur le fondement de la comparaison d'un si- gnal modélisé et d'un signal mesuré après une variation prédéfinie du rapport carburant-air du mélange air-carburant fourni au moteur thermique, et * le signal mesuré est la valeur réelle du signal de sortie de la sonde de 25 gaz d'échappement et le signal modélisé est la valeur modélisée dé- duite du mélange air-carburant alimentant le moteur thermique par application d'un modèle de gaz d'échappement, et * pour l'adaptation du mélange air-carburant dans une unité de diagnostic, on compare la valeur réelle et la valeur mesurée. 30 Etat de la technique Pour réduire les émissions des véhicules de tourisme équipés de moteur à essence on utilise généralement des installations de nettoyage des gaz d'échappement comportant des catalyseurs à trois voies qui assurent une conversion suffisante des polluants des gaz 35 d'échappement que si le rapport air-carburant Lambda (À) est réglé avec une grande précision. Pour cela, on mesure le rapport air-carburant (À) à l'aide d'une sonde de gaz d'échappement placée en amont de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. La capacité d'accumulation en oxygène d'une telle installation de nettoyage des gaz d'échappement, est utilisée pour accumuler de l'oxygène dans les phases de fonction- nement maigres et restituer l'oxygène dans les phases de fonctionnement riches. Cela permet de convertir les polluants réducteurs contenus dans les gaz d'échappement. Une sonde de gaz d'échappement installée en aval de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement sert à surveiller la capacité d'accumulation de l'oxygène de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. Dans le cadre des diagnostics embarqués, il faut surveiller la capacité d'accumulation de l'oxygène car elle est une mesure de l'aptitude de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement à effectuer la conversion. Pour déterminer la capacité d'accumulation d'oxygène, on peut soit d'abord charger l'installation de nettoyage des gaz d'échappement avec de l'oxygène en phase maigre et ensuite la vider en phase riche avec un coefficient Lambda connu dans les gaz d'échappement en tenant compte de la quantité de gaz d'échappement qui passe ou encore on peut tout d'abord vider l'oxygène de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement en phase riche et en- suite la remplir en phase maigre avec un coefficient Lambda connu pour les gaz d'échappement en tenant compte du débit de gaz d'échappement. On termine la phase maigre lorsque la sonde des gaz d'échappement en aval de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement détecte de l'oxygène qui ne peut plus être accumulé dans l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. De même, on termine la phase riche lorsque la sonde des gaz d'échappement détecte le passage de gaz d'échappement riches. La capacité ou aptitude à accumuler de l'oxygène dans l'installation de gaz d'échappement correspond à la quantité d'agent réducteur fournie pendant la phase riche pour évacuer ou la quantité d'oxygène fournie pendant la phase maigre pour assurer le remplissage. Les quantités précises se calculent à partir du signal fourni par la sonde amont des gaz d'échappement et du débit massique des gaz d'échappement fourni par d'autres signaux de capteur.

