Brevet FR2463279A1 — publié le 19810220

La présente invention concerne un dispositif et un procédé de commande du rapport air-combustible, pour un système de commande d'émission de moteur à combustion in- terne avec un catalyseur à triple effet et, plus particu- lièrement, un dispositif de correction de l'écart du rap- port aircombustible pendant une accélération rapide du moteur. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 4 132 199 dé- crit un système de ce genre, consistant en un dispositif de commande en boucle fermée dans lequel un capteur d'oxy- gène détecte la teneur en oxygène dans les gaz d'échappe- ment et produit un signal électrique donnant une indica- tion sur le rapport air-combustible du mélange bralé. Ce dispositif commande lui-même un dispositif de fourniture de mélange air-combustible afin d'en établir le rapport air-combustible à sa valeur stoéchiométrique, en fonction du signal provenant du capteur d'oxygène. Ce dispositif peut commander de façon suffisante le rapport aircombustible pendant le fonctionnement normal du moteur. Mais, pendant une accélération rapide du moteur, ce dispositif ne peut réagir immédiatement à la variation du rapport air-combustible du mélange, comme cela sera ex- pliqué ci-après. Si le moteur accélère rapidement, la quantité d'air admis augmente immédiatement par l'augmentation de la dé- pression dans la tubulure d'admission. Par contre, le dis- positif de fourniture de mélange air-combustible ne peut réagir rapidement à l'augmentation d'admission d'air. Il en résulte que le rapport air-combustible augmente et, par conséquent, an mélange pauvre est fourni. Le rapport air-combustible diminue progressivement jusqu'à une va- leur correcte au fur et à mesure que la vitesse du moteur augmente. L'invention a donc pour objet de réaliser un disposi- tif susceptible de corriger l'écart du rapport air-com- bustible vers le côté pauvre, juste après l'accélération rapide du moteur. L'invention concerne donc un dispositif de commande du rapport air-combustible d'un moteur à combustion inter- ne comportant une tubulure d'admission, une tubulure d'é- chappement, un papillon de carburateur, un dispositif de détection de la teneur d'un constituant des gaz d'échappe- ment passant par la tubulure d'échappement, un dispositif de fourniture de mélange air-combustible, un circuit de commande électronique qui produit des impulsions rectan- gulaires en fonction du signal de sortie du dispositif de détection, et une soupape électromagnétique du type à tout ou rien commandée par les impulsions rectangulaires prove- nant du circuit de commande électronique de manière à corriger le rapport air-combustible du mélange fourni par le dispositif de fourniture de mélange. Le dispositif se- lon, l'invention comporte un dispositif de détection d'accé- lération qui détecte laccélération du moteur à combustion interne, et un dispositif de modulation de durée d'impul- sion qui produit un signal de modulation de durée d'im- pulsion quand le signal de sortie du dispositif de détec- tion d'accélération dépasse un niveau prédéterminé, le si- gnal de modulation de durée d'impulsion étant appliqué au circuit de commande électronique de manière que la durée des impulsions rectangulaires puisse être modulée en fonc- tion de l'accélération afin de corriger la variation momen- tanée du rapport air-combustible du mélange. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple nullement limitatif: La fig. 1 représente schématiquement un dispositif de commande du rapport air-combustible, La fig. 2 est une courbe illustrant les caractéris- tiques du circuit de modulation de durée d'impulsion, La fig. 3 montre des courbes illustrant le fonction- nement du dispositif selon l'invention, La fig. 4 représente un circuit de commande électro- nique, et La fig. 5 représente les formes d'ondes de signaux en différents points du circuit de la fig. 4. La fig. 1 montre donc un carburateur 1 qui communique avec un moteur à combustion interne, non représenté. Le carburateur 1 comporte une cave 2, un venturi 3 formé dans une tubulure d'admission la, une buse 4 qui communique a- vec la cave 2 par un passage principal 5, et un gicleur de ralenti 9 près d'un papillon 8 dans la tubulure d'entrée, communiquant avec la cave 2 par un passage 10. Des passa- ges 7 et 12 de correction d'air sont disposés parallèlement à une entrée principale d'air 6 et une entrée d'air 11 au ralenti. Des soupapes électromagnétiques 13 et 14 du type à tout ou rien sont prévues pour les passages de correction d'air 7 et 12. Les orifices d'entrée 13a et 14a des sou- papes électromagnétiques 13 et 14 communiquent avec l'at- mosphère par l'intermédiaire d'aun filtre à air 15. Un capteur d'oxygène 17 est disposé