Brevet FR2467297A1 — publié le 19810417

2467297. La présente invention se rapporte à un système pour le contrôle, par contre-réaction, du rapport de mélange air/carburant dans un moteur à combustion interne, lequel système comporte un détecteur du rapport air/carbu- rant ayant un élément sensible à l'oxygène du type à cellule de concentration d'oxygène fonctionnant avec alimentation en courant continu pour établir une pression partielle d'oxygène de référence dans cet élément, et pourvu d'un réchauffeur électrique pour assurer un bon fonctionnement de cet élément, et elle se rapporte plus particulièrement à un sous-système pour contrôler l'appli- cation éventuelle d'un courant de chauffage au réchauffeur de l'élément sensible à l'oxygène, ainsi que l'intensité du courant pour établir la pression partielle d'oxygène de référence. - Dans les moteurs à combustion interne récents et en particulier dans les moteurs automobiles, il est devenu populaire de contrôler le rapport du mélange air/ carburant avec précision, à une valeur optimale prédéter- minée en accomplissant un contrôle par contre-réaction afin d'améliorer les efficacités des moteurs et de réduire l'émission de substances nocives et néfastes contenues dans les gaz d'échappement. Par exemple, dans un système d'un moteur automo- bile comportant un convertisseur catalytique prévu dans le passage d'échappement et qui contient un catalyseur à trois voies pouvant catalyser à la fois la réduction des oxydes d'azote et l'oxydation de l'oxyde de carbone et des hydrocarbures non brûlés, il est souhaitable de contrôler le rapport de mélange air/carburant à un rapport stoechiométrique parce que ce catalyseur présente ses plus fortes efficacités de conversion dans un gaz d'échappement produit par combustion d'un mélange air-carburant stoe- chiométrique, et également parce que l'emploi d'un rapport stoechiométrique de mélange est favorable à la réalisation de fortes efficacités mécaniques et thermiques du moteur. Le contrôle par contre-réaction du rapport air/carburant 24672g7 a déjà été mis en pratique, dans un tel système de moteur en utilisant une sorte de capteur d'oxygène, installé dans le passage d'échappement en amont du convertisseur cataly- tique, comme dispositif produisant un signal électrique de contreréaction indiquant le rapport air/carburant d'un mélange air-carburant réellement fourni au moteur. En se basant sur ce signal de contre-réaction, un circuit - de contrôle commande un dispositif d'alimentation en carburant tel que des.soupapes d'injection de carburant à commande électronique, pour contrôler le taux d'alimenta- tion en carburant vers le moteur afin d'annuler ou de diminuer des écarts du rapport air/carburant réel et du rapport stoééhiométrique voulu. Habituellement, le capteur d'oxygène ci-dessus mentionné est du type à cellule de concentration d'oxygène utilisant un électrolyte solide conducteur de l'ion oxygèn comme de la zirconie stabilisée à la calcie, et tradition- nellement, le capteur est constitué d'une couche d'un électrolyte solide sous forme d'un tube fermé à une extrémité,dune couche formant électrode de mesure formée poreuse sur le côté externe du tube d'électrolyte solide etd'une couche formant électrode de référence formée sur le côté interne du tube. Quand il y a une différence de pression partielle d'oxygène entre-le côté électrode de référence et le côté électrode de mesure du tube d'élec- trolyte solide, ce capteur produit une force électro- motrice entre les deux couches. Comme détecteur du rapport air/carburant dans le but ci-dessus, l'électrode de mesure est exposée au gaz d'échappement d'un moteur tandis que l'électrode de référence à l'intérieur est exposée à l'air atmosphérique utilisé comme source de pression partielle d'oxygène de référence. Dans cet état, la grandeur de la force électromotrice produite par ce capteur présente un changement fort et brusque entre un niveau maximal élevé et un niveau très faible à chaque fois que le rapport air/carburant d'un mélange fourni au moteur passe par le rapport stoechiométrique. En conséquence, il est possible de produire un signal de contrôle du taux d'alimentation en carburant en se basant sur le résultat de la comparaison du signal à la sortie du capteur d'oxygène et d'une tension de référence établie exactement entre les niveaux haut et bas du signal à la sortie du capteur. Cependant, ce type de capteur d'oxygène présente des inconvénients comme des caractéristiques de sortie dépendant de façon importante de la température, la nécessité d'utiliser un gaz de référence tel que de l'air, la difficulté pour réduire la dimension et l'insuffisance de résistance mécanique. Pour éliminer de tels inconvénients du capteur d'oxygène traditionnel, le brevet U.S. No 4 207 159 révèle un dispositif avancé comprenant un élément sensible à l'oxygène o une cellule de concentration d'oxygène est constituée d'une couche microscopiquement poreuse et plate d'un électrc5yte solide,d'une couche formant électrode de mesure formée de façon poreuse d'un côté de la