Si la dynamique de la sonde des gaz d'échappement en amont diminue par exemple à cause de l'encrassage ou du vieillissement, on ne peut plus réguler à la précision nécessaire le rapport air-carburant de sorte que la puissance de conversion de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement diminue. En outre, on peut avoir des écarts dans le diagnostic de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement qui font qu'une installation de nettoyage de gaz d'échappement fonctionnant correctement, est interprétée à tort comme non apte à fonctionner. Le législateur impose le diagnostic des caractéristiques de la sonde pendant le fonctionnement pour garantir que le rapport requis air-carburant soit réglé avec une précision suffisante pour que les valeurs limites autorisées ne soient pas dépassées et que l'installation de nettoyage des gaz d'échappement soit surveillée correctement. Entre autres, il faut pouvoir détecter une détérioration de la dynamique des sondes qui devient perceptible par l'augmentation de la constante de temps et/ou du temps mort. Le document 10 2008 042 549 A 1 décrit un procédé et un dispositif de diagnostic de la vitesse de montée et du temps mort d'une sonde de gaz d'échappement installée dans le canal des gaz d'échappement d'un moteur thermique ; le diagnostic est effectué en s'appuyant sur la comparaison d'un signal modélisé et d'un signal mesuré après une variation prédéfinie du rapport air-carburant du mélange air-carburant alimentant le moteur thermique ; le signal est le signal de sortie de la sonde des gaz d'échappement ou un signal modéli- sé ou mesuré, déduit du signal de sortie. Il est prévu de déterminer une première valeur extrême dans l'évolution du signal modélisé et de déterminer un premier instant et une première valeur de départ si le signal modélisé diffère de la première valeur extrême d'une amplitude prédéfinie en ce qu'on détermine une seconde valeur extrême dans l'évolution du signal mesuré. Il est également prévu de déterminer un second instant et une seconde valeur de départ si le signal mesuré diffère de l'amplitude prédéfinie par rapport à la seconde valeur extrême en formant une première intégrale sur une durée donnée en commençant au premier instant et portant sur la différence entre la première valeur de départ et le signal modélisé et on forme une seconde intégrale sur une seconde durée en commençant au second instant et en intégrant la différence entre la seconde valeur de départ et le signal mesuré ; le second intervalle est égal à l'intervalle prédéfini ou encore la fin du second intervalle correspond à l'instant de la variation du rapport carburant-air ou est fixé en fonction du premier instant ; à partir d'une comparaison quantitative entre la première intégrale et la seconde intégrale, on forme une valeur quantitative de comparaison permettant d'obtenir la vitesse de montée et/ou le temps mort de la sonde des gaz d'échappement.

Ce procédé utilise des réglages par variations brusques (sauts) du rapport air-carburant pour évaluer la dynamique de la sonde des gaz d'échappement ; en plus on distingue la direction selon que le passage se fait de la phase riche à la phase maigre ou de la phase maigre à la phase riche. Pour cela, un certain temps après le saut, on intègre la surface sous le signal Lambda de la sonde des gaz d'échap- pement et on fait le rapport avec une surface calculée de manière analogue et concernant un signal Lambda modélisé dans l'appareil de commande. Si le rapport calculé est inférieur à un seuil applicable, la sonde des gaz d'échappement est considérée comme n'ayant plus le comportement dynamique requis. Pour modéliser le rapport air-carburant dans l'appareil de commande, on utilise un filtre du premier ordre avec une constante de temps T et un coefficient d'amplification K = 1 ainsi qu'un modèle de temps mort avec un temps mort Tt. Le filtre du premier ordre se décrit comme suit : G(s) = K exp(- Tt s) / (T s + 1) Toutefois, pour certains moteurs, ce procédé s'avère comme en partie non suffisamment robuste et donne des résultats de diagnostic dispersés. Une des raisons est entre autres que l'amplification réelle du chemin de régulation Lambda diffère souvent du coefficient K = 1 théoriquement prévisionnel et qui est utilisé dans le modèle de l'appareil de commande. Cet écart a une forte influence sur le rap- port des surfaces et de ce fait il est interprété à tort comme représen- tant une variation de la dynamique de la sonde bien qu'il s'agisse d'une différence de l'amplification du trajet. On connaît ce comportement plus ou moins accentué sur tous les moteurs et l'amplification varie d'un point de fonctionnement à un autre point de fonctionnement sans que cela ne soit systématique de sorte qu'il est difficile de compenser cette variation. Un autre procédé (appelé procédé de la pente) utilise éga- lement des réglages brusques (sauts) du rapport air-carburant et détermine dans une certaine période après le saut, la pente d'amplitude maximale du rapport mesuré air-carburant. La période d'exploitation résulte de la course applicable selon laquelle le rapport air-carburant mesuré doit varier après le saut. Cette période est interprétée comme temps mort corrigé de la différence entre l'instant à la fin de l'exploitation et l'instant auquel une droite ayant la pente maximale déterminée préalablement par la valeur du rapport air-carburant mesuré à la fin de l'exploitation, coupe la valeur du rapport air-carburant mesuré, minimum/maximum pendant l'exploitation. On reconnaît qu'il y a un défaut dans la constante de temps si la pente maximale a une amplitude trop faible.