dans la tubulure d'é- chappement 16 qui communique avec le moteur à combustion interne. Le capteur 17 détecte la teneur en oyxgène dans les gaz d'échappement. Un convertisseur catalytique, non représenté, à triple effet est prévu dans la tubulure d'é- chappement 16, en aval du capteur d'oxygène 17. Un cap- teur de dépression 19 communique avec le venturi 3 et il réagit à la dépression qui y règne. Le capteur 19 comporte un potentiomètre, de type connu, et il communique avec le venturi 3 de manière à convertir la dépression qui y règne en un signal de tension. Le signal de sortie du cap- teur d'oxygène 17 est appliqué à un circuit de jugement faisant partie d'un dispositif de commande électronique. Le circuit de jugement 20 a pour fonction de comparer le signal d'entrée provenant du capteur d'oxygène 17 avec une valeur de référence VR correspondant au rapport air-com- bustible stoéchiométrique, et de déterminer si le signal d'entrée indique un mélange riche ou pauvre, comparative- ment au rapport stoéchiométrique de référence, afin de produire un signal de jugement qui en dépend. Le signal de jugement est appliqué à un circuit d'in- tégration 21 dans lequel ce signal est converti en un si- gnal d'intégration qui varie dans le sens opposé à celui représenté par le signal de jugement d'entrée. Le signal d'intégration est comparé dans un comparateur 22 avec des impulsions triangulaires provenant d'un générateur 23 d'impulsions triangulaires de type courant, de manière à produire des impulsions rectangulaires à la.sortie du comparateur 22. Les impulsions rectangulaires sont appli- quées aux deux soupapes électromagnétiques 13 et 14, par l'intermédiaire d'un circuit d'attaque 24. Lorsqu'un rapport air-combustible riche est déterminé, le comparateur 22 délivre des impulsions de sortie dont le rapport est plus élevé, de sorte que les durées d'ou- verture des soupapes électromagnétiques 13 et 14 augmen- tent, ce dont il résulte une augmentation de la quantité d'air passant par ces soupapes. Ainsi, la quantité d'air dans le mélange fourni par le carburateur 1 augmente, ce qui augmente le rapport air-combustible. Lorsqu'un rap- port air-combustible pauvre est déterminé, le rapport d'impulsions du signal de sortie du comparateur 22 dimi- nue, de sorte que le rapport air-combustible est réduit pour enrichir le mélange fourni par le carburateur. Selon l'invention, la tension de sortie du détec- teur de dépression 19 est appliquée à un circuit 25 de modulation de durée d'impulsion. Ce circuit 25 est réa- lisé de manière à produire des signaux de modulation de durée d'impulsion lorsque le signal provenant du capteur de dépression 19 dépasse un niveau prédéterminé, sous l'effet d'une accélération rapide. L'amplitude du signal de modulation de durée d'impulsion augmente lorsqu'aug- mente la dépression, comme le montre la fig. 2. Quand le papillon 8 est ouvert rapidement pour une accélération et que la- dépression dépasse un niveau pré- déterminé, comme le montre la fig. 3 en (a) et en (b), le circuit de modulation de durée d'impulsion produit des signaux de modulation de durée d'impulsion. Ces der- niers sont appliqués au circuit d'intégration 21 et à l'entrée du comparateur 22. Le signal de sortie du cir- cuit d'intégration 21 est donc corrigé et la durée des impulsions produites par le comparateur 22 est modifiée. La fig. 3 montre en (c) cette modulation de durée d'im- pulsion. Sous l'effet de cette modulation, le rapport d'im- pulsions des soupapes électromagnétiques 13 et 14 diminue, de sorte que le rapport air-combustible du mélange diminue également. Le mélange peut donc être enrichi en fonction de l'augmentation de la dépression à l'accélération. L'enri- chissement n'est effectué que pendant une accélération ra- pide. Cela permet donc d'éviter un enrichissement excessif du mélange pendant le fonctionnement normal du moteur. La fig. 4 représente un circuit de commande électro- nique, dans lequel chaque case encadrée en traits mixtes correspond à une case du schéma simplifié de la fig. 1. De circuit modulateur de durée d'impulsion de la fig. 1 com- porte un générateur d'impulsions 26, un générateur 27 d'im- pulsions de courte durée et un source de tension 29 de rapport d'impulsions fixes. Quand la tension de sortie du détecteur de dépression 19 dépasse un niveau prédéterminé, l'amplificateur opérationnel 30 du circuit 26 délivre un signal de sortie C représenté sur la fig. 5 et le circuit 26 délivre une impulsion E représentée sur la fig. 5. A la commande de l'impulsion E, le circuit 27 délivre une petite impulsion D qui est appliquée aux électrodes de commande de commutateur 31 et 32 pour les fermer, ainsi qu'à l'électrode de commande d'un commutateur 33 par un inverseur 34, pour