couche d'électrolyte solide et d'uoe couche formant électrode de référence formée de l'autre côté, sur une plaque de base ou substrat, afin que la couche formant électrode de référence soit prise en sandwich entre le substrat et la couche formant électrolyte solide et soit macroscopiquement protégée de l'atmosphère l'environnant. Chacune des trois couches sur le substrat peut être formée en pellicule mince. Ce dispositif n'utilise aucun gaz de référence. Au contraire, un moyen d'alimentation en courant continu est relié à l'élément sensible à l'oxygène afin de forcer un courant continu et constant (ayant par exemple une intensité de l'ordre de 10,4A), à s'écouler à travers la couche d'électrolyte solide entre les deux couches formant électrodes pour provoquer ainsi une migration des ions oxygène à travers la couche d'électrolyte solide dans une direction choisie, et, en conséquence, établir une pression partielle d'oxygène de référence à l'interface entre la couche d'électrolyte solide et la couche formant électrode de référence, tandis que la couche formant électrode de mesure est en contact avec les gaz d'échappement d'un moteur. Quand le courant est forcé à s'écouler à travers la couche d'électrolyte solide de la couche formant électrode de référence à la couche formant électrode de mesure, il se produit une ionisation de l'oxygène contenu dans les gaz d'échappement sur l'électrode de mesure et une migration des ions oxygène chargés de façon négative à travers la couche d'électrolyte solide vers l'électrode de référence. Le taux d'alimentation en oxygène sous forme d'ions vers l'électrode de référence est principalement déterminé par l'intensité du courant. Les ions oxygène arrivés sur la couche formant électrode de référence sont dépourvus d'électrons et se transforment en molécules d'oxygène, avec pour résultat l'accumulation d'oxygène gazeux du côté électrode de référence de la cellule de concentration. Cependant, une partie des molécules accumulées d'oxygène se diffuse vers l'extérieur à travers les passages microscopiques des gaz dans la couche d'élec- trolyte solide. Par conséquent, il est possible de maintenir une pression partielle d'oxygène constante et relativement élevée, pouvant servir de pression partielle d'oxygène de référence à l'interface entre la couche formant électrode de référence et la couche d'électrolyte solide en employant une intensité appropriée de courant et en considérant la structure microscopique et l'activité de la couche d'électrolyte solide. Alors est produite, entre les couches formant électrodesde référence et de mesure de cet élément sensible à l'oxygène, une force électromotrice dont la grandeur est en rapport avec la. composition des gaz d'échappement et le rapport air/ carburant d'un mélange d'o sont produits les gaz d'échappement. Il est également possible de faire fonction- ner cet élement sensible à l'oxygène en forçant un courant à s'y écouler à partir de la couche formant électrode de mesure vers la couche formant électrode de référence. Dans ce cas, une pression partielle d'oxygène constante et relativement faible peut être maintenue à l'interface 2467297. entre la couche formant électrode de référence et la couche d'électrolyte solide. Pour amener un courant continu à une intensité précisément constante, on utilise un circuit d'alimentation en courant constant comprenant un moyen traditionnel de commande électronique. Le dispositif selon le brevet U.S. NO 4 207 159 présente des avantages tels que l'inutilité d'utiliser un gaz de référence, la possibilité de le produire à de très faibles dimensions et ses bonnes résistances aux chocs mécaniques et aux vibrations. Dans des applications pratiques, il est nécessaire de donner, à ce dispositif (également aux capteurs d'oxy- gène traditionnels du type à cellule de concentration d'électrolyte solide), un réchauffeur électrique parce que l'activité de la couche d'électrolyte solide dans le dispositif devient trop faible si la température de l'élément sensible à l'oxygène est relativement faible, c'est-à-dire qu'elle est inférieure à 4001C, ainsi l'éle- ment sensible à l'oxygène installé dans un système d'échappement d'un moteur devient inefficace comme détecteur du rapport air/carburant quand le moteur décharge des gaz d'échappement à relativement basse température si l'élément-doit être chauffé uniquement par la chaleur de ces gaz d'échappement. Le réchauffeur électrique est habituellement fixé ou enfoui dans le substrat de l'élément sensible à l'oxygène. Dans des moteurs automobiles pourvus d'un système de contrôle par contreréaction du rapport air/carburant comme on l'a mentionné ci-dessus, utilisant un détecteur du rapport air/carburant selon le brevet U.S. NO 4 207 159, il est habituel de libérer temporairement le rapport air/carburant du contrôle par contre-réaction tandis que le moteur fonctionne sous certaines conditions de forte dcip -représentées par une condition d'accélération à plein gaz ou presque, afin d'amener, au moteur, un mélange enrichi en carburant et d'obtenir une