Le même calcul peut se faire de façon analogue avec des signaux Lambda inversés. But de l'invention La présente invention a pour but tout d'abord d'améliorer la régulation Lambda et d'optimiser le procédé décrit ci-dessus pour avoir un meilleur diagnostic. L'invention a également pour but de développer un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'adapta- tion du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on effectue une adap- tation pas-à-pas du paramètre du régulateur Lambda d'une régulation Lambda en utilisant la différence entre la pente maximale en amplitude du rapport air-carburant, mesurée et la pente maximale en amplitude, prévisionnel selon le modèle pour le rapport air-carburant comme me- sure de qualité.

Le procédé selon l'invention permet d'améliorer la régulation Lambda (encore appelée régulation du coefficient Lambda). Il est avantageux alors de réduire jusqu'à l'élimination de l'oscillation du rapport air-carburant ce qui se répercute positivement sur les émissions polluantes et sur le comportement de roulage. Selon un développement préférentiel, en fonction de cette différence, on adapte le régulateur Lambda en l'adaptant pas-à-pas dans le sens d'une constante de temps de parcours plus grande ou plus petite, et * on sélectionne l'amplitude de l'adaptation du régulateur Lambda en fonction de cette différence. On peut ainsi disposer d'une constante de temps Ts pour la sonde des gaz d'échappement et adapter la régulation Lambda pour une variation de préférence brusque (saut) du rapport air-carburant (rapport LKV). L'adaptation repose sur la comparaison de la pente maximale du rapport LKV mesuré et du rapport LKV prévisionnel selon le modèle ; le rapport LKV prévisionnel se calcule avec un filtre ayant une constante de temps Ts. Si les pentes sont égales ou ne sont que faiblement différentes, la constante de temps Ts reste inchangée. On peut alors estimer que la constante de temps Ts correspond à la véritable constante de temps de la sonde. Si la pente du rapport LKV mesuré est inférieure à celle du rapport LKV prévisionnel, on relève la constante de temps Ts pour l'étape d'itération suivante. Si en revanche la pente du rapport LKV mesuré est plus grande, on diminue la constante de temps Ts pour l'étape d'itération suivante. La dénomination "par étape ou pas- à-pas" indique que la constante de temps Ts n'est modifiée chaque fois que d'une valeur faible. Le procédé consiste plutôt à essayer de déterminer la véritable constante de temps de la sonde dans une étape. Cela est alors avantageux s'il n'est pas possible de calculer exactement la constante de temps à partir d'un évènement, par exemple à cause de perturbations, ou de grandeurs d'entrée modélisées de manière imprécise, comme par exemple un débit massique d'air ou encore si la boucle de régulation fermée a une dynamique de régulation relativement élevée de sorte que l'on ne peut appliquer les formules de calcul d'une boucle de régulation ouverte.

