Brevet FR2465081A1 — publié le 19810320

L'invention concerne une installation pour définir des signaux de dosage de carburant à partir de valeurs de vitesse de rotation et, notamment, de débit massique d'air, comportant une mémoire de constantes dans laquelle on peut reprendre des valeurs individuelles de signaux de dosage dépendant de valeurs caractéristiques de fonctionnement. Il est connu d'utiliser une mémoire de constantes avec un champ de caractéristiques à trois dimensions stocké dans cette mémoire, ce champ de caractéristiques contenant des valeurs de temps d'injection pour un mélange désiré à chaque instant. Ce mode de production connu de signaux de dosage de carburant donne de bons résultats qualitatifs car on peut reprendre dans la mémoire la quantité de carburant nécessaire à chaque instant en fonction des diverses caractéristiques de fonctionnement. La condition pour que l'installation fournisse de bons résultats est qu'il y ait un échelonnement aussi fin que possible des valeurs d'entrée individuelles, ce qui implique cependant une place en mémoire très étendue. Pour réduire la place nécessaire en mémoire, on connaît les procédésdits d'interpolation dans lesquels il n'existe que des valeurs d'entrée sélectionnées, les valeurs intermédiaires étant déterminées par des calculs de moyennes. Des limites sont fixées aux procédés d'interpolation connus en ce que, dans un moteur à combustion interne, la vitesse de rotation varie en général dans un domaine allant de 750 à 6000 tours/mn et qu'on doit donc balayer sensiblement une puissance de dix, les valeurs individuelles devant être exactes en fonction du type de moteur à combustion interne. L'invention a pour but de créer une installation pour déterminer des signaux de dosage de carburant à partir de valeurs de vitesse de rotation et, notamment de valeurs de débits massiques d'air, la mémoire de cette installation pouvant être relativement peu étendue et pouvant malgré cela fournir des valeurs de~.dosage exactes dans toute la mesure du possible. L'invention concerne à cet effet une installation du type ci-dessus caractérisée en ce qu'un étage de classification en domaines est branché au moins entre un tachymètre et la mémoire, un étage multiplicateur commandé par un signal de sortie de l'étage de classification en domaines étant disposé à la suite de la mémoire. Par rapport aux réalisations connues, l'installation conforme à l'invention a pour avantage de fonctionner avec une place nécessaire en mémoire relativement peu étendue et de fournir malgré cela des valeurs de dosage avec une précision de 98,5 * environ. Des dispositions indiquées dans la suite permettent d'obtenir des modes de réalisation avantageux et des perfectionnements de 11 installation conforme à l'invention. Il s'est révélé particulièrement avantageux de disposer un étage de correction fonctionnant suivant un procédé d'estimation traitant des valeurs antérieures de dosage de carburant, des valeurs de dosage prises dans la mémoire ainsi que des relations particulières entre- les valeurs individuelles. -L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est un schéma par blocs d'ensemble de l'installation, -- la figure 2 représente la position du champ de caractéristiques stocké en mémoire par rapport à l'ensemble du domaine de vitesses de rotation, - la figure 3 représente, en liaison avec le tableau contenu dans la description, l'écart en pourcentage relatif de la division de la vitesse de rotation en domaines divisionnaires, - la figure 4 donne une représentation symbolique de l'inscription et de la reprise des adresses de vitesses de rotation. L'exemple décrit dans la suite se rapporte à une installation pour définir des signaux de dosage de carburant sous forme d'impulsions d'injection. Bien entendu, cette installation peut aussi, dans son principe, être mise en application pour des installations à carburateur commandées électriquement. En effet, l'objet de l'invention n'est pas le système de dosage de carburant en tant que tel, mais une installation pour définir des signaux de dosage. Dans le cas d'un carburateur commandé, on pourrait, par exemple, déterminer des signaux de commande d'une soupape actionnée en cadence à l'aide de tallation décrite dans la suite. Sur la figure 1, la référence