bonne performance 2467297 i d'accélération. Dans ces conditions, il y a un abaissement- considérable de la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement et une augmentation considérable de la température des gaz d'échappement. Alors, il se produit un phénomène défavorable selon lequel la grandeur de la pression partielle d'oxygène de référence du c8té électrode de référence de l'élément sensible à l'oxygène baisse considérablement même si l'alimentation en courant à une intensité constanteà cet élénentcontinue. Bien que la migration des ions oxygène A travers la couche d'électro- lyte solide vers la couche formant électrode de référence, par l'effet du courant constant s'écoulant dans la couche. d'électrolyte solide, continue, la diffusion vers l'exté- rieur de l'oxygène gazeux provenant de l'électrode de référence à travers la couche d'électrolyte solide dans les gaz d'échappement à une concentration en oxygène abaisseaugmente. Un tel écart de la- pression partielle d'oxygène de référence par rapport à une valeur initiale- ment voulue pose peu de problèmes tant que le contrôle - par contre-réaction du rapport air/carburant est arr'té. Cependant, quand le contrôle par contre-réaction est reprit - la pression partielle d'oxygène de référence abaissée ne retourne pas instantanément à sa valeur initialement voulue mais augmente graduellement jusqu'à cette valeur, ce qui signifie que la récupération du niveau initialement voulu de la pression partielle d'oxygène de référence prend un temps relativement long en comparaison aux. fréquences du signal de contre-réaction produit par le détecteur du rapport air/carburant et du signal de contrôle appliqué au système de carburant. Par conséquent, pendant ce temps, il devient impossible de contrôler avec précision le rapport air/carburant à un rapport prédéter- miné comme le rapport stoechiométrique. La présente invention-a pour obhjet un système ! pour le contrôle par contre-réaction du rapport air/ carburant dans un moteur à combustion interne, lequel système utilise un détecteur du rapport air/carburant sensible à l'oxygène du type révélé dans le brevet U.S N0 4 207 159, pourvu d'un réchauffeur électrique et disposé dans un passage d'échappement, et qui comprend une boucle supplémentaire de contrôle pour empêcher un abaissement non souhaitable de la pression partielle d'oxygène de référence établie dans le détecteur du rapport air/carburant pendant une interruption temporaire du contrôle Dar contre-réaction, afin de faire fonctionner le moteur à une condition de forte charge avec un mélange intentionnellement enrichi en carburant. Un système de contrôle par contre-réaction selon l'invention comprend un moyen d'alimentation en carburant à commande électrique prévu dans le système d'admission d'un moteur à combustion interne; un détecteur du rapport air/carburant disposé dans le passage d'échappement du moteur et qui a un élément sensible à l'oxygène du type à cellule de concentration comprenant un substrat, une couche formant électrode de référence microscopiquement poreuse formée sur le substrat, une couche microscopique- ment poreuse d'un électrolyte solide conducteur de l'ion oxy- gène formée sur le substrat-afin de couvrir la couche formant électrode de référence sensiblement totalement et une couche formant électrode de mesure microscopiquement poreuse formée sur la couche d'électrolyte solide et un réchauffeur électrique; et un moyen de contrôle d'alimen- tation en carburant pour appliquer, au moyen d'alimentation en carburant, un signal de contrôle pour contrôler le taux d'alimentation en carburant vers le moteur afin de e maintenir un rapport air/carburant prédéterminé en utilisant le signal à la sortie du détecteur du rapport air/carburant comme signal de contre-réaction. Ce système de contrôle comprend de plus un sous-système pour fournir un courant de chauffage au réchauffeur du détecteur du rapport air/carburant et forcer un courant continu à une intensité prédéterminée à s'écouler à travers la couche d'électrolyte solide de l'élément sensible à l'oxygène à partir de la couche formant électrode de référence à la 2467297- couche formant électrode de mesure, pour provoquer une migration-des ions oxygène à travers la couche d'électrolyte solide, de la couche formant électrode de mesure vers la couche formant électrode de référence pour établir ainsi une pression partielle d'oxygène de référence à l'interface entre la couche formant électrode de référence et la couche d'électrolyte solide. Ce sous-système comprend un moyen de détection de condition de fonctionnement pour produire un signal de commande tandis que le fonctionnement du moyen de contrôle d'alimentation en carburant est temporairement interrompu pour libérer le rapport air/ carburant du contrôle par contre-réaction et que le moteur fonctionne dans une condition provoquant un abaissement important de la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement, et un moyen de commutation à commande électrique pour interrompre l'alimentation en courant de chauffage