Pour augmenter la robustesse d'un diagnostic de dynamique de la sonde des gaz d'échappement, on peut prévoir que pour une différence inférieure à un seuil applicable, on arrête l'adaptation pas-à-pas et on utilise la dernière constante de trajet, réglée pour l'évo- lution déterminée suivant un modèle du rapport air-carburant (rapport LKV) pour le diagnostic de la dynamique de la sonde des gaz d'échappement. Selon un autre développement avantageux, suivant la structure du régulateur, on adapte le paramètre du régulateur à la constante de temps de trajet modifiée en augmentant ou en diminuant l'amplification de régulation et/ou en adaptant les constantes de temps aux modèles de trajet internes au régulateur. Le problème est également résolu par le procédé consis- tant à calculer une constante de temps Ts pour la sonde de gaz d'échappement à partir de la pente d'amplitude maximale du rapport air-carburant mesurée, l'adaptation se faisant sur le fondement d'un signal mesuré après une variation prédéfinie du rapport carburant-air du mélange air-carburant alimentant le moteur thermique et le signal mesuré est la valeur réelle du signal de sortie de la sonde des gaz d'échappement. L'avantage d'une constante de temps calculée de ma- nière explicite est de pouvoir utiliser celle-ci non seulement mieux et de manière plus perceptible comme résultat de diagnostic de la sonde des gaz d'échappement, mais en plus directement pour adapter les paramètres du régulateur Lambda qui se résulte pour certains régulateurs directement des paramètres de trajet et de la constante de temps. En outre, la constante de temps calculée explicitement, peut également s'utiliser avantageusement dans d'autres fonctions telles que le diagnostic du catalyseur. En fonction de la constante de temps Ts obtenue selon un modèle de trajet du second ordre avec deux constantes de temps, la ré- ponse au saut étant exploitée dans une boucle de régulation ouverte, on peut ainsi améliorer l'adaptation du régulateur. Pour pouvoir déterminer la seconde constante de temps à partir d'une constante de temps nominale et de la pente d'amplitude maximale, selon une caractéristique préférentielle du procédé, on ob- tient la constante de temps Ts par une exploitation déportée (non en ligne) d'une équation analytique qui décrit la pente maximale d'une réponse impulsionnelle (saut) d'un filtre du second ordre avec deux constantes de temps, les relations étant sous la forme d'une courbe caractéristique inversée, enregistrée dans une unité de diagnostic et la constante de temps Ts se déterminant par un accès à la courbe caractéristique. L'accès à la courbe caractéristique est particulièrement avantageux car une solution de l'équation analytique s'obtient par exemple par une optimisation non-linéaire dans l'unité de diagnostic avec une lo mise en oeuvre de moyens très importants. Pour une meilleure régulation Lambda, on effectue l'adaptation des paramètres du régulateur Lambda en se fondant sur la constante de temps de parcours déterminée ou sur la constante de temps Ts déterminée. 15 Selon une caractéristique préférentielle du procédé, on compare la constante de temps de trajet déterminée ou la constante de temps déterminée Ts à un seuil applicable et on déduit le comportement dynamique de la sonde des gaz d'échappement dans le cadre du diagnostic dynamique. Si ce seuil est dépassé, on peut estimer que par 20 suite du vieillissement, la sonde de gaz d'échappement est inerte et qu'elle ne convient plus pour une régulation Lambda optimale. Cela peut être indiqué au conducteur du véhicule par un message de défaut et/ou être enregistré comme défaut dans le système de gestion du moteur thermique. 25 Si on réduit la vitesse du régulateur pendant le diagnos- tic ce qui peut par exemple se faire en réduisant l'amplification, on diminue l'influence du régulateur et on rapproche le comportement de la boucle de régulation fermée à celui de la boucle de régulation ouverte, ce qui augmente la précision du calcul de la constante de temps. 