Brevet FR2466623A1 — publié le 19810410

L'invention concerne un procédé de régulation de la composition du mélange d'alimentation fourni à un moteur à com- bustion interne. Il est connu de régler l'instant d'allumage, dans le cas de moteurs à combustion interne fonctionnant avec un alluma- ge séparé, en fonction de la position de la pression de pointe par rapport au point mort haut-lors-du procpssus de -comburtiocn. Une valeur théorique optimale de la distance angulaire pour la- quelle la pression de pointe doit intervenir dans la chambre de combustion est alors donnée à l'avance, et lors d'un écart à partir dé cette valeur théorique, l'instant d'allumage est cor- rigé de façon convenable (Powell, Closed Loop Control of Spark Timing, Automobile Engine Control Symposium, April 1976). On sait, en outre, p4r le document DE-OS 24 49 836, régler la composition du mélange d'alimentation en ce qui con- cerne la proportion de carburant et d'air ou bien de gaz d'échap- pement, en fonction des fluctuations de la pression dans la cham- bre de combustion pour des positions angulaires déterminées de l'arbre de vilebrequin dans des cycles de fonctionnement succes- sifs. Dans ce procédé, on exploite comme grandeur de commande les à-coups de fonctionnement du moteur à combustion interne, notamment dans la zone de la limite de fonctionnement en mélange maigre, o du fait de l'irrégularité de l'inflammation, des fluc- tuations plus ou moins importantes de la pression susceptible d'être obtenue dans la chambre de combustion interviennent. Dans ce procédé, la pression dans la chambre de combustion est inté- grée au cours du cycle et prélevée pour les repères angulaires précités. Le niveau des fluctuations est utilisé comme mesure pour l'approche de la limite de fonctionnement en mélange maigre, une valeur théorique prédéterminée représentant la valeur ultime de l'approche admissible vers la limite de fonctionnement en mélange maigre. Etant donné qu'une élévation importante des pres- sions moyennes dans la chambre de combustion ne se manifeste que pour un amaigrissement très intense du mélange, ce procédé ne peut être utilisé que pour des mélanges d'alimentation pouvant 9tre fortement amaigris. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des procédés connus et concerne, à cet effet, un procédé de ré- gulation de la composition du mélange d'alimentation fourni à un moteur à combustion interne, procédé caractérisé en ce que la valeur de la pression de la chambre de combustion est mesu- rée en continu avec un détecteur de pression, la position de la pression de pointe dans la chambre de combustion étant détermi- née par rapport à la distance réelle du point mort-haut au cours des cyclesde fonctionnement successif d'au moins un cylindre du moteur à combustion interne, et à partir de ces positions une grandeur de commande correspondant aux fluctuations de la dis- tance réelle d max à partir du point mort haut, étant formeéz- et étant comparée avec une valeur théorique de l'étendue admissi- ble de fluctuation.et suivant que cette valeur théorique est franchie vers le haut ou vers le bas, la contribution de l'un des constituants du mélange d'alimentation, carburant, air et/ou gaz d'échappement, ou bie4 de l'angle d'allumager est augmentée ou diminuée. Le procédé conforme à l'invention défini ci-dessus présente, par rapport aux solutions connues, l'avantage que la position de la valeur maximale de la pression obtenue dans la chambre de combustion est déterminée par cycle. De cette façon on obtient une information rapide et exacte en ce qui--concerne- l'inflammabilité du mélange d'alimentation fourni au moteur. La position de la pression de pointe dans la chambre de combus- tion réagit de façon extr&mement sensible à des modifications de la composition du mélange d'alimentation, de sorte que dans ce cas, pour des facteurs d'air >.du mélange d'alimentation pro- che de 9' = 1, des signaux de commande exploitables peuvent être obtenus. Les fluctuations de la position de la pression de poin- te dans la chambre de combustion augmentent progressivement avec un facteur d'air croissant, avec un taux de recyclage croissant des gaz d'échappement, ou bien lorsqu'on augmente le retard à l'allumage. Dans le cas o on utilise le signal de pression pour d'autres fonctions de régulation (par exemple pour la régulation de la limite de cliquètement lors du réglage de l'angle d'allu- mage) on fait l'économie d'un détecteur pour les à-coups de fonctionnement. L'invention va 9tre expliquée plus en détail en se référant à un exemple de réalisation représenté schématiquement sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 est un diagramme de l'évolution de la pression de pointe en fonction de la position angulaire i de l'arbre de vilebrequin, - la figure 2 montre l'évolution de la première dé- rivée de la pression de pointe en fonction de la position angu- laire tk de l'arbre de vilebrequin, - la figure 3 est un schéma par blocs d'un circuit d'exploitation de la pression de pointe, en vue de la régulation de la composition du mélange d'alimentation. Sur la figure 1, la courbe 1 montre comment la pres- sion dans la chambre de combustion après l'allumage présente un maximum dans les zones de position angulaire du vilebrequin après le point mort haut OT, 0o une valeur plus ou moins élevée selon la composition du mélange. La courbe 2 montre l'élévation de la pression dans la chambre de combustion due à la compression de la cylindrée. La courbe représentée sur la figure 2 montre la première dérivée de la pression dans la chambre de combustion par rapport à la posi- tion angulaire 'i du vilebrequin. Cette courbe présenteelorsque est atteinte la pression de pointe Pmax dans la chambre de combus- tion, un passage par zémr qui constitue ainsi une mesure sans ambiguité pour la position angulaire Max correspondante, à la- quelle intervient la pression de pointe dans la chambre de com- bustion. Conformément à l'invention, les valeiurs angulaires ZM sont déterminées en vue d'une exploitation ultérieure, ces max valeurs pouvant, toutefois, être également saisies sous forme de valeurs de temps. Dans ce cas, une compensation de vitesse de rotation doit, cependant, 9tre prévue. La figure 3 montre, maintenant, une représentation schématique d'un circuit permettant l'exploitation de la posi- tion variable de la pression de pointe dans la chambre de com- bustion. Pour remplacer le moteur à combustion interne, un pis- ton 5 est représenté, délimitant dans un cylindre une chambre de combustion principale 6. Dans la paroi de cette chambre de combustion, il est prévu un détecteur de pression 7 qui délivre de préférence une tension de commande. Cette tension de comman de est appliquée à la partie 9 du branchement o elle est rap- portée à la position angulaire du vilebrequindi. Dans la par- tie 10 du branchement, est alors formée la première dérivée du/dd du signal U(4) obtenu à partir du signal de pression. Dans la partie 11 du branchement, l'évolution de cette première dérivée est testée en ce qui concerne les passages par zérô et lors du premier passage par zéro la position angulaire correspondante 0 max du vilebrequin est déterminée. Pour maintenir la coordina- tion entre le signal de pression et la position angulaire q du vilebrequin, un signal obtenu lors du passage de l'arbre du vile- brequin par le point mort hautest appliqué à la partie de bran- chement 9. A cet effet, l'arbre de vilebrequin 12 du moteur à combustion interne comporte des repères de signalisation 14 dont le passage par le point mort haut est déterminé par exemple grâce à un détecteur inductif 15. Grâce à un dispositif de mise en forme de signaux 16 branché à la suite du détecteur inductif 15, on obtient un signal de commutation qui est appliqué à la partie 9 du branchement. A l'aide de ce signal, un dispositif de mesure de temps ou de position angulaire peut être démarré, ce disposi- tif étant questionné par la partie ll de branchement au moment o sè produit le-passage par zéro de la première dérivée du signal de pression.Cette valeur angulaire est alors appliquée en tant que signal réelq max a une partie 22 du branchement grâce à la- quelle un signal de commande (, ax =tXmaxi -_v maxi - 1, est obtenu à partir des valeurs successives dk max' ce signal corj- respondant en tant que valeur moyenne aux à-coups de fonction- nement du moteur à combustion interne. Dans un dispositif de comparaison 23, ce signal est comparé avec une valeur théori- que t Maxet le signal en résultant est appliqué à un intégra- max teur 24 4ont le signal de sortie commande un dispositif de ré- glage 25 de la proportion carburant-air, un dispositif de ré- glage de l'angle d'allumage, ou bien un dispositif de commande du recyclage des gaz d'échappement. La partie de branchement 22 exploitant les valeurs successives v max est connue, par exem- ple, à partir des documents DE-OS 24 34 743, DE-OS 25 07 137 ou bien DEOS 24 17 187 et n'a pas besoin d'être décrite plus en détail ici. R E V E N D I C A T I O N Procédé de régulation de la composition du mélange d'alimentation fourni à. un moteur à combustion interne, pro- cédé caractérisé en ce que la valeur de la pression de la-cham- bre de combustion est mesurée en continu avec un détecteur de pression, la position de la pression de pointe dans la chambre de combustion étant déterminée par rapport à la distance réelle du point mort haut au cours de cycle de fonctionnement successif d'au moins un cylindre du moteur à combustion interne, et à par- tir de ces positions une grandeur de commande correspondant aux fluctuations de la distance réelle ( max) à partir du point mort haut étant formée et étant comparée avec une valeur théori- que de l'étendue admissible de fluctuation etsuivant que cette valeur théorique est franchie vers le haut ou vers le bas, la contribution de l'un des constituants du mélange d'alimentation, carburant, air, et/ou gaz d'échappement, ou bien de l'angle d'allumage, est augmentée ou diminuée.