FR2529255A1 - Procede de commande du rapport air-combustible pour un moteur a combustion interne dans des regions de fonctionnement a faible charge - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE COMMANDE DU RAPPORT AIR-COMBUSTIBLE POUR UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE DANS DES REGIONS DE FONCTIONNEMENT A FAIBLE CHARGE. LE PROCEDE CONSISTE ESSENTIELLEMENT A DETERMINER A L'AVANCE PLUSIEURS PLAGES DE FONCTIONNEMENT NECESSITANT UN APPAUVRISSEMENT DU MELANGE. DES PARAMETRES DE FONCTIONNNEMENT SONT MESURES EN MARCHE PAR DES CAPTEURS 8, 10, 11, 15, 19 ET UNE UNITE DE COMMANDE ELECTRONIQUE 5 DETERMINE A PARTIR DE CES PARAMETRES SI LE MOTEUR FONCTIONNE DANS L'UNE DE CES PLAGES POUR APPAUVRIR LE MELANGE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX MOTEURS A ESSENCE DE VEHICULES AUTOMOBILES.

Description

La présente invention concerne un procédé de commande du rapport air-

combustible d'un mélange fourni à un moteur à combustion interne, et plus particulièrement, un procédé de ce genre qui est agencé pour appauvrir le mélange quand le moteur fonctionne dans une région à faible charge, tout en

maintenant les caractéristiques optimales de fonction-

nement du moteur comme sa facilité de conduite, ses caractéristiques d'émission et sa consommation en

1 u combustible.

Un dispositif de commande d'alimentation en combustible agencé pour être utilisé avec un moteur à combustion interne de véhicules, particulièrement d'un moteur à essence, a été proposé par exemple par la demande de brevet Japonais n O 57-137633, ce dispositf étant adapté pour déterminer la période d'ouverture de soupape d'un dispositif d'injection de combustible pour commander la quantité d'injection de combustible, c'est-à-dire le rapport air-combustible du mélange fourni au moteur, en déterminant d'abord une valeur de base de la période d'ouverture de soupape en fonction de la vitesse de rotation du moteur et de la pression absolue dans la tubulure d'admission et en lui additionnant et/ou en la multipliant par des constantes et/ou des coefficients qui sont fonction de la vitesse du moteur, de la pression absolue dans la

tubulure d'admission, de la température d'eau du refroidis-

sement du moteur, de l'ouverture du papillon, de la teneur d'un constituant des gaz d'échappement (teneur en oxygène),

etc au moyen d'un dispositif de calcul électronique.

Par ailleurs, il est également courant d'appauvrir le mélange aircombustible fourni au moteur de manière que le rapport air-combustible de ce mélange soit plus pauvre qu'un rapport théorique, en améliorant ainsi le rendement en combustion du moteur et par conséquent,

en économisant la consommation de co 7 bustizle.

Mais cet appauvrissement du mrélange pose les problèmes suivants: tout d'abord, un catalyseur à triple effet qui est généralement utilisé pour purifier des constituants HC, CO, N Ox dans les gaz d'échappement émis par le moteur présente une efficacité maximale

de conversion de ces constituants quand le rapport air-

combustible du mélange a une valeur égale à celle du rapport théorique Par conséquent, dans un moteur comportant ce catalyseur à triple effet disposé dans la tubulure d'échappement, il est courant de commander le rapport air-combustible du mélange au rapport théorique, en boucle fermée, en fonction du signal de sortie d'un capteur d'oxygène disposé dans le circuit d'échappement du moteur Mais si cette commande en boucle fermée passée sur la sortie du capteur de gaz d'échappement est effectuée quand le moteur fonctionne dans une région de fonctionnement d'appauvrissement du mélange, lorsque le rapport air-combustible est commandé à une valeur plus pauvre que celle du rapport théorique, le rendement de conversion du catalyseur à triple effet diminue De plus, si cette opération d'appauvrissement du mélange est exécutée dans une région de fonctionnement du moteur o les oxydes d'azote N Ox sont produits en grandes quantités, il peut en

résulter une détérioration des caractéristiques d'émission.

En outre, l'appauvrissement du mélange entraîne une réduction de la puissance du moteur, ce qui est désavantageux quand ce moteur fonctionne dans des conditions nécessitant un couple de sortie élevé, par exemple lors d'une accélération brusque et une opération d'ouverture complète du papillon de sorte que l'appauvrissement du mélange entraîne une

dégradation des conditions de conduite.

Dans le but d'éviter la possibilité de dégradation des caractéristiques d'émission et des caractéristiques de conduite du moteur résultant de l'appauvrissement du mélange qui a pour but de réduire la consommation en combustible, la demande de brevet japonais N O 54-1724 propose de faire fonctionner un dispositif de commande de rapport air-combustible en boucle fermée pour assurer la commande par réaction du rapport air- combustible du mélange et obtenir ainsi un rapport théorique quand la vitesse de rotation du moteur, supposée correspondre à

la vitesse du véhicule, se situe dans une plage pré-

déterminée tout en faisant fonctionner le même dispo-

sitif en boucle ouverte pour régler le mélange air-combus-

tible à une valeur plus pauvre que le rapport théorique quand la vitesse de rotation du moteur se situe à l'extérieur

de cette plage prédéterminée.

Mais étant donné que ce procédé repose seulement sur la vitesse du véhicule ou la vitesse de rotation du moteur pour choisir entre le mode en boucle fermée ou le

mode en boucle ouverte pour commander le rapport air-

combustible, il est impossible d'obtenir en même temps toutes les caractéristiques satisfaisantes de fonctionnement du moteur, comprenant sa consommation, ses caractéristiques

d'émission et sa facilité de conduite.

Les conditions de fonctionnement d'un moteur à combustion interne peuvent être divisées en plusieurs régions différentes définies par des valeurs de paramètres de fonctionnement comme sa vitesse de rotation et la pression dans sa tubulure d'admission et il est donc nécessaire de contrôler le rapport air-cormbustible du mélange à des valeurs différentes appropriées dans ces différentes régions En outre, là plage de ces différentes régions de fonctionnement dans lesquelles l'appauvrissement du mélange peut être effectué, doit être modifiée en fonction de la vitesse du véhicule et de la température du moteur. Un objet de l'invention est donc de proposer un procédé de commande de rapport air-combustible pour un moteur à combustion interne de véhicule, susceptible de discriminer exactement les régions de fonctionnement du moteur dans lesquelles l'appauvrissement du mélange est nécessaire en fonction des conditions de fonctionnement du moteur afin d'obtenir l'économie de la consommation en combustible sans perturber la facilité de conduite et

les caractéristiques d'émission du moteur.

L'invention concerne donc un procédé de commande électronique du rapport air-combustible du mélange air-combustible fourni a un moteur à combustion interne utilisé dans un véhicule, en réponse à des conditions de fonctionnement du moteur; ce procédé se caractérise par le fait qu'il comporte les phases suivantes: ( 1) l'établissement préalable de plusieurs régions différentes de fonctionnement du moteur, définies chacune par des

valeurs prédéterminées d'un premier et d'un second para-

mètres indiquant les conditions de fonctionnement du moteur; ( 2) la détection des valeurs du premier paramètre et du second paramètre cidessus; ( 3) la détection de la vitesse du véhicule; ( 4) la sélection de l'une au moins des différentes régions de fonctionnement comme une région d'appauvrissement de mélange dans laquelle l'appauvrissement de ce mélange est nécessaire pour contrôler le rapport air-combustible du mélange à une valeur plus pauvre que son rapport théorique, en fonction d'une valeur de la vitesse du véhicule détectée à la phase ( 3); ( 5) la détermination du fait que le moteur fonctionne ou non dans cette région de fonctionnement sélectionnée à la phase ( 4) à partir de valeurs du premier et du second paramètres ci-dessus détectés dans la phase ( 2); et ( 6) l'exécution de l'appauvrissement ci-dessus du mélange lorsqu'il est déterminé à la phase ( 5) que le moteur

fonctionne dans la région de fonctionnement sélec-

tionnée. De préférence, la plage totale de la région de fonctionnement sélectionnée quand la valeur détectée

de la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur pré-

déterminée, est inférieure à celle sélectionnée quand la valeur détectée de la vitesse du véhicule est

supérieure à cette même valeur prédéterminée.

En outre, et de préférence, quand le moteur fonctionne dans une région particulière d'appauvrissement de mélange qui est sélectionnée seulement quand la valeur détectée de la vitesse du véhicule est supérieure à la valeur prédéterminée ci-dessus, l'appauvrissement du mélange fourni au moteur est effectué dans une mesure différente de celle effectuée quand le moteur

fonctionne dans une autre ou d'autres régions d'ap-

pauvrissement. De préférence également, le premier paramètre ci-dessus est la vitesse de rotation du moteur et le second paramètre est la pression absolue dans la tubulure d'admission. Le procédé selon l'invention consiste également à comparer une valeur détectée de la vitesse de rotation

du moteur comme premier paramètre avec une valeur pré-

déterminée, à sélectionner une partie des plusieurs régions différentes de fonctionnement ci-dessus comme-au moins une région d'appauvrissement du mélange quand une valeur détectée de la vitesse de rotation du moteur est supérieure à la valeur prédéterminée ci-dessus, à déterminer si le moteur fonctionne dans la région de fonctionnement d'appauvrissement de mélange ci-dessus, à partir de valeurs détectées de sa vitesse de rotation et de la pression absolue dans sa tubulure d'admission, et à effectuer l'appauvrissement du mélange lorsqu'il est déterminé que le moteur fonctionne dans la région

d'appauvrissement de mélange mentionnée ci-dessus.

De préférence encore, le procédé selon l'invention consiste également à détecter la température du moteur, à sélectionner une partie des régions différentes de fonctionnement ci-dessus comme au moins une région d'appauvrissement de mélange quand la température du moteur est inférieure à une valeur prédéterminée, à déterminer si le moteur fonctionne ou non dans cette région d'appauvrissement à partir des valeurs détectées du premier et du second paramètres ci-dessus et à appauvrir le mélange lorsqu'il est déterminé que le moteur fonctionne dans la dernière région précitée

d'appauvrissement de mélange.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la

description-qui va suivre d'un exemple de réalisation

et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma simplifié illustrant à titre d'exemple l'ensemble de la disposition d'un dispositif de commande d'alimentation en combustible auquel le procédé selon l'invention est appliqué La figure 2 est un schéma simplifié illustrant à titre d'exemple la disposition interne de l'unité de commande électronique (ECU) de la figure 1, La figure 3 est un graphe montrant une région d'appauvrissement de mélange du moteur établie quand la température RW du moteur est inférieure à une valeur prédéterminée TWLS, La figure 4 est un graphe montrant des régions d'appauvrissement de mélange du moteur qui sont établies quand la vitesse du véhicule V est égale ou inférieure à une valeur prédéterminée VLS, La figure 5 est un graphe montrant des régions d'appauvrissement du moteur qui sont établies quand la

vitesse du véhicule V est supérieure à la vitesse pré-

déterminée VLS ainsi qu'une région d'appauvrissement de mélange qui est établie quand la vitesse de rotation Ne est supérieure à une valeur NZ prédéterminée, et La figure 6 est un organigramme montrant une matière de discriminer des régions d'appauvrissement de mélange ainsi que l'établissement de la valeur du coefficient

ELS d'appauvrissement selon le procédé de l'invention.

Tout d'abord, la figure 1 représente l'ensemble

de la disposition d'un dispositif de commande d'alimen-

tation en combustible de moteur à combustion interne, auquel le procédé de l'invention peut être appliqué La référence numérique 1 désigne un moteur à combustion

interne qui peut être par exemple du type à quatre cylindres.

Une tubulure d'admission 2 est branchée sur le moteur 1 et dans cette tubulure se trouve un papillon 3 qui, à son tour est accouplé avec un capteur 4 d'ouverture de papillon (GTH) pour détecter l'ouverture et la convertir en un signal électrique qui est fourni à une unité de

commande électronique 5 (appelée ci-après "ECU").