30 Le procédé et ses caractéristiques décrites ci-dessus s'appliquent de préférence au diagnostic d'une sonde Lambda à bande large et au diagnostic d'un capteur d'oxydes d'azote. Pour une sonde de gaz d'échappement sous la forme d'une sonde Lambda à bande large ou d'une sonde Lambda continue, on utilise pour le diagnostic une valeur 35 réelle du coefficient Lambda que l'on compare à une valeur modélisée du coefficient Lambda selon les caractéristiques développées ci-dessus. Pour un capteur d'oxydes d'azote, on utilise comme valeur réelle le signal de sortie du capteur d'oxydes d'azote et on détermine la valeur modélisée à partir d'une valeur modélisée des oxydes d'azote NON. Ce diagnostic s'applique d'une manière particulièrement avantageuse dans le cas des moteurs à essence ou des moteurs fonctionnant en mode maigre et dont l'installation de nettoyage des gaz d'échappement est équipée d'un catalyseur et/ou d'installations pour réduire les oxydes d'azote. Une autre application du procédé et de ses caractéristiques dé- veloppées ci-dessus, peut être de manière générale, celle des procédés avec au moins un capteur lorsque le procédé se décrit par approximation par un filtre du premier ordre avec une constante de temps ainsi que le cas échéant un temps mort et si le procédé peut se décrire comme celui d'un capteur ralenti par un filtre supplémentaire du pre- ss mier ordre. En principe, on a ainsi les avantages développés ci-dessus pour juger de la réponse du capteur. De plus, un tel procédé sera amélioré dans son comportement de régulation. Le problème concernant le dispositif est également résolu selon l'invention en ce que pour l'application du procédé, on utilise une 20 unité de diagnostic comportant des unités de calcul pour former la dif- férence ainsi que des unités de mémoire pour enregistrer les courbes caractéristiques et des comparateurs pour effectuer l'adaptation selon les caractéristiques de procédé décrites ci-dessus et permettant d'obtenir au moins une constante de temps pour la sonde des gaz d'échappe- 25 ment, constante utilisable pour un diagnostic dynamique de la sonde des gaz d'échappement. La fonction de l'unité de diagnostic peut être réalisée au moins en partie par programme constituant une unité séparée ou faisant partie du système de gestion principal du moteur. Dessins 30 La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un procédé et d'un dispositif d'adaptation de la régulation Lambda d'un moteur thermique représentés à titre d'exemple dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de l'environnement technique 35 dans lequel s'applique le procédé et le dispositif de l'invention, - la figure 2 montre une courbe caractéristique servant au calcul d'une constante de temps pour une sonde de gaz d'échappement utilisée pour le diagnostic. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre schématiquement l'exemple d'un mo- teur à essence pour l'environnement technique dans lequel s'applique le procédé selon l'invention de diagnostic d'une sonde de gaz d'échappement 15. Le moteur thermique (ou moteur à combustion interne) 10 reçoit de l'air par une alimentation d'air 11. La masse d'air se détermine à l'aide du débitmètre massique d'air 12. Le débitmètre massique d'air 12 peut être un débitmètre massique d'air à film chaud. Les gaz d'échappement émis par le moteur thermique 10 sont évacués par un canal de gaz d'échappement 18 ; selon le sens de passage des gaz d'échappement, en aval du moteur 10, il y a une installation de nettoyage des gaz d'échappement 16. Cette installation de nettoyage des gaz d'échappe- ment 16 comporte généralement au moins un catalyseur. Le moteur thermique 10 est commandé par une com- mande de moteur 14 qui, d'une part, gère l'alimentation en carburant du moteur thermique 10 par une installation de dosage de carburant 13 et d'autre part, reçoit les signaux du débitmètre massique d'air 12 et des sondes de gaz d'échappement 15 et 17 installées dans le canal des gaz d'échappement 18. La sonde de gaz d'échappement 15 détermine selon l'exemple de réalisation, la valeur réelle du coefficient Lambda du mélange carburant-air alimentant le moteur thermique 10. Cette sonde peut être une sonde Lambda à bande large ou une sonde Lambda con- tinue. La sonde de gaz d'échappement 17 détermine la composition des gaz d'échappement en aval de l'installation de nettoyage de gaz d'échappement 16. La sonde de gaz d'échappement 17 peut être une sonde à variation brusque ou une sonde binaire.