numérique 10 désigne une mémoire de constantes dans laquelle est stocké un champ de caractéristiques à trois dimensions, ce champ pouvant être repris en mémoire en sélectionnant des adresses. Un dispositif Il appelé dispositif de commande en cadence est branché devant la mémoire 10. Ce dispositif détermine la cadence à laquelle les adresses de mémoire individuelles sont formées et appliquées à la mémoire 10. Un étage de classification, désigné par 12, reçoit de c8té de son entrée le signal de sortie d'un tachymètre 13. Du c8té de sa sortie, l'étage de classification 12 est relié à une première entrée 14 du dispositif de commande en cadence 11. Une seconde entrée 15 de ce dispositif de commande en cadence 11 est reliée à la sortie d'un débitmètre massigue d'air 16.Enfin, le dispositif de commande en cadence il reçoit un signal de cadence par une entrée de cadence 17. Un étage multiplicateur 18 est branché à la suite de la mémoire 10, les multiplicateurs 1/2, 1 et 2 étant prévus dans le cas présent. Le choix du multiplicateur a lieu à partir de l'étage de classification 12. A partir de l'étage multiplicateur 18; on obtient une valeur brute relative à un temps d'injection to non corrigé. Cette valeur est soumise à un procédé d'estimation dans un étage de correction 19 branché à la suite. Le résultat est un temps d'injection corrigé t1 ou la valeur correspondante. Dans un second étage de correction 20 branché à la suite, on peut effectuer d'autres corrections, par exemple en fonction de la température ou du degré d'accélération désiré. Le signal de sortie de ce second étage de correction 20 arrive finalement à une soupape d'injection électromagnétique 21. Ci-après est décrite la première partie du montage représenté sur la figure 1 en se référant à la figure 2. La figure 2 représente un champ de caractéristiques pour une composition constante du mélange, le temps ~ , . d'injection te étant reporté en fonction de la vitesse de rotation ainsi que du débit d'air dans la tubulure d'admission. L'origine du champs de caractéristiques correspond à la vitesse de rotation de ralenti de 750 tours/mn ainsi qu'à une tension initiale, non précisée, du débitmètre d'air 16. Le domaine de vitesses de rotation considéré va jusqu'à 6000 tours/mn. Conformément à la figure 2, l'ensemble du domaine i vitesses de rotation de 750 à 6000 tours/mn est divisé en trois domaines généraux (750 à 1500, 1500 à 3000, 3000 à 6000). A l'intérieur de chacun des trois domaines généraux se trouvant six domaines divisionnaires dont les limites sont choisies chaque fois pour que leur différence à 1 l'intérieur des domaines généraux individuels soit un multiple de 2 d'un domaine général à l'autre. Le tableau donné dans la suite met cette relation en évidence à l'aide de valeurs numériques. On a reporté dans ce tableau la vitesse de rotation-absolue, ltécart absolu ou différence de vitesse de rotation entre deux domaines divisionnaires, l'écart relatif en pourcentage et, enfin, une valeur numérique précisée dans la suite. Les limites entre les domaines généraux sont indiqués par des interlignes. Vitesse de rotation Ecart absolu Ecart relatif Valeur (tours/min) (tours/min) (fui) numérique 6 000 857 16 6 5 142,857 642 14 7 4 500,0 500 12 8 4 000,0 400 11 9 3 600,0 327 10 10 3 272,73 272 - 9 11 3 000,0 428 16 12 2 571,43 321 . 14 14 2 250,0 250 12 16 2 000,p 200 11 18 1 800,0 163 10 20 1 656,36 136 9 22 1 500,0 214 16 24 1 285,71 160 14 28 1 125,0 125 12 32 1 000,0 100 11 36 900,0 81,8 10 40 818,18 68,18 9 44 750,0 48 Si l'on compare la partie médiane du tableau avec la représentation de la figure 2, on retrouve sur la figure les diverses limites de vitesses de rotation indiquées dans le tableau entre 1500 et 3000 tours/min. Le tableau montre également que les limites de vitesses de rotation du domaine inférieur multipliées par deux et par quatre dans le domaine médian et dans le domaine supérieur. Sur la base de la relation ainsi choisie, on peut alors considérer pour l'ensemble du calcul du temps d'injection le domaine général médian comme base de référence. Les autres valeurs sont obtenues par une simple multiplication pa~ le facteur oupar le facteur 2. Pour un débit d'air déterminé et une vitesse de rotation déterminée, on doit doser une quantité de carburant exactement