Des soupapes d'injection de combustible 6 sont posées dans la tubulure d'admission 2 dans une position entre le moteur 1 et le papillon 3, et leur nombre correspond à celui des cylindres du moteur; ces soupapes sont disposées dans une position légèrement en amont d'une soupape d'admission, non représentée, d'un

cylindre correspondant du moteur Ces soupapes d'injec-

tion sont reliées à une pompe à combustible, non représentée, et sont également connectées électriquement à la ECU 5 de manière que leurs périodes d'ouverture ou leurs quantités d'injection de combustible soient commandées par signaux fournis par la ECU 5 Par ailleurs, le capteur 8 de pression absolue (PBA) communique par une conduite 7 avec l'intérieur de la tubulure d'admission dans une position immédiatement en aval du papillon 3 Le capteur 8 de pression absolue (PBA) est agencé pour détecter la pression absolue dans la tubulure d'admission 2 et il applique à la ECU 5 un signal électrique représentant la pression absolue détectée Un capteur 9 de température d'air a l'admission (TA) est disposé dans la tubulure d'admission 2 dans une position en aval du capteur 8 de pression absolue (PBA) et il est également connecté électriquement à l'ECU 5 pour lui fournir un signal électrique indiquant la température détectée de l'air

à l'admission.

Un capteur 10 de température du moteur (TW) qui peut être constitué par une -thermistance ou similaire est monté sur le carter du moteur 1, encastré dans la paroi périphérique d'un cylindre, dont l'intérieur est

rempli d'eau de refroidissement, et dont le signal élec-

trique de sortie est fourni à la ECU 5.

Un capteur 11 de vitesse de rotation du moteur (appelé ci-après "capteur Ne")et un capteur 12 de discrimination de cylindre sont disposés en face d'un arbre à cames, non représenté du moteur 1 ou de son villebrequin, non représenté Le capteur 11 est agencé pour produire une impulsion sous un angle particulier du moteur, chaque fois que son villebrequin tourne de 1800 c'est-à-dire à l'émission de chaque impulsion d'un signal (TDC) de point mort haut, tandis que le capteur 12 est agencé pour produire une impulsion sous un angle particulier pour un cylindre particulier du moteur Les impulsions

ci-dessus produites par les capteurs 11 et 12 sont appli-

quées à la ECU 5.

Un catalyseur 14 à triple effet est disposé dans la tubulure d'échappement 13 partant du carter du moteur 1 pour purifier les constituants HC, CO et N Ox que contiennent les gaz d'échappement Un capteur d'oxygène 15 est placé dans la tubulure d'échappement 13 dans une position en amont

du catalyseur 14 à triple effet pour détecter la teneur -

en oxygène des gaz d'échappement et pour fournir un signal électrique indiquant la valeur de teneur détectée à la

ECU 5.

De plus, la ECU 5 est connectée à un capteur 16 qui détecte la pression atmosphérique (PA) à un commutateur de démarrage 17 qui actionne le démarreur du moteur non représenté, et à une batterie 18 comme source d'alimentation afin de fournir à la ECU 5 un signal électrique indiquant la pression atmosphérique détectée, un signal électrique indiquant l'ouverture ou la fermeture du commutateur de

démarrage et la tension d'alimentation.

La ECU 5 est également connectée à un capteur 19 de vitesse du véhicule constituée par un commutateur de vitesse qui lui fournit un signal indiquant la vitesse de véhicule non représentée, dans lequel le moteur est monté. La ECU 5 fonctionne en réponse aux différents signaux de paramètre de fonctionnement du moteur indiqués ci-dessus, pour déterminer les conditions de fonctionnement du moteur y compris les régions d'appauvrissement de mélange, et elle calcule la-période d'injection de combustible des soupapes 6 en utilisant une équation donnée ci-après, en fonction des conditions déterminées de fonctionnement du moteur, et elle fournit les signaux d'attaque

correspondant aux soupapes d'injection 6.

TOUT = (Ti TDEC) x (KTA x KTW x KAFC x KPA x KWOT x KO 2 x KLS) + TACC x (KTA x KT Wi T x KAFC) + TV ( 1

252 255

1 v o Ti représente une valeur de base de La pr d'ouverture des soupapes d'iniecticn 6, _zer znec par la vitesse de rotation au moteur e et la prssn absolue de tubulure d'admission ?BA, et TDEC et ACC représentent respectivement les valeurs de correction

applicables au ralentissement du moteur a son accé l-

ration KTA désigne un coefficient de correction dependan de la température d'air à l'admission, et K n W N ef

d'accroissement de combustible, KA FC un coefficient d'au-

mentation de combustible applicable apres l'opération de coupure de combustible; KPA un coefficient de correction

dépendant de la pression atmosphérique et KWOT un coef-

ficient d'enrichissement du mélange applicable à l'ouverture totale du papillon KO 2 représente un coefficient de correction de "contrôle en boucle fermée en foncticn de la consommation en oxygène" dont la valeur varie en réponse à la valeur réelle en oxygène dans les gaz d'échappement et KLS un coefficient d'appauvrissement de mélange La valeur du coefficient de correction KLS est établie à deux valeurs différentes XL 51 et XL 52 en fonction du type des régions d'appauvrissement qui sont appliquées,

comme cela sera expliqué par la suite.

La ECU 5 fournit des signaux d'attaque aux soupapes d'injection 6 pour les ouvrir avec un rappoert d'impulsions correspondant à une valeur de la période

d'injection TOUT calculée comme ci-dessus.

La figure 2 montre la configuration des circuits dans la ECU 5 de la figure 1 Le signal de sortie du capteur Ne 11 est appliqué à un conformateur 501 dans lequel sa forme d'ondes d'impulsions est mise en forme, et il est appliqué à une unité centrale de traitement (appelée ciaprès CPU) 503, comme le signal TDC ainsi qu'à un compteur 502 de valeur Me Le compteur 502 de valeur Me compte l'intervalle de temps entre une impulsion précédente du siganl TDC et une impulsion présente du même signal qui lui est appliquée par le capteur Ne 11 et par conséquent, sa valeur Ne comptée correspond à l'inverse de la vitesse réelle du moteur Ne. Le compteur 502 de valeur Me applique la valeur Me comptée à la CPU 503 par une ligne omnibus de données 510. Les signaux respectifs de sortie de capteur 8 de pression absolue de tubulure d'admission (PBA), du capteur 10 de température d'eau du moteur, du capteur d'oxygène 15, du capteur 19 de vitesse du véhicule, etc

délivrent des niveaux de tension qui sont décalés succes-

sivement à un niveau prédéterminé par une unité 504 de décalage de niveau et ils sont appliqués à un convertisseur

analogique-numérique 506 par l'intermédiaire d'un multi-

plexeur 505 Le convertisseur analogique-numérique 506 convertit successivement en des signaux numériques les tensions analogiques de sortie des différents capteurs précités et les signaux numériques résultant sont fournis

à la CPU 503 par la ligne omnibus de données 510.