Pour une meilleure adaptation de la régulation du coeffi- cient Lambda du moteur thermique 10, une variante préférentielle effectue l'adaptation en s'appuyant sur la comparaison d'un signal modélisé et d'un signal mesuré après une variation prédéfinie du rapport carburant-air (rapport LKV) du mélange air-carburant fourni au moteur thermique 10 ; le signal mesuré est la valeur réelle du signal de sortie de la sonde de gaz d'échappement 15 et le signal modélisé est une valeur modélisée déduite du mélange air-carburant alimentant le moteur thermique 10 et obtenue par application d'un modèle de gaz d'échappement. Selon l'invention, on effectue une adaptation pas à pas des pa- s ramètres du régulateur Lambda appliquant la régulation Lambda en utilisant la différence entre l'augmentation maximale en amplitude du rapport mesuré LKV et d'une pente d'amplitude maximale prévisionnelle selon le modèle pour le rapport LKV servant de mesure de qualité. En fonction de cette différence, on peut adapter le régulateur Lambda en 10 adaptant par exemple pas-à-pas dans le sens d'une constante de temps de parcours plus grande ou plus petite, l'amplitude de l'adaptation du régulateur étant choisie en fonction de cette différence. Pour le diagnostic dynamique de la sonde de gaz d'échappement 15, on peut faire une adaptation pas-à-pas des para- 15 mètres du régulateur Lambda par comparaison de la pente d'amplitude maximale du rapport mesuré air-carburant et d'une pente prévisionnelle, d'amplitude maximale. En outre, on développe le procédé de la pente en ce qu'à partir de la pente d'amplitude maximale du rapport mesuré air- 20 carburant, on calcule explicitement une constante de temps ce qui faci- lite à la fois le diagnostic et l'adaptation du régulateur. Pour modéliser le rapport air-carburant de l'injection jus- qu'à la sonde, on utilise en cas de défaut, un filtre du premier ordre comme cela a été décrit dans le préambule à l'aide de l'équation (1). En 25 cas de défaut, une sonde à dynamique lente fonctionne comme un filtre supplémentaire du premier ordre si bien que l'ensemble du système se modélise avec un temps mort Tt et un filtre du second ordre avec deux constantes de temps T et Ts pour la sonde : 30 G(s) = K exp(- Tt s) / ((T s + 1) (Ts s + 1)) (2) Pour le diagnostic dynamique, de la sonde de gaz d'échappement 15 réalisée sous la forme d'une sonde Lambda continue, on dérègle brusquement le rapport air-carburant dans la chambre de combustion et à l'intérieur d'une certaine période après le saut, on définit la pente d'amplitude maximale du rapport mesuré air-carburant. En comparant par la formation de la différence, la pente d'amplitude maximale du rapport mesuré air-carburant et une pente d'amplitude maximale, prévisionnelle, on aura une mesure de ce que la sonde ralentie conduit à un écart par rapport à la constante de temps nominale utilisée pour le réglage du régulateur. En se fondant sur cette différence, on adapte le régulateur dans le sens d'une constante de temps de parcours plus grande ou plus petite et la grandeur de l'adap- tation du régulateur est choisie en fonction de la différence. Suivant la structure du régulateur on prendra des mesures différentes. Ces mesures peuvent par exemple être modélisées pour augmenter ou réduire l'amplification du régulateur ou adapter des constantes de temps pour des modèles de trajet internes au régulateur. La pente d'amplitude maximale, prévisionnelle se définit à partir de la constante de temps nominale T ou en mesurant sur le système sans défaut. Si à partir des paramètres du trajet, on peut calculer les paramètres du régulateur, on améliore l'adaptation du régulateur ; cela signifie que l'adaptation sera plus rapide et plus précise. Pour cela, dans l'hypothèse d'une réponse à variation brusque dans un circuit de régulation ouvert ainsi que d'un modèle de trajet du second ordre et en connaissant la constante de temps nominale T et la pente d'amplitude maximale du rapport mesuré air-carburant, on calcule la constante de temps supplémentaire Ts de la sonde.