déterminée pour avoir une composition déterminée du mélange. Pour le même débit d'air avec une vitesse .de rotation réduite, la quantité de carburant injectée par tour doit être plus élevée et elle doit être plus faible pour une vitesse de rotation accrue. Pour des débits d'air constants, on obtient donc des courbes à allure d'hyperbole représentant la variation du temps d'injection requis en fonction de la vitesse de rotation. Si l'on compte les durées de période individuelles des vitesses de rotation des domaines divisionnaires au moyen d'une fréquence de cadence qui présente elle-m & e une durée de période 1,66 milliseconde, on obtient les valeurs numériques également indiquées dans le tableau. A partir de ces valeurs numériques, on peut reconnattre également la relation mathématique stricte entre les divers domaines généraux. Avec la division choisie des vitesses de rotation en domaines divisionnaires, les valeurs d'injection sont des fonctions linéaires des valeurs numériques. Il en résulte que les valeurs des signaux des temps diinjection des domaines généraux extr & es peuvent être déterminées par simple multiplication (par 2 ou 1/2) à partir de la valeur correspondante du domaine général médian. Conformément à la représentation de la figure 2, l'ensemble du domaine du débit massique d'air est divisé en seize domaines individuels car la variation des valeurs d'injection à vitesse de rotation constante et à charge variable ne peut pas être représentée par une courbe simple. On peut cependant envisager une division en domaines généraux, par exemple en considérant des domaines normalisés de huit bits chacun pour accroitre la précision. Sur la figure 3, sont indiqués sur une échelle linéaire les pourcentages de différences de vitesses de rotation entre les domaines divisionnaires individuels et on a simplement reporté sous forme graphique les valeurs numériques figurant au tableau. Dans le présente exemple de réalisation de l'invention, la valeur de la vitesse de rotation est déterminée à partir des intervalles (de temps) entre les impulsions dlal- lumage. Cela est obtenu de façon connue au moyen d'un processus de comptage. Il s'est alors révéléjudicieux de ne pas utiliser exclusivement comme grandeur d'entrée de la mémoire la valeur de vitesse de rotation obtenue mais aussi de traiter des vitesses de rotation obtenues antérieurement. Pour celà, la valeur de vitesse de rotation la plus récente est mise en mémoire (inscrite), suivant la séquence visible sur la figure 4, dans une mémoire annulaire à huit positions. La valeur de vitesse de rotation la plus ancienne est chaque fois remplacée par l'inscription de la plus récente. Le processus de reprise dans la mémoire annulaire a lieu de façon bien plus fréquente suivant une séquence également visible d'après la représentation de la figure 4 (on peut également avoir des modes d'inscription et de reprise inversés ou modifiés). La fréquence de reprise est adaptée à la fréquence de détection du signal de débit massique d'air et a lieu sensiblement à des intervalles de temps de 2 à 3 millisecondes. Ce mode de commande d'adresses de la mémoire 10 est effectué dans le dispositif de commande en cadence 11 représenté sur la figure 1. Etant donné que, conformément à la figure 2, 6 x 16 = 96 valeurs de champ de caractéristiques sont seules stockées dans la mémoire 10, l'étage multiplicateur 18 branché à la suite de la mémoire 10 effectue la détermination des valeurs de temps d'injection correspondant aux vitesses de rotation des deux domaines généraux extrêmes. Le facteur de multiplication est égal à 2 pour les basses vitesses de rotation comprises entre 750 et 1500 tours/mn et à 1/2 pour les vitesses de rotation-supérieures comprises entre 3000 et 6000 tours/mn. Le premier étage de correction désigné par 19 "améliore" les valeurs d'injection reprises dans la mémoire 10 et, le cas échéant multipliées, au moyen d'un procédé d'estimation. Ce procédé d'estimation se'déroule suivant les équations (1) tln = K1t1 (n - 1) + K2 (t0 t te (n - 1) (2) t = K t en 3 1n + te (n - i) Dans ces équations, K1* K2 et K3 sont des constantes déterminées empiriquement et dépendant du type de moteur à combustion interne considéré.Lors du calcul d'une nouvelle valeur d'injection, on traite ainsi la