La CPU 503 est également connectée, par la ligne omnibus de données 510, à une mémoire permanente (appelée ci-après "ROM") 507, à une mémoire à accès direct (appelée ci-après "RAM") 508 et à un circuit d'attaque 509 La RAM 508 mémorise momentanément différentes valeurs calculées provenant de la CPU 503 tandis que la ROM 507 mémorise un programme de commande exécuté dans la CPU 503 ainsi que des tables de période d'injection de base Ti pour les soupapes d'injection 6 et les valeurs prédéterminées de coefficients de correction, etc La CPU 503 exécute le programme de commande mémorisée dans la ROM 507 pour calculer la période d'injection de combustible TOUT Pour les soupapes d'injection 6 en réponse aux différents signaux de paramètres de fonctionnement du moteur, et elles délivrent la valeur calculée de la période d'injection au circuit d'attaque 509 par la ligne omnibus de données 510 Le circuit d'attaque 509 fournit des signaux

d'attaque correspondant à la valeur TOUT calculée ci-

dessus aux soupapes d'injection 6 pour les commander.

Les figures 3 à 5 sont des graphes montrant des régions d'appauvrissement de mélange selon un mode de réalisation de l'invention Selon le présent procédé, la région de fonctionnement dans laquelle le coefficient KLS d'appauvrissement de mélange précité doit être

appliqué, est constituée de plusieurs régions subdivi-

sées, définies chacune par des valeurs prédéterminées Ne de rotation du moteur et de la pression absolue BPA dans la tubulure d'admission et il est déterminé celles

des régions subdivisées ci-dessus dans lesquelles l'appau-

vrissement du mélange doit être réellement effectué en fonction de la vitesse V du véhicule dans lequel le moteur est monté et de la température du moteur, par exemple la température TW d'eau de refroidissement De plus, la valeur du coefficient d'appauvrissement KLS est établie à des

valeurs différentes-en fonction du type des régions subdi-

visées réellement appliquées, par exemple XL 51 et XL 52.

Dans la région d'appauvrissement de mélange, c'est-à-dire les régions subdivisées, la commande du rapport air-combustible est effectuée en boucle ouverte, dans laquelle la valeur du coefficient KO 2 de correction de commande en boucle fermée sensible à la teneur en oxygène, appliqué à l'équation précitée ( 1) est établie à 1, tandis que la valeur de base Ti de la période d'ouverture de soupape est corrigée par d'autres coefficients de correction comme le coefficient d'appauvrissement de mélange KLS, pour commander la période d'ouverture des soupapes d'injection 6 Par ailleurs, dans la région de commande

en boucle fermée du moteur, la commande du rapport air-

combustible est effectuée en boucle fermée, dans laquelle la valeur du coefficient de correction KLS est établie à 1 tandis que simultanément le rapport air-combustible du mélange ou la période d'ouverture de soupape est commandé en boucle fermée à un rapport théorique en fonction de la valeur du coefficient de correction KO 2 qui varie en réponse aux variations de la sortie du capteur

d'oxygène 15.

Dans le présent mode de réalisation de l'invention, la région d'appauvrissement du mélange comporte des première à quatrième régions subdivisées comme le montrent les figures 3 à 5 La première région I est définie comme une région dans laquelle la vitesse de rotation Ne du moteur est supérieure à une première valeur prédéterminée NLSO (par exemple 950 t/min) et la pression absolue PBA dans la tubulure d'admission est inférieure à une première

valeur prédéterminée PBALSO (par exemple 250 ram Hg)(figure 3).

Quand la température TW du moteur est inférieure à une

valeur prédéterminée YWLS (par exemple 70 'C) l'appau-

vrissement du mélange n'est effectué que si le moteur fonctionne dans cette première région I Dans cette

première région I, la valeur du coefficient KLS d'appau-

vrissement de mélange est établie à la valeur prédéter-

minée XL 51 (par exemple 0,9) Quand la température d'eau du moteur TW est inférieure à la valeur prédéterminée TWLS ci-dessus ( 700 C), si l'appauvrissement du mélange est effectué quand le moteur fonctionne dans une région de vitesse/charge intermédiaire ou élevée, l'allumage est difficile dans les cylindres par les étincelles des bougies d'allumage Par conséquent, et selon l'invention, quand la température du moteur est inférieure à la valeur prédéterminée TUL, la région d'appauvrissement du mélange est limitée à la première région I qui est une région de faible charge dans laquelle l'allumage peut se faire

positivement même à basse température.

La seconde région II est définie comme une région dans laquelle la vitesse de rotation Ne du moteur est supérieure à une seconde valeur prédéterminée NL 51 (par exemple 1150 t/min) qui est supérieure à la première valeur prédéterminée NLSO et dans laquelle la pression absolue PBA dans la tubulure d'admission est inférieure à une seconde valeur prédéterminée PBAL 51 (par exemple 400 mm Hg) qui est supérieure à la première valeur prédéterminée PBASLO (figure 4) Quand la vitesse V du véhicule est inférieure à la valeur prédéterminée VLS (par exemple 45 km/h) et que la température de l'eau TW est égale ou supérieure à la valeur prédéterminée précitée TWLS, l'appauvrissement du mélange est effectué dans cet seconde région II comme dans la première région précitée I. Egalement dans cette seconde région, la valeur du coefficient KLS d'appauvrissement du mélange est établie à la même valeur XL 51 que dans la première région I La première valeur prédéterminée NLSO de vitesse de rotation du moteur Ne appliquée à la première région I est établie à une valeur légèrement supérieure à une limite supérieure possible de

la vitesse au ralenti qui est de l'ordre de 950 t/min.