Le fondement du calcul est une équation analytique dé- crivant la pente maximale (dx/dt)m de la réponse par saut d'un filtre du second ordre à deux constantes de temps, relation dans laquelle xo est la hauteur du saut : (dx/dt)m = ((K x0) / Ti) (Ts / T1)^(Ts /(Ti - Ta)) (3) Pour déterminer la seconde constante de temps à partir de la constante de temps nominale connue et de la pente d'amplitude maximale, il faut résoudre (inverser) l'équation analytique en fonction de Ts ; cela peut se faire par une optimisation non-linéaire. Comme l'op- timisation serait trop compliquée à effectuer dans l'appareil de commande, on calcule la relation inverse de manière déportée (hors ligne) et on la dépose sous la forme d'une courbe caractéristique inversée dans l'appareil de commande ce qui permet de déterminer la constante de temps principalement en accédant à la courbe caractéristique. La figure 2 est un exemple d'un diagramme d'une telle courbe caractéristique 20 ; l'axe (y) représente le rapport des constantes de temps 21 pour TS/T et l'axe (x) représente le rapport de la pente maximale du coefficient Lambda par rapport à la constante de temps 22, c'est-à-dire : (dÀ/dt),.. / T en [À/s2]. Le diagramme de la courbe ca- ractéristique 20 est normé dans sa représentation pour une hauteur de saut = 1 et un coefficient d'amplification = 1. Comme le réglage du rapport air-carburant et le diagnos- tic de la sonde Lambda 15 qui s'appuie sur celui-ci se font dans une boucle de régulation fermée, mais que la transformation par calcul de la pente d'amplitude maximale en constante de temps supplémentaire repose néanmoins sur une boucle de régulation ouverte, on pourra en outre réduire la vitesse du régulateur ce qui se fait de différentes manières suivant la structure du régulateur. On augmente ainsi la préci- sion du calcul de la constante de temps car n'est pas prise en compte dans cette déduction la réponse par saut dans le circuit de régulation fermé qui se rapproche de la boucle de régulation ouverte et réduit l'influence du régulateur. Dans un dispositif selon l'invention, on peut implémenter la fonction de diagnostic décrite ci-dessus sous la forme d'un pro- gramme dans la commande de moteur 14 qui comporte au moins une unité de courbe caractéristique pour calculer les constantes de temps Ts à l'aide de cette courbe caractéristique. Le procédé décrit ci-dessus et ses variantes peuvent éga- lement s'appliquer à d'autres procédés et capteurs que la régulation de la sonde Lambda présentée ci-dessus et le diagnostic dynamique de la sonde Lambda si on peut faire une approximation des procédés par un filtre du premier ordre avec une constante de temps ainsi que le cas échéant un temps mort et si on peut avoir l'image sous forme de modèle d'un capteur ralenti par un filtre supplémentaire du premier ordre.

NOMENCLATURE 10 moteur thermique 11 alimentation en air 12 débitmètre massique d'air 13 dispositif de dosage de carburant 15 sonde de gaz d'échappement 16 installation de nettoyage des gaz d'échappement 17 sonde de gaz d'échappement 18 canal des gaz d'échappement

Claims

REVENDICATIONS1°) Procédé d'adaptation d'une régulation Lambda d'un moteur thermique (10) comportant une sonde de gaz d'échappement (15) installée dans le canal des gaz d'échappement (18) du moteur thermique (10) comme partie d'un système de surveillance des gaz d'échappement, * l'adaptation se faisant sur le fondement de la comparaison d'un signal modélisé et d'un signal mesuré après une variation prédéfinie du rapport carburant-air du mélange air-carburant alimentant le moteur thermique (10), et * le signal mesuré est la valeur réelle du signal de sortie de la sonde de gaz d'échappement (15) et le signal modélisé est une valeur modélisée déduite du mélange air-carburant alimentant le moteur thermique (10) par application d'un modèle de gaz d'échappement, procédé caractérisé en ce qu' on effectue une adaptation pas-à-pas du paramètre du régulateur Lambda d'une régulation Lambda en utilisant la différence entre une pente d'amplitude maximale du rapport air-carburant, mesurée et d'une pente d'amplitude maximale, prévisionnelle selon le modèle pour le rapport air-carburant comme mesure de qualité. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en fonction de cette différence, on adapte le régulateur Lambda en ce qu'on l'adapte pas-à-pas dans le sens d'une constante de temps de par- cours plus grande ou plus petite, et on sélectionne l'amplitude de l'adaptation du régulateur Lambda en fonction de cette différence. 