l'ouvrir. De plus, l'impulsion E est appliquée à l'électrode de commande d'un commutateur 35 ainsi qu'à l'électrode de commande d'un commutateur 36 par un transistor 37. Par conséquent, l'intégrateur 38 du circuit d'intégration 21 est converti en un amplifi- cateur opérationnel normal, et le gain du circuit de réac- tion 31 est augmenté. Pendant la fermeture du commuta- teur 32, la tension de rapport d'impulsions fixe pour l'enrichissement du mélange est délivrée par la source 29 au comparateur 22. La fig. 5 montre en B le signal de sortie du capteur d'oxygène 17, désigné de la m9me manière sur la fig. 4, et en A le signal de commande désigné de la même manière qui est corrigé par le signal de modula- tion de durée d'impulsion. Sous l'effet du signal de commande corrigé, le comparateur 22 délivre un signal de faible rapport d'impulsions. Ainsi, le mélange fourni par le carburateur est enrichi pendant les impulsions E. Selon l'invention, un écart temporaire du rapport air-combustible vers le c8té pauvre pendant une accéléra- tion rapide peut être évité, de sorte que les performances du moteur à l'accélération peuvent être améliorées. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commande du rapport air-combustible fourni à un moteur à combustion interne comportant un car- burateur(1) avec une tubulure d'admission, un dispositif de fourniture de mélange air-combustible qui fournit un mélange air-combustible à la tubulure d'admission, une tu- bulure d'échappement (16) communiquant avec le moteur, un papillon (8), un dispositif (17) de détection de la teneur d'un constituant des gaz d'échappement passant par ladite tubulure d'échappement et produisant un signal de sortie qui en dépend, un circuit de commande électronique (20-23) produisant des impulsions rectangulaires en fonction du signal de sortie dadit dispositif de détection, et des soupapes électromagnétiques (13, 14) du type à tout ou rien actionnées par les impulsions rectangulaires dudit circuit de commande électronique de manière à corriger le rapport air-combustible du mélange fourni par le disposi- tif de fourniture de mélange air-combustible, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (19) de détection de l'accélération du moteur à combustion interne, et produisant un signal de sortie qui en dépend, un dis- positif (25) de modulation de durée d'impulsion qui pro- duit un signal dé modulation de durée d'impulsion quand le signal de sortie dudit dispositif de détection d'ac- célération dépasse un niveau prédéterminé, ledit dispo- sitif de modulation de durée d'impulsion étant connecté audit circuit de commande électronique de manière que le- dit signal de modulation de durée d'impulsion soit ap- pliqué à ce circuit de commande électronique pour moduler la durée desdites impulsions rectangulaires en fonction de l'accélération et de manière à corriger les variations temporaires du rapport air-combustible du mélange. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que ledit dispositif (19) de détection d'accélé- ration produit ledit signal de sortie de manière qu'il varie en fonction de l'amplitude de l'accélération. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que ledit dispositif de détection (19) réagit à une dépression dans la buse dépassant une valeur prédéter- minée. 4 - Procédé de commande du rapport air-combustible fourni à un moteur à combustion interne comportant un carburateur (1) avec une tubulure d'admission, un disposi- tif de fourniture de mélange aircombustible qui fournit un mélange air-combustible dans la tubulure d'admission, une tubulure d'échappement (16) communiquant avec le mo- teur, un papillon (8), un dispositif (17) de détection de la concentration d'un constituant des gaz d'échappement passant par ladite tubulure d'échappement et produisant un signal de sortie en fonction de cette concentration, un circuit de commande électronique (20-23) produisant des impulsions rectangulaires en fonction dudit signal de sor- tie dudit dispositif de détection, et des soupapes élec- tromagnétiques (13, 14) du type à tout ou rien actionnées par les impulsions rectangulaires provenant du circuit de commande électronique, dé manière à corriger le rapport air-combustible du mélange fourni par ledit dispositif de fourniture de mélange, procédé caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à détecter (19) l'accélération du moteur et à produire un signal de sortie qui dépend de cette accélération, à produire (25) un signal de modula- tion de durée d'impulsion quand le signal de sortie du- dit dispositif de détection d'accélération dépasse un ni- veau prédéterminé, et à moduler la durée desdites impul- sions rectangulaires par ledit signal de modulation de du- rée d'impulsion.