La seconde valeur prédéterminée NL 51 appliquée à la seconde région Il est établie à une valeur légèrement supérieure à la première valeur prédéterminée NLSO qui est de l'ordre de 1150 t/min Les première et seconde valeurs prédéterminées PBALSO et PBAL 51 de la pression absolue dans la tubulure d'admission, appliquées dans la première région I et la seconde région II sont établies à des valeurs que la pression absolue PBA dans la tubulure d'admission ne peut jamais atteindre lors d'une brusque accélération ou avec le papillon complètement ouvert si la vitesse de rotation Ne du moteur est supérieure à la première et à la seconde valeurs prédéterminées NLSO, NL 51 par exemple

qui sont établies respectivement à 250 mm Hg et 400 mm Hg.

La raison pour l'établissement de la première et de la seconde valeurs prédéterminées de la vitesse Ne de rotation du moteur et de la pression absolue PBA de la tubulure d'admission aux valeurs mentionnées ci-dessus réside dans le but d'éviter la dégradation de la facilité de conduite du moteur résultant de l'appauvrissement du mélange pendant que le moteur est accéléré brusquement de sa vitesse au ralenti à la vitesse de démarrage du véhicule à partir de sa position d'arrêt En établissant les valeurs prédéterminées ci-dessus de la vitesse de rotation du moteur et de la pression absolue dans la tubulure d'admission, le fonctionnement du moteur peut passer dans une région de

vitesse plus élevée sans passer par la région d'appauvris-

sement de mélange lorsqu'il est accéléré à partir du ralenti jusqu'au démarrage du véhicule à partir de l'arrêt,

assurant ainsi la facilité voulue de conduite du moteur.

En particulier, étant donné que la seconde valeur prédé-

terminée NL 51 de vitesse de rotation Ne du moteur est réglée à une valeur ( 1150 t/min) légèrement supérieure à la première valeur prédéterminée NLSO ( 950 t/min), il peut être évité de façon positive que le moteur passe

dans la seconde région II en cours d'accélération.

Par ailleurs, la valeur prédéterminée VLS de la vitesse au véhicule est établie à une valeur correspondant à une limite supérieure de la plage habituelle des vitesses d'un véhicule, appliquée quand ce dernier circule dans les

rues d'une ville Il en est ainsi car pendant la circu-

lation en ville, la vitesse de marche du véhicule n'est pas aussi élevét un plus grand nombre de véhicules circulent dans les rues, et par conséquent la quantité émise des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement des moteurs doit être réduite Par conséquent, dans une région de charge intermédiaire lorsqu'une plus grande quantité d'oxydes d'azote sont émis par le moteur pendant qu'il circule en ville, c'est-à- dire une région o la pression absolue de la tubulure d'admission dépasse 400 mm Hg, l'appauvrissement du mélange n'est pas effectué et au contraire, le rapport air-combustible est commandé à un rapport théorique, en boucle fermée, en fonction de la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement, détectée par le capteur d'oxygène de la figure 1 afin d'obtenir un rendement de conversion maximale de N Ox

du catalyseur 14 à triple effet de la figure 1.

La troisième région III est définie comme une région dans laquelle la vitesse Ne de rotation du moteur est supérieure à une troisième valeur prédéterminée NL 52 (par exemple 1300 t/min) qui est supérieure à la seconde valeur prédéterminée citée NL 51 et dans laquelle la pression absolue PBA dans la tubulure d'admission est inférieure à une troisième valeur prédéterminée PBAL 52 (par exemple 600 mm Hg) supérieure à la seconde valeur prédéterminée précitée PBAL 51 (figure 5) Quand la

vitesse du véhicule est supérieure à la valeur prédéter-

minée VLS et que la température d'eau du moteur TW est supérieure à la valeur prédéterminée précitée TWLS, l'appauvrissement du mélange est également effectué dans cette troisième région III de même que dans les première et seconde régions I et II La vitesse du véhicule peut fréquemment dépasser la valeur prédéterminée VLS quand le véhicule circule en dehors d'une ville, là o la plupart des véhicules circulent à des vitesses de croisière élevées Pendant la circulation à l'extérieur d'une ville, il est donc souhaitable que l'appauvrissement du mélange

soit effectué pour réduire la consommation en combustible.

A cet égard, et selon l'invention, également dans la troisième région III dans laquelle la pression absolue PBA dans la tubulure d'admission est supérieure à la seconde valeur prédéterminée PBAL 52 ( 400 mm Hg) et inférieure à la troisième valeur prédéterminée ( 600 mm Hg) plage généralement respectée par la pression absolue PBA dans la tubulure d'admission quand le véhicule circule à grande vitesse, l'appauvrissement du mélange est effectué Dans cette troisième région III, la valeur du coefficient KLS d'appauvrissement de mélange est réglée à la valeur XL 52 qui diffère de la valeur XL 51 appliquée dans la première et la seconde régions I, Il La valeur XL 52 est établie à une valeur inférieure à la valeur XL 51, par exemple 0,8 Il en est ainsi car dans de nombreux cas o le moteur fonctionne dans cette troisième région III, le véhicule circule à grande vitesse, par exemple à l'extérieur d'une ville, et par conséquent, il est souhaitable que le mélange soit appauvri dans une mesure supérieure à celle des autres régions d'appauvrissement afin d'améliorer les caractéristiques de consommation du moteur Mais, au contraire, s'il est souhaité améliorer

les caractéristiques de conduite plutôt que les caractéris-

tiques de consommation pendant que le moteur fonctionne dans cette troisième région III, le degré d'appauvrissement du mélange peut être inférieur à celui des autres régions d'appauvrissement Pour cette raison XL 52 est établie à

une valeur supérieure de celle de XL 51.

La quatrième région IV est définie comme une région dans laquelle la vitesse de rotation Ne du moteur est supérieure à une quatrième valeur prédéterminée NZ se situant dans une plage de vitesses supérieures du moteur, par exemple 4000 t/min ou davantage, et dans laquelle la pression absolue PBA dans la tubulure

d'admission est inférieure à la première valeur pré-

déterminée PBALSO (figure 5) La figure 5 montre en outre une cinquième région V dans laquelle l'appauvris- sement du mélange est prohibé et dans laquelle la vitesse Ne du moteur est égale ou supérieure à la quatrième valeur prédéterminée NZ et o la pression absolue PBA dans la tubulure d'admission est supérieure à la première valeur prédéterminée PBALSO Si l'appauvrissement du mélange était effectué dans cette cinquième région V, la température des gaz d'échappement pourrait augmenter suffisamment pour entraîner le brûlage du lit catalyseur à triple effet Par conséquent,

quand le moteur fonctionne dans cette région V, l'appau-

vrissement du mélange n'est pas effectué afin d'assurer

une conduite satisfaisante du moteur et pour le protéger.

Par ailleurs, quand le moteur fonctionne dans la quatrième région IV précitée qui est une région de faible charge et généralement franchie par le moteur pendant qu'il ralentit d'une région à haute vitesse, l'appauvrissement

du mélange est souhaitable pour améliorer les caractéris-

tiques d'émission du moteur Dans cette quatrième région I 7 V, la valeur du coefficient KLS d'appauvrissement du mélange

est établie à la valeur XL 51.

Commae le montrent les figures 3 à 5, les valeurs prédéterminées NLSO-3 et NZ, et PBALSO-3 de la vitesse de rotation du moteur et de la pression absolue de la tubulure

d'admission sont chacune prévues avec une marge d'hystérésis.

Autrement dit, chacune des valeurs prédéterminées NLSO-3 et NZ de la vitesse Ne de rotation du moteur est prévue avec une marge d'hystérésis de 50 t/min et chacune des valeurs prédéterminées PBAO-3 de la pression absolue PBA dans la tubulure d'admission avec une marge d'hystérésis de mm Hg, entre le moment o le moteur entre dans les régions respectives d'appauvrissement de mélange et le moment o il les quitte Selon les figures 3 à 5, la plus basse de chacune des valeurs prédéterminées est désignée par la lettre L et la plus élevée par la lettre H Sur ces figures, les flèches indiquent comment appliquer ces valeurs différentes aux régions d'appauvrissement de

mélange entre l'entrée du moteur dans les régions d'appau-

vrissement de mélange et son départ de ces régions Par exemple, quand le moteur entre dans la première région 1, la valeur prédéterminée NLSO de la vitesse de rotation est réglée à 1000 t/min et la valeur prédéterminée PBLSO de la pression absolue de tubulure d'admission à 245 mm Hg tandis que lorsque le moteur quitte la région I, la

vitesse est réglée à 900 t/min et la pression à 255 mm Hg.

En prévoyant cette marge d'hyst érésis, de légères fluctua-

tions de la vitesse de rotation Ne du moteur ou de la pression absolue dans la tubulure d'admission au voisinage des limites entre les régions voisines d'appauvrissement peuvent être pratiquement absorbées assurant ainsi un

fonctionnement stable du moteur.

Dans le présent mode de réalisation, la valeur prédéterminée TWLS de la température d'eau TW et la valeur prédéterminée VLS de la vitesse V du véhicule sont également prévues avec des marges d'hystérésis Par exemple la valeur prédéterminée TWLS de la température d'eau TW est prévue avec une marge d'hystérésis de 10 C et la valeur prédéterminée VLS de la vitesse V du véhicule avec une marge d'hystérésis qui correspond à la différence entre la position de fermeture et la position d'ouverture d'un commutateur de vitesse de véhicule utilisé comme capteur de vitesse 19, qui est de par sa nature, constitué

par le même commutateur.

La figure 6 est un organigramme d'un sous-

programme de commande d'appauvrissement de mélange

destiné à discriminer les régions précitées d'appau-

vrissement du mélange du moteur et d'établissement de la valeur du coefficient KLS d'appauvrissement de mélange Il est d'abord déterminé àla phase 101 si la vitesse de rotation Ne du moteur est ou non inférieure à la valeur prédéterminée NZ pour discriminer la région de grande vitesse du moteur Si la réponse est positive, il est ensuite déterminé à la phase 102 si la pression absolue PBA dans la tubulure d'admission est inférieure ou non à la première valeur prédéterminée

PBALSO pour discriminer la première région I d'appau-

vrissement de mélange Si la réponse à la question de la phase 102 est positive, il est déterminé à la phase 103 si la vitesse de rotation Ne du moteur est inférieure

ou non à la première valeur prédéterminée précitée NLSO.

Si la réponse est négative, c'est-à-dire si la vitesse de rotation du moteur Ne est égale ou supérieure à la première valeur prédéterminée NLSO, le moteur est considéré

comme fonctionnant dans la première région d'appauvris-

sement I et par conséquent, la valeur du coefficient d'appauvrissement KLS est établie à la valeur XL 51 à la phase 104 Par contre, si la réponse à la question de la phase 103 est positive, c'est-à-dire si le moteur se trouve dans une région de ralenti, une correction de la période d'ouverture des phases d'injection de combustible par le coefficient de correction KLS n'est pas nécessaire, et la valeur du coefficient KLS est donc établi à 1 à la phase 105 Si la réponse à la question de la phase 102 est négative, c'est-à-dire si la pression absolue PBA de la tubulure d'admission est supérieure à la première valeur prédéterminée PBLSO, il est alors déterminé à la phase 106 si la température d'eau TW est égale ou supérieure à la valeur prédéterminée TWLS Si la réponse est positive, le moteur est considéré comme ne fonctionnant pas dans l'une des régions prédéterminées d'appauvrissement de mélange, par conséquent, la valeur du coefficient

d'appauvrissement KLS est placée à 1 à la phase 105.