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour une différence inférieure à un seuil applicable, on arrête l'adapta- tion pas-à-pas et on utilise la constante de temps de parcours réglée en dernier lieu pour déterminer avec le modèle la courbe du rapport air-carburant pour le diagnostic dynamique de la sonde des gaz d'échappement (15).354°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour adapter les paramètres de régulation à la constante de temps de parcours modifiée, on augment ou on diminue l'amplification du régula- teur et/ou on adapte les constantes de temps de modèle de parcours interne au régulateur. 5°) Procédé d'adaptation d'une régulation Lambda d'un moteur thermique (10) comportant une sonde de gaz d'échappement (15) installée dans le canal des gaz d'échappement (18) du moteur thermique (10) comme partie d'un système de surveillance de gaz d'échappement, - l'adaptation se faisant sur le fondement d'un signal mesuré après une variation prédéfinie du rapport carburant-air du mélange air-carburant alimentant le moteur thermique (10), et - le signal mesuré est la valeur réelle du signal de sortie de la sonde de gaz d'échappement (15), procédé caractérisé en ce qu' à partir de la pente maximale en amplitude du rapport air-carburant mesuré, on calcule une constante de temps Ts pour la sonde de gaz d'échappement (15). 6°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'obtention de la constante de temps Ts est fondée sur un modèle de tra- jet du second ordre avec deux constantes de temps et on exploite la ré- ponse avec saut dans une boucle de régulation ouverte. 7°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' on obtient la constante de temps Ts par une exploitation déportée d'une équation analytique qui décrit la pente maximale d'une réponse à saut d'un filtre du second ordre à deux constantes de temps, * la relation se présentant sous la forme d'une courbe caractéristique inversée déposée dans une unité de diagnostic et on détermine la constante de temps Ts en appliquant à la courbe caractéristique.8°) Procédé selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendica- tions 1 et 3 à 7, caractérisé en ce qu' on effectue l'adaptation du paramètre du régulateur Lambda en se fon- dant sur la constante de temps de trajet déterminée selon les revendica- tions 2 à 4 ou sur le fondement de la constante de temps Ts obtenue selon les revendications 5 à 7. 9°) Procédé selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendica- tions 1 et 3 à 8, caractérisé en ce qu' on compare la constante de temps de trajet déterminée selon les revendications 2 à 4 ou la constante de temps Ts déterminée selon les revendications 5 à 8 à une valeur de seuil applicable et on en déduit un comportement dynamique de la sonde de gaz d'échappement (15) dans le cadre d'un diagnostic dynamique. 10°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on réduit la vitesse du régulateur pendant le diagnostic. 11°) Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, à des processus avec au moins un capteur selon lesquels le processus peut être approximé par un filtre du premier ordre avec des constantes de temps et le cas échéant un temps mort et le comporte- ment d'un capteur ralenti se décrit par un filtre supplémentaire du premier ordre. 12°) Dispositif d'adaptation d'une régulation Lambda d'un moteur thermique (10) comportant une sonde de gaz d'échappement (15) instal- lée dans le canal des gaz d'échappement (18) d'un moteur thermique (10) comme partie d'un système de surveillance des gaz d'échappement, * l'adaptation se faisant sur le fondement d'une comparaison d'un si- gnal modélisé et d'un signal mesuré après une variation prédéfiniedu rapport carburant-air du mélange air-carburant fourni au moteur thermique (10) , et le signal mesuré est la valeur réelle du signal de sortie de la sonde de gaz d'échappement (15) et le signal modélisé est une valeur modéli- sée déduite du mélange air-carburant alimentant le moteur ther- mique (10) par application d'un modèle de gaz d'échappement, et pour l'adaptation du mélange air-carburant dans une unité de diagnostic, on compare la valeur réelle et la valeur mesurée, dispositif caractérisé en ce que l'unité de dosage comporte des unités de calcul pour former la diffé- rence ainsi que des unités de mémoire pour les courbe caractéristiques et des comparateurs pour effectuer l'adaptation selon l'une des revendications 1 à 10 et permettant de déduire au moins une constante de temps pour la sonde de gaz d'échappement (15) qui est utilisée pour un diagnostic dynamique de la sonde des gaz d'échappement (15).20