vers le réchauffeur du détecteur du rapport air/carburant tandis que le moyen de détection de condition de fonctionnement produit le signal de commande. Comme on l'auracompr!s à la lecture de ce qui précède, dans ce système de contrôle, le réchauffeur prévu avec le détecteur du rapport air/carburant sensible à l'oxygène est rendu inefficace tandis que le moteur fonctionne à une condition de forte charge avec l'alimenta- tion en mélange enrichi en carburant,en libérant temporai- rement le rapport air/carburant du contrôle par contre- réaction. Par conséquent, la couche d'électrolyte solide dans l'élément sensible à l'oxygène subit un abaissement de sa température, et par conséquent un abaissement de son activité (comme on le sait bien, l'activité de l'électrolyte solide conducteur de l'ion oxygène dépend fortement de la température). En conséquence, le taux de diffusion de l'oxygène de la couche formant électrode de référence à travers la couche d'électrolyte solide dans les gaz d'échappement baisse considérablement malgré l'abaissement de la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement. Par conséquent, la grandeur de la pression 2467297. partielle d'oxygène de référence establie du côté électrode de référence de la couche d'électrolyte solide ne baisse pas de façon importante pendant l'interruption temporaire de contrôle par contre-réaction du rapport air/carburant et, en conséquence, quand le contrôle par contreréaction reprend, le signal à la sortie du détecteur du rapport air/carburant sert de signal correct de contre-réaction et permet de contrôler avec précision le rapport air! carburant au rapport prédéterminé sans devoir attendre l'écoulement d'un temps sensible. De préférence, le sous-système ci-dessus mentionné est formé de façon à comprendre un moyen de contrôle d'intensité de courant pour augmenter temporairement l'intensité du courant continu s'écoulant dans la couche d'électrolyte solide du détecteur du rapport air/carburant à partir de l'intensité prédéterminée tandis que le signal de commande ci-dessus mentionné est produit, et en conséquence que l'alimentation en courant de chauffage vers le réchauffeur est interrompue. L'augmentation de l'intensité de courant est efficace pour augmenter la migration des ions oxygène à travers la couche d'électro- lyte solide vers la couche formant électrode de référence, et en conséquence, compense la tendance à l'abaissement de la pression partielle d'oxygène de référence. Par exemple, ce moyen de contrôle de l'intensité de courant peut être représenté par une combinaison d'une résistance déterminant l'intensité du courant et d'un dispositif de *commutation à commande électrique du type ouvert-fermé, provoquant la mise en court-circuit d'une partie de la résistance en réponse au signal de commande. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une représentation schématique d'un système d'un moteur à combustion interne comportant un système de contrôle du rapport air/carburant concerné par la présente invention; - la figure 2 est une vue schématique et en coupe d'un élément sensible à l'oxygène d'un détecteur du rapport air/carburant employé dans la présente invention; - la figure 3 est schéma de circuit montrant un circuit traditionnel pour amener un courant continu et constant à la partie sensible de l'élément sensible à l'oxygène de la figure 2 et un courant à un réchauffeur prévu sur le même 'élément sensible à l'oxygène; et - la figure 4 est un schéma de circuit montrant une construction fondamentale d'un système de contrôle de courant pour l'élément sensible à l'oxygène de la figure 2 dans le système de la figure 1, selon un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, le repère 10 désigne un moteur à combustion interne, qui peut être un moteur automobile, pourvu d'un passage d'induction12 et d'un passage d'échappement 14. En 16 est indiqué un dispositif d'alimentation en carburant à commande électrique ou électronique, comme des soupapes d'injection de carburant à commande électronique. Un convertisseur catalytique 18 occupe une section du passage d'échappement 14 et il contient un catalyseur à trois voies traditionnel. Pour accomplir le contrôle par contre-réaction du dispositif 16 d'alimentation en carburant afin d'amener constamment un mélange aircarburant stoehiométrique au moteur 10 pendant son fonctionnement normal et pour permettre ainsi au catalyseur à.trois voies dans le convertisseur de présenter ses meilleures efficacités de conversion, un détecteur 20 du rapport air/carburant (qui est un capteur d'oxygène en principe), est disposé dans le passage d'échappement 14 en une section en amont du convertisseur catalytique 180'Une unité de contrôle électronique 22 reçoit le signal à la sortie du capteur du rapport air/carburant 20 et applique un signal de contrôle au dispositif 16 d'alimentation en carburant, basé sur la grandeur de l'écart entre le rapport air/ carburant réel indiqué par le signal à la sortie du capteur 20 et le rapport air/carburant stoechiométrique. Comme on le comprendra ci-après en se référant à la figure 2, le détecteur 20 du rapport air/carburant comprend un élément sensible à l'oxygène du type nécessi- tant l'alimentation en un courant continu afin d'y établir une pression partielle d'oxygène de référence, et un réchauffeur électrique est prévu sur cet élément, L'unité de contrôle 22 comporte un circuit pour fournir un courant au réchauffeur du détecteur 20 du rapport air/carburant et un courant continu et constant à la partie sensible à l'oxygène de ce détecteur 20. Selon la présente invention, ce circuit d'alimen- tation en courant est modifié et a la fonction d'interrom- pre temporairement l'alimentation en courant vers le réchauffeur du détecteur 20 du rapport air/carburant tandis que le moteur 10 fonctionne en condition de forte charge o le contrôle par contre-réaction du rapport air/carburant est temporairement interrompu et le taux d'alimentation en carburant du dispositif 16 au moteur 10 est si fortement augmenté que cela provoque un écart considérable du rapport air/carburant, du rapport stoe- chiométrique sce côté riche, et, en conséquence., un - abaissement important de la concentration en oxygène dans lesgaz d'échappement. Pour détecter de telles conditions de fonctionnement, le système de contrôle de la figure 1 comporte un moyen de détection de condition de fonctionne- ment 24 et le signal à la sortie de ce moyen de détection 24 est appliqué au circuit modifié d'alimentation en courant dans l'unité de contrôle 22. De préférence, le circuit d'alimentation en courant a de plus la fonction d'augmenter temporairement l'intensité du courant qui est appliqué au détecteur 20 du rapport air/carburant pour établir une pression partielle d'oxygène de référence tandis que l'alimentation en courant chauffant est interrompue. Ces fonctions du circuit d'alimentation en courant selon l'invention et du moyen de détection 24 de condition de fonctionnement seront décrites en plus de détail ci-après. La figure 2 montre un exemple d'une construction d'un élément sensible à l'oxygène 30 du capteur d'oxygène employé comme détecteur du rapport air/carburant 20 dans le système de la figure 10 Cet élément 30 est du type révélé dans le brevet U.S. NO 4 207 159 ci-dessus mentionné. Un organe de base de cet élément sensible à l'oxygène 30 est un substrat 32 fait en un matériau de céramique comme de l'alumine. Un élément réchauffeur 34 est enfoui dans le substrat en alumine 32 parce que l'élément sensible à l'oxygène 30 présente son bon fonctionnement uniquement quand il est maintenu à des températures suffisamment élevées, c'est-à-dire supérieures à environ 5000C. Dans la pratique, le substrat 32 en alumine est obtenu en collant face à face deux feuilles d'alumine, dont chacune est pourvue d'un élément réchauf- feur 34 sous forme, par exemple, d'une couche de platine selon un motif approprié. Une couche formant électrode 36 est formée d'un côté du substrat 32 et, du même côté, une couche 38 d'un électrolyte solide conducteur de l'ion oxygène comme ZrO2 stabilisé par CaO ou Y203 est formée afin de couvrir sensiblement toute la zone de la couche formant électrode 36. Une autre couche formant élrectDd 40 est formée sur la surface externe de la couche d'électrolyte solide 38. Le platine est un exemple typique d'un matériau &ectroni- quement conducteur pour les couches formant électrodes interne et externe 36 et 40. Chacune de ces trois couches 36, 38, 40 est une couche mince en forme de pellicule (bien que ce soit une "couche épaisse" dans le sens de la technologie électro- nique courante), ainsi l'épaisseur totale de ces trois 2467297. couches n'est que de l'ordre de 20,tl, par exemple. Macroscopiquement, la couche formant électrode interne 36 est totalement protégée de l'atmosphère l'environnant par le substrat 32 et la couche d'électrolyte solide 38. Cependant, la couche d'électrolyte solide 38et la couche formant électrode externe 40 (la couche formant électrode interne 3 6également) sont microscopiquement poreuses et perméables aux molécules de gaz. Comme on le sait, ces trois couches 36, 38, 40 constituent une cellule de concentration d'oxygène qui produit une force électro- motrice quand il y a une différence de pression partielle d'oxygène entre le côté électrode interne et le côté éLectrode externe de la couche d'électrolyte solide 38. Cet élément 30 est étudié de façon à établir une pression partielle d'oxygène de référence à l'interface entre la couche formant électrode interne 36 et la couche d'électrolyte solide 38, en amenant extérieurement un courant continu à la cellule de concentration pour qu'il s'écoule à travers la couche d'électrolyte 38 entre les deux couches formant électrodes 36 et 40, tandis que la couche formant électrode externe 40 est exposée à un gaz soumis à la mesure comme les gaz d'échappement passant par le passage d'échappement 14 de la figure 1. En conséquence, l'électrode interne 36 sera appelée couche formant électrode de référence et la couche formant électrode externe 40 sera appelée couche formant électrode de