Si la réponse à la question de la phase 106 est positive, il est déterminé si le moteur fonctionne ou non dans la seconde région d'appauvrissement II Autrement dit, le programme passe respectivement aux phases 107 et 108 pour déterminer si la pression absolue PBA de la tubulure d'admission est inférieure à la seconde valeur prédéterminée PBAL 51 et si la vitesse de rotation Ne est supérieure ou non à la seconde valeur prédéterminée NL 51 Si les réponses aux deux questions des phases 107 et 108 sont positives et que le programme passe à nouveau à la phase 104 pour établir la valeur du coefficient d'appauvrissement KLS à la valeur XL 51 S'il est déterminé à la phase 108 que la vitesse de rotation Ne est inférieure à la seconde valeur prédéterminée NL 51, le moteur est considéré comme ne fonctionnant pas dans l'une des régions d'appauvrissement 1 par conséquent, la valeur du coefficient KLS est placée à 1 à la phase 105 Par contre, si la réponse à la question de la phase 107 est négative, une détermination est faite quant à la possibilité d'appauvrissement de mélange dans la troisième région III Autrement dit, la phase 109 est exécutée pour déterminer-si le capteur de vitesse de véhicule 9 constitué par un commutateur de vitesse est en position fermée Si la réponse est négative, c'est-à-dire si la vitesse du véhicule V est égale ou inférieure à la valeur prédéterminée VLS ( 45 km/h) la valeur du coefficient KLS est placée à 1 à la phase 105 Si la réponse est positive, les phases 110 et 111 sont exécutées dans lesquelles il est déterminé respectivement si la pression absolue PBA dans la tubulure d'admission est inférieure ou non à la troisième valeur prédéterminée PBAL 52 et si la vitesse de rotation Ne du moteur est

supérieure à la troisième valeur prédéterminée NL 52.

Si les réponses aux questions des phases 110 et 111 sont positives, la valeur du coefficient KLS est amenée à la valeur XL 52 pour appauvrir le mélange dans la troisième région d'appauvrissement III à la phase 112 Si aucune des réponses aux questions des philos 110 et 111 n'est positive, la valeur du coefficient KLS est amenée à 1

à la phase 105.

Par ailleurs, si la réponse à la question de la phase 101 est négative, c'est-à-dire s'il est déterminé que la vitesse de rotation Ne du moteur est supérieure à la valeur prédéterminée de NZ, il est alors déterminé à la phase 113 si'la pression absolue PBA de la tubulure d'admission est inférieure ou non à la première valeur prédéterminée PBALSO Si la réponse est positive, il est considéré que le moteur fonctionne dans la quatrième région d'appauvrissement IV et par conséquent la valeur du coefficient KLS est amenée à la valeur XL 51 à la phase 114 tandis que si la réponse est négative, le moteur est considéré comme fonctionnant dans la cinquième région précitée V de la figure 5, la valeur du coefficient KLS est établie à 1 à la phase 115 pour interdire toute opération

d'appauvrissement du mélange.

Au cours des phases mentionnées ci-dessus de comparaison des valeurs réelles de la vitesse de rotation Ne et de la pression absolue PBA dans la tubulure d'admission avec des valeurs prédéterminées respectives, ces comparaisons sont faites en réalité entre les valeurs réelles Ne et PBA et des valeurs différentes de chacune des caleurs prédéterminées entre l'entrée du moteur dans les régions d'appauvrissement et sa sortie de ces

régions, en raison des marges d'hystérésis précitées.

Mais au cours de la description ci-dessus, des compa-

raisons avec des valeurs de base seulement sont faites

pour simplifier l'explication.

Dans le présent mode de réalisation, les réaions d'appauvrissement de la première à la troisième, à savoir les régions I III sont définies par des valeurs prédéterminées difterentes de la pression absolue PBA dans la tubulure d'admission et de la vitesse de rotation Ne du moteur, mais ces régions peuvent être définies par des valeurs prédéterminées différentes de l'un de deux paramètres et une seule valeur prédéterminée d'un autre paramètre en fonction des caractéristiques de fonctionnement

du moteur.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Procédé de commande électronique du rapport air-combustible d'un mélange air-combustible fourni à un moteur à combustion interne destiné à un véhicule, en réponse à des conditions de fonctionnement dudit moteur, procédé caractérisé en ce qu'il comporte essen- tiellement une première phase d'établissement préalable de plusieurs régions différentes de fonctionnement dudit moteur, définies chacune par des valeurs prédéterminées d'un premier et d'un second paramètres indiquant les conditions de fonctionnement dudit moteur, une deuxième phase de détection ( 8,11) de valeurs dudit premier et dudit second paramètre, une troisième phase de détection ( 19) dela vitesse dudit véhicule, une quatrième phase de sélection de l'une au moins desdites plusieurs régions

différentes de fonctionnement comme une région d'appau-

vrissement de mélange dans laquelle l'appauvrissement du

mélange est nécessaire pour commander le rapport air-

combustible dudit mélange à une valeur plus pauvre qu'un rapport théorique du mélange en fonction d'une valeur de vitesse dudit véhicule détectée à ladite troisième phase, une cinquième phase pour déterminer si ledit moteur fonctionne ou non dans ladite au moins une région de fonctionnement sélectionnée à ladite quatrième phase, à partir des valeurs dudit premier et dudit second paramètres détectées à ladite seconde phase, une sixième phase pour effectuer l'appauvrissement dudit mélange, lorsqu'il est déterminé à ladite cinquième phase et que ledit moteur fonctionne dans ladite au moins une région de fonctionnement sélectionnée.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une phase de comparaison d'une valeur de la vitesse dudit véhicule détectée à ladite troisième phase avec une valeur prédéterminée, et dans lequel ladite quatrième phase comprend la sélection d'au moins une première et une seconde régions prédéterminées d'appauvrissement de mélange respectivement quand ladite valeur détectée de la vitesse dudit véhicule est inférieure à ladite valeur prédéterminée et supérieure à cette dernière, la plage totale de ladite première région prédéterminée d'appauvrissement de mélange étant inférieure à ladite seconde région prédéterminée d'appauvrissement

de mélange.

3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé

en ce que ladite seconde région prédéterminée d'appau-

vrisserilent de mélange comporte une région particulière d'appauvrissement de mélange qui n'est sélectionnée que lorsque ladite valeur détectée de la vitesse du véhicule est supérieure à ladite valeur prédéterminée, et au moins une autre région d'appauvrissement de mélange qui est sélectionnée également quand ladite valeur détectée de la vitesse dudit véhicule est inférieure à ladite valeur prédéterminée, ledit appauvrissement du mélange pendant le fonctionnement du moteur dans ladite région particulière d'appauvrissement de ladite seconde région d'appauvrissement de mélange étant effectué dans une mesure différente de celle effectuée pendant le fonctionnement dudit moteur dans ladite au moins une autre région d'appauvrissement de

mélange de ladite seconde région prédéterminée d'appau-

vrissement de mélange.