nouvelle valeur d'injection brute t obtenue à partir de la mémoire 10 ainsi que la valeur d'injection tue( 1) déterminée précédemment et la différence t1 entre ces deux dernières valeurs. De cette façon, on évite en même temps les grandes variations de courte durée des temps d'injection te, de telle sorte que l'installation d'injection. fonctionne en étant insensible aux perturbations. On peùt modifier le procédé d'estimation indiqué, éntre autres, en commandant les grandeurs individuelles K1 , K2 et-K3 en fonction, au moins partiellement, de grandeurs caractéristiques de fonctio4nement. Pour adapter la quantité d'injection requise aux processus de demarrage à basse température ou aux cas où l'on désire une accélération*, on utilise le second étage de correc --4 tion 20 visible sur la figure 1. Dans cet étage sont effectuées des corrections allant dans le sens d'une variation du mélange suivant chaque condition requise. L'installation décrite plus haut peut être mise en application de façon avantageuse principalement dans le cas où l'on utilise un débitmètre d'air fonctionnant sans retard, par exemple au moyen d'un fil chauffant. En raison de la détermination des valeurs de vitesse de rotation par l'intermédiaire de la mémoire annulaire, les fluctuations de courte durée de la vitesse de rotation n'ont pas d'influence correspondante sur le temps d'injection, de telle sorte qu'on évite les à-coups. REVENDICATIONS 1.- Installation pour définir-des signaux de dosage de carburant à partir de valeurs de vitesse de rotation et, notamment, de débit massique d'air, comportant une mémoire de constantes dans laquelle on peut reprendre des valeurs individuelles de signaux de dosage dépendant de valeurs caractéristiques de fonctionnement, installation caractérisée en ce qu'un étage de classification en domaines (12) est branché au moins entre un tachymètre (13) et la mémoire (10), un étage multiplicateur (18) commandé par un signal de sortie de l'étage de classification en domaines (12) étant disposé à la suite de la mémoire (10). 2.- Installation selon la revendiion 1, caractérisée en ce que, dans l'étage de classification en domaines (12), les valeurs de vitesse de rotation individuellessont classées dans, de préférence, trois domaines généraux comprenant chacun, de préférence, cinq à huit domaines divisionnaires, la différence en pourcentage entre les valeurs de vitesse de rotation individuelles des domaines dividionnaires étant constante d'un domaine général à l'autre. 3.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les écarts absolus entre les valeurs de vitesses de rotation individuelles des domaines divisionnaires sont des multiples d'un domaine général à l'autre. 4.- Instailation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moyen d'un dispositif de commande en cadence (11), le traitement des signaux de valeurs de débit massique d'air et les opérations de reprise en mémoire ont lieu de façon plus fréquente que la préparation des valeurs du tachymètre. 5.- Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les opérations de reprise dans la mémoire (10) ont lieu, d.e préférence, toutes les 2 à 3 millisecondes, les valeurs de vitesse de rotation étant captées à partir des signaux d'allumage. 6.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5-, caractérisée en ce que les valeurs de vitesse de rotation peuvent être envoyées à une mémoire cyclique, notamment à une mémoire annulaire comportant de préférence huit places, l'adresse d'tnscription n'étant pas conforme à la séquence tandis que l'adresse de reprise l'est et inversement. 7.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'étage multiplicateur (18) est, de préférence, suivi d'un étage de correction (19) fonctionnant suivant un procédé d'estimation. 8.- Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le procédé d'estimation correspond aux équations (i) ttn = K1 t1 (n-l) + K2 (t - t e (n-1)) (2) ten K3 tîn + te (n-1), les valeurs K1, K2 et K3 étant des constantes déterminées empiriquement et dépendant du type de moteur à combustion interne considéré ou des variables fonction de grandeurs de fonctionnement caractéristiques, t désignant la valeur du champ de caractdristiques, t e la valeur initiale de l'étage de correction et t1 la variation de ces valeurs.