mesure. Au substrat 32 sont fixées trois bornes conduc- trices 42, 44 et 46. La couche formant électrode de référence 36 est électriquement reliée à la borne 42 soit directement ou par un conducteur 37, et la couche formant électrode de mesure 40 est électriquement reliée à la borne 44, soit directement ou par un conducteur 41. L'élément réchauffeur 34 est relié aux bornes 4h et 46 soit directement ou par les conducteurs 33, 35, ainsi la borne 44 sert de borne à la masse, commune au réchauffeur 34 et à la cellule de concentration d'oxygène de l'élément 30. Le courant continu ci-dessus mentionné est amené à la cellule de concentration d'oxygène de façon à s'écouler de la borne 42 à la borne 44 à la masse par la couche d'électrolyte solide 38, et une force électro- motrice produite par la cellule de concentration d'oxygène est mesurée entre ces deux bornes 42 et 44. Dans le cas d'un dispositif pratique, l'élément sensible à l'oxygène 30 est sensiblement totalement couvert d'une couche protectrice poreuse etperméable aux gaz 48, en matériau de céramique. comme de l'alumine, du spinel le ou du zirconate de calcium. Le principe de la fonction de cet élement sensible à l'oxygène 30 a déjà été décrit dans la présente descrip- tion. La figure 3 montre un circuit d'alimentation en courant utilisé jusqu'à maintenant comme faisant partie de l'unité de contrôle correspondant à l'unité 22 de la figure 1 pour fournir un courant au réchauffeur 34 dans l'élément sensible à l'oxygène 30 de la figure 2 et un courant continu et constant à la cellule de concentration d'oxygène (sur la figure 3, représentée par une résistance 31) du même élément 30. Le courant de chauffage est amené au réchauffeur 38 directement d'une source d'alimentation en courant continu 56 comme la batterie, par des résistances habituelles et un commutateur principal (omis de l'illustration). Une partie 50 produisant un courant constant de ce circuit d'alimentation en courant est constituéed'un transistor à effet de champ 52 et d'une résistance 54 d'une façon bien connue. La source du transistor à effet de champ 52 est reliée à la borne positive de la source de courant 56 et le drain est relié à la borne 42 de l'élément sensible à l'oxygène 30 par la résistance 54, ainsi un courant continu et constant est forcé à s'écouler à travers la cellule de concentration d'oxygène 31 de la couche formant électrode de référence 36 vers la couche formant électrode de mesure 40, même s'il se 2467297. produit certains changements de la résistance interne de la cellule 31. Bien entendu, l'intensité du courant fourni par le circuit à la cellule 31 ne varie pas même si la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement varie considérablement. La figure 4 montre un mode de réalisation d'un système de contrôle d'alimentation en courant selon l'invention, qui est incorporé dans l'unité de contrôle 22 de la figure 1. Comme on peut le voir, ce système est basé sur le circuit d'alimentation en courant de la figure 3. Comme première modification, un premier commutateur 58 électriquement réglabletel qu'un relais électromagnétique ou un transistor de commutationest prévu entre la source de courant 56 et le réchauffeur 34 de l'élément 30 sensible à l'oxygène. Ce commutateur 58 est normalement à l'état passant pour établir la connexion du réchauffeur 34 à la source de courant 56 mais il passe à l'état non- passant quand le moyen de détection de condition de fonctionnement 24 de la figure 1 applique un signal de commande Sc à ce commutateur 58, éventuellement par un circuit de traitement de signaux (non représenté), pour déconnecter le réchauffeur 34 de la source de courant 56. Le signal de commande Sc est produit quand le moyen de détection de condition de fonctionnement 24 détecte que le contrôle par contreréaction du rapport air/carburant est interrompu et que le moteur 10 fonctionne à une condition de charge considérablement élevée avec l'alimentation en un mélange ayant un rapport air/carburant considérablement plus élevé que le rapport stoechiométrique0 L'interruption du contrôle par contre- réaction peut être détectée en surveillant le mode du signal de contrôle de taux d'alimentation en carburant produit par l'unité de contrôle 22. La détection d'une condition de fonctionnement à forte charge peut être obtenue en détectant ou en examinant au moins un paramètre des conditions de fonctionnement du moteur, qui peut être le degré d'ouverture d'une soupape d'étranglement, la 2467297. grandeur de la dépression à l'admission, le taux d'admis- sion d'air, l'état d'un signal de contrôle d'injection de carburant comme les durées des impulsions individuelles d'un signal impulsionnel, l'état de fonction de soupapes d'injection de carburant et/ou la vitesse de rotation du moteur. De même, la vitesse du véhicule peut être détectée en tant que paramètre supplémentaire. Ure condition inin- teritionnelle sera également détectée, o le signal de contrôle du taux d'alimentation en carburant continue à impliquer l'augmentation du taux d'alimentation en carburant pendant une trop longue période de temps. Une partie 60 de contrôle de l'intensité de courant dans le-système de la figure 4 est une modification de la partie 50 produisant un courant constant du circuit de la figure 3. Un transistor à effet de champ 62, correspondant au transistor à effet de champ 52 de la figure 3 a sa source reliée à la source de courant 56, et son drain est relié à la borne conductrice 42 et en conséquence à la cellule de concentration 31 de l'élément sensible à l'oxygène 30 par une résistance variable 64 à la place de la résistance fixe 54 de la figure 3. De plus, un second commutateur électriquement réglable 66 comme un relais électromagnétique ou un transistor de commutation est relié à la résistance variable 64, ainsi la valeur de cette résistance 64 diminue d'une valeur définie quand le second commutateur 66 prend-l'état passant. Alternative- ment, la résistance variable 64 peut être remplacée par deux résistances en série, le commutateur 66 étant relié de façon que l'une des résistances soit en court-circuit quand le commutateur 66 est à l'état passant. Le second commutateur 66 est normalement à l'état non-passant, ainsi un courant d'une intensité initialement déterminée est constamment amené à la cellule de concentra- tion 31. Cependant, ce commutateur 66 est également sensible au signal de commande S ci-dessus décrit et il prend l'état passant quand le signal de commande S est produit, c'est-à-dire quand le moteur fonctionne à une 2467297-. condition de forte charge et de faible rapport air/ carburant. Alors, la valeur de la résistance variable 64 diminue comme on l'a mentionné cidessus, et l'intensité du courant toujours forcé à s'écouler dans la cellule de concentration 31 de l'électrode de référence 36 vers l'électrode de mesure 40 augmente de façon correspondante. Comme on l'a décrit ci-dessus, une augmentation de l'intensité du courant s'écoulant dans l'électrolyte solide 38 de la cellule 31 vers l'électrode de mesure 40 provoque une augmentation de la migration des ions oxygène à travers cette couche d'électrolyte solide 38 vers la couche formant électrode de référence 36, ainsi il apparaît une tendance croissante dans la grandeur de la pression partielle d'oxygène de référence du c8té électrode de référence. En conséquence, en déterminant de façon appropriée la valeur de la résistance à soustraire de la valeur totale de la résistance 64 par la fonction du commutateur 66, il devient possible de maintenir la grandeur de la pression partielle d'oxygène de référence inchangée par rapport au niveau initialement voulu pendant le fonctionnement du moteur à une condition représentée par la présence du signal de commande S c en combinant les effets de l'interruption de l'alimentation en courant vers le réchauffeur 34 et de l'augmentation de l'intensité du courant s'écoulant dans la cellule 31. A la disparition du signal de commande S, le premier commutateur 58 reprend l'état passant et le second commutateur 66 reprend l'état non-passant, ainsi l'alimen- tation en courant vers le réchauffeur 34 reprend et l'intensité du courant de la cellule 31 retourne à son intensité initiale prédéterminée. L'élément sensible à l'oxygène 30 de la figure 2 peut également être utilisé pour la détection d'un rapport air/carburant non stoechiométrique, soit supérieur ou- inférieur au rapport stoechiométrique, en déterminant de façon appropriée l'intensité d'un courant continu forcé à s'écouler dans la couche d'électrolyte solide 38. Dans eagnbTpue.aaJ emmoo uoTaoaeold UT ep aapeo et sUBp eaAnfo ue sesTm ea ITadse uos %TeATns se9%nogxe %uos To -sealleS Ts suosTuuTqmoo saneI enb TsuTe Sqogp sue.&Xoum sep senbTuqoe. suesiATnb9 sep %u5nLTsuoo suaeom sel sno 5z puadmoo elle 'aeTInoTaud u 'etldmexep eaT%,nb 9uuop 9%l9 B,u Tnb 9%uesg9Jdea %e qTjogp UOTusTIyga ep epom nu e9%TmTt %uemeIllnu %seu uoTuAuT,I 'fnpuue, ueaE eagseAuT ea qTop %, meuanoo ep 9aTsueuT,I p 09 algai4uoo ep %TnoaTo np ToT eTaoaP Oz enbT!s9%poJ:ouO UT 'smO Ie%. un sUie *9 aouaea9gJ ep epoiaoelg,t sze. 0O7 eansem ap apoaloalegI ep uelmnoog,s %ueJnoo un oeaw auuoTouo o luemgI9a %eo puenb oe-Tn %uemelu?9 zse aueJe9agaJ ep euq;..xo,p eaIeTar.. d utoTssed eun alTqseQ9 anod %u'jnoo np 91TsuequTI op eiT. odmeq. 5 %iueVie2utIo el quuaeouoo uoTuAuT 8euesgad I eU p qaeouoo el *9ú eoue9a9ja op apoazoel9 uaemio$ eqonoo el sJeA O eanensm op epooaleT9 %uemoj eaqonoo lI ep 8ú epTlos e%&Ioaoelp aqonoo UT SUep Jelnoog,9s B %uesuoo %.e nuTquoo %uemnoo un aeSmo; ue jeuuoTouoT %uemel-e[9 ned O0 z aen3T UT ep oç eue.qxol BiqesUTsues %ueIG,9t *Z ealnST T Jns 9uesuadeaJ ed4 np euq2.,xo,i - elqTsue3s uemgI9 un %ssTITn ue enbTa.9moTqoeos uou %e 9uTmaegpgaJd %utsnq.so/aTs.zoddea un JaTueuTUm anod saTpn.9 %ue. anqab/aT/u iloddoai np etgaluoo ep senoleue u sem9qsXs sep q %uemeT29, enbIEddss uoTueA&uT eo.uesad 'S zetpuadeo eanbTlamooqpois azoddea un inq xnod %TeAe utueanqa/O/Te %xaoddea np uoTogaJ-eJuoo ed elagiuoo el uoTueAuTil p %Taogp snssep-To uoTesTlega ap apom el 81Z t6ZZ9tZ. - -g R E V E N D I C A T I O'N S 1.- Système pour le contrôle par contre-réaction du rapport air/carburant d'un mélange air-carburant fourni à un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen d'alimentation en carburant à commnnde électrique (16) prévu dans le système d'admission du moteur; un détecteur du rapport air/carburant (20) disposé dans un passage d'échappement du moteur et qui comporte un élément sensible à l'oxygène (30) du type à cellule de concentration d'oxygène, comprenant un substrat (32), une couche formant électrode de référence microscopiquement poreuse (36) formée sur ledit substrat, une couche microscopiquement poreuse (38) d'un électrolyte solide conducteur de l'ion oxygène formé sur ledit substrat afin de couvrir sensiblement totalement ladite couche formant électrode de référence et une couche formant électrode de mesure microscopiquement poreuse (40) formée sur ladite couche d'électrolyte solide et un réchauffeur électrique (34); un moyen de contrôle (22) de l'alimentation en carburant pour appliquer un signal de contrôle au moyen d'alimentation en carburant afin de contrôler le taux d'alimentation en carburant vers le moteur pour maintenir un rapport air/carburant prédéterminé en utilisant le - signal à la sortie du détecteur du rapport air/carburant comme un signal de contre-réaction; et un sous-système pour fournir un courant au réchauffeur dudit détecteur de rapport air/carburant et forcer un courant continu d'une intensité prédéterminée à s'écouler à travers la couche d'électrolyte solide dudit élément sensible à l'oxygène de ladite couche formant électrode de référence (36) vers ladite couche formant électrode de mesure (40), pour provoquer une migration des ions oxygène à travers ladite couche d'électrolyte solide>.de ladite couche formant électrode de mesure vers ladite couche formant électrode de référence, pour établir ainsi une pression partielle d'oxygène de référence à l'interface entre ladite couche formant électrode de référence et ladite couche d'électrolyte solide, ledit sous-système comprenant un moyen de détection (24) de condition de fonctionnement produisant un signal de commande (Sc) quand le fonctionnement dudit moyen d'alimentation en carburant (22) est temporairement interrompu pour libérer le rapport air/carburant du contrôle par contre-réaction et quand le moteur fonctionne dans une condition telle que cela provoque un abaissement considérable de la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement, et un moyen de commutation électriquement réglable (58) pour interrompre 1'alimentation en courant vers ledit réchauffeur tandis que ledit moyen de détection de condition de fonctionnement produit ledit signal de commande (S), ainsi l'activité de ladite couche d'électrolyte solide dans ledit élément sensible à l'oxygène baisse tandis que ledit signal de commande est produit, avec pour effet d'empêcher un abaissement important de ladite pression partielle d'oxygène de référence à partir d'un niveau prédéterminé sous l'in- - fluence de la concentration abaissée en oxygène dans les gaz d'échappement. 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le soussystème précité comprend un moyen de contrôle de l'intensité de courant (60) pour augmenter l'intensité du courant continu traversant la couche d'électrolyte solide précitée par rapport à l'intensité prédéterminée, quand le moyen de détection de condition de fonctionnement précité produit le signal de commande (S), afin d'augmenter ainsi la migration des ions oxygène à travers ladite couche d'électrolyte solide vers la couche formant électrode de référence précitée. 3.- Système selon l'une quelconque des 2467297-- revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen précité de détection de fonctionnement(24) a pour fonction de détecter au moins le degré d'ouverture d'une soupape d'étranglement prévue dans un passage d'induction du moteur, la grandeur de la dépression à l'admission du moteur, le débit d'air attiré dans le moteur, la vitesse de rotation du moteur, l'état réel de la fonction du moyen d'alimentation en carburant ou l'état réel d'un système pour contrôler la fonction dudit moyen d'alimentation en carburant. 4.- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de contrôle d'intensité de courant (60) précité comprend une résistance variable (64) reliée en série avec la couche d'électrolyte solide précitée de l'élément sensible à l'oxygène précité pour déterminer l'intensité prédéterminée du courant forcé à s'écouler à travers ladite couche d'électrolyte solide et un moyen de commutation électriquement réglable (66) relié à-ladite résistance (64) pour mettre une partie de ladite résistance en court-circuit tandis que le moyen de détection de condition de fonctionnement (24) précité produit son signal de commande (S). 5.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réchauffeur (34) précité est enfoui dans le substrat (32) précité de l'élément sensible à l'oxygène- précité. 6.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport air/carburant prédéterminé précité est un rapport stoechiométrique.