4 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite valeur prédéterminée de la vitesse dudit véhicule est établie à des valeurs différentes entre le moment o la vitesse dudit véhicule augmente et le moment

o elle diminue.

Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites valeurs prédéterminées dudit premier et dudit second paramètres définissant chacune l'une desdites ou plusieurs régions différentes de fonctionnement du moteur sont établies chacune à des valeurs différentes entre le moment o ledit moteur entre dans chacune desdites plusieurs régions différentes de fonctionnement

du moteur et le moment o ce moteur quitte cette région.

6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une septième phase de détection ( 10) de la température dudit moteur, une huitième phase de comparaison d'une valeur de la température dudit moteur détecté à ladite septième phase à ladite valeur prédéterminée, une neuvième phase de sélection d'une partie desdites régions différentes de fonctionnement dudit moteur comme au moins une région d'appauvrissement de mélange dans laquelle l'appauvrissement dudit mélange est nécessaire pour commander le rapport air-combustible dudit mélange à une valeur plus pauvre d'un rapport de mélange théorique, quand ladite valeur détectée de la température dudit moteur est inférieure à ladite valeur prédéterminée, une dixième phase de détermination si ledit moteur fonctionne ou non dans ladite au moins d'une région d'appauvrissement de -mélange sélectionnée à ladite neuvième phase à partir de valeurs dudit premier dudit second paramètres détectés à ladite seconde phase et une onzième phase d'appauvrissement dudit mélange quand il est déterminé à ladite dixième phase que ledit moteur fonctionne dans ladite au moins une région d'appauvrissement de mélange

sélectionnée à ladite neuvième phase.

7 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moteur comporte une tubulure d'admission ( 2), ledit premier paramètre étant la vitesse de rotation dudit moteur et ledit second paramètre étant la pression

absolue de ladite tubulure d'admission.

8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites plusieurs-régions différentes de fonctionnement dudit moteur comprennent une première région dans laquelle ladite vitesse de rotation dudit moteur est supérieure à une première valeur prédéterminée et la pression absolue dans ladite tubulure d'admission est inférieure à une première valeur prédéterminée, une seconde région dans laquelle la vitesse de rotation

dudit moteur est supérieure à une seconde valeur prédé-

terminée qui est supérieure à ladite première valeur prédéterminée et la pression absolue dans ladite tubulure

d'admission est inférieure à une seconde valeur prédéter-

minée qui est supérieure à ladite première valeur prédé-

terminée, ladite seconde région étant à l'extérieur de la première région et une troisième région dans laquelle la vitesse de rotation dudit moteur est supérieure à une troisième valeur prédéterminée qui est supérieure à ladite seconde valeur prédéterminée et la pression absolue dans ladite tubulure d'admission est inférieure à une troisième valeur prédéterminée qui est supérieure à ladite seconde valeur prédéterminée, ladite troisième région se trouvant à l'extérieur de ladite première et ladite seconde régions, ladite quatrième phase consistant à sélectionner la totalité de ladite première, ladite seconde et ladite troisième régions, comme ladite au moins une région d'appauvrissement de mélange lorsqu'une valeur de la vitesse du véhicule est détectée à ladite troisième phase et supérieure à une valeur prédéterminée et à sélectionner la première et la seconde régions seules comme ladite au moins région d'appauvrissement de mélange quand ladite valeur détectée de la vitesse dudit véhicule est inférieure à-ladite

valeur prédéterminée.

9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites plusieurs régions différentes de fonctionnement comprennent en outre une quatrième région dans laquelle la vitesse de rotation dudit moteur est supérieure à une quatrième valeur prédéterminée qui est supérieure à ladite troisième valeur prédéterminée et la pression absolue dans ladite tubulure d'admission est inférieure à ladite première valeur prédéterminée-, le procédé comprenant également une septième phase pour déterminer si ledit moteur fonctionne ou non dans ladite quatrième région à partir de valeurs de la vitesse de rotation dudit moteur et de la pression absolue dans ladite tubulure d'admission détectée à ladite seconde phase et une huitième phase pour appauvrir ledit mélange lorsqu'il est déterminé à ladite septième phase ledit

moteur fonctionne dans ladite quatrième région.

Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une septième phase de détection ( 10) de la température dudit moteur, une huitième phase-de sélection de ladite première région seule comme une région d'appauvrissement de mélange

dans laquelle l'appauvrissement dudit mélange est néces-

saire pour contrôler le rapport air-combustible dudit mélange à une valeur plus pauvre qu'un rapport de mélange théorique-lorsque la valeur de la température-dudit moteur détectée à ladite septième phase est inférieure à une valeur prédéterminée, une neuvième phase pour déterminer si ledit moteur fonctionne ou non dans ladite première région à partir de valeurs de la vitesse de rotation dudit moteur et de la pression absolue dans ladite tubulure d'admission détectée à ladite seconde phase et une dixième phase pour appauvrir ledit mélange lorsqu'il est déterminé à ladite neuvième phase que

ledit moteur fonctionne dans ladite première région.

11 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte également une septième phase de comparaison d'une valeur de la vitesse de rotation dudit moteur comme ledit premier paramètre détecté à ladite seconde phase, avec une valeur prédéterminée, une huitième phase de sélection d'une partie desdites plusieurs régions différentes de fonctionnement dudit moteur comme au moins une région d'appauvrissement du mélange dans laquelle l'appauvrissement dudit mélange est nécessaire pour contrôler le rapport air-combustible dudit mélange à une valeur plus pauvre qu'un rapport de mélange théorique lorsqu'il est déterminé à ladite septième phase que ladite valeur détectée de la vitesse de rotation dudit moteur est supérieure à ladite valeur prédéterminée, une neuvième phase pour déterminer si ledit moteur fonctionne ou non dans ladite au moins is une région d'appauvrissement de mélange sélectionnée à ladite huitième phase à partir de valeurs de la vitesse de rotation dudit moteur et de la pression absolue dans ladite tubulure d'admission détectée à

* ladite seconde phase et une dixième phase d'appauvrisse-

ment dudit mélange lorsqu'il est déterminé à ladite neuvième phase que ledit moteur fonctionne dans ladite au moins une région d'appauvrissement du mélange sélectionnée

à ladite huitième phase.