Brevet FR2715971A1 — publié le 19950811

L'invention est relative à un dispositif de régulation de l'injection de carburant dans un moteur à combustion à deux rangées de cylindres, par exemple disposées en V. Elle conceme plus particulièrement les moteurs de ce type dans lesquels les gaz d'échappement de chaque rangée de cylindres sont amenés à un conduit commun par l'un de deux conduits amont de longueurs inégales, un catalyseur principal et un précatalyseur étant respectivement placés sur le conduit commun et sur le conduit amont le plus long. II est connu d'effectuer la régulation de l'injection et plus précisément de la richesse en carburant du mélange gazeux admis dans les cylindres au moyen d'un calculateur électronique recevant notamment des signaux d'une sonde à oxygène placée en amont d'un catalyseur, et de contrôler l'efficacité de ce demier et de la sonde de régulation au moyen d'une sonde de diagnostic placée en aval du catalyseur. Cette régulation provoque une variation du taux d'oxygène des gaz d'échappement, de sorte que le catalyseur fonctionne altemativement en réducteur d'oxydes d'azote et en oxydant d'hydrocarbures et d'oxyde de carbone continus dans les gaz. Il en résulte un cycle de régulation dont la durée, et par suite la fréquence, dépend notamment de la longueur du conduit amont d'échappement. Le fonctionnement du catalyseur et le diagnostic de la sonde aval sont satisfaisants quand cette fréquence avoisine une valeur constante de quelques hertz et quand l'amplitude des variations du taux d'oxygène est sensiblement constante. Dans le cas d'un moteur à deux rangées de cylindres, du type susmentionné à deux catalyseurs, I'emploi d'une seule sonde de régulation en amont du catalyseur principal procure la même correction d'injection dans les deux rangées de cylindres, ce qui n'est pas compatible avec l'inévitable dispersion des richesses -en carburant à l'admission et en taux d'oxygène à l'échappement- entre les deux rangées de cylindres; il en résulte un fonctionnement aléatoire du précatalyseur et de la sonde de diagnostic associée. L'emploi d'une sonde de régulation dans chacun des deux conduits amont permet de corriger séparément I'injection dans les deux rangées de cylindres, mais les cycles de régulation s'effectuent alors à des fréquences differentes et avec des déphasages qui pertubent le fonctionnement du catalyseur principal et de sa sonde de diagnostic. L'invention vise à éviter ces inconvénients en proposant un dispositif de régulation d'injection, pour moteur à deux rangées de cylindres et avec un catalyseur principal sur unconduit commun et un précatalyseur sur un conduit amont, qui procure un fonctionnement correct et fiable de ces catalyseurs et des sondes de diagnostic qui y sont associées, à une fréquence et une amplitude à peu près constantes des cycles de variation de richesse à l'admission et du taux d'oxygène dans les gaz d'échappement. A cet effet, le dispositif selon l'invention, du type susmentionné avec catalyseur principal dans un conduit commun et précatalyseur dans le plus long de deux conduits amonts, et avec sonde de régulation dans le conduit commun, en amont du catalyseur principal, reliée à un correcteur d'injection, est caractérisé en ce qu'une seconde sonde de régulation est disposée en amont du précatalyseur et reliée à un second correcteur d'injection, le correcteur relié à l'une de ces deux sondes agissant sur l'injection de carburant dans les deux rangées de cylindres de manière à réguler au mieux le taux d'oxygène des gaz parvenant directement au catalyseur associé à cette sonde à partir de lune des rangées de cylindres, et i'autre correcteur agissant sur l'injection de carburant dans l'autre rangée de cylindres seulement, de manière à rectifier la régulation -des gaz s'échappant de cette rangée. Selon quelques caractéristiques intéressantes de l'invention, - le correcteur agissant sur l'injection dans les deux rangées de cylindres est relié à la sonde de régulation placée dans le conduit commun; - une sonde de diagnostic est disposée en aval de chaque catalyseur et reliée au même correcteur que la sonde de régulation correspondante; - le correcteur agissant sur une seule rangée de cylindres agit plus lentement que l'autre correcteur. Un mode de réalisation du dispositif selon l'invention est décrit ciaprès, avec référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est une vue schématique d'un moteur à combustion I à deux rangées de cylindres 2a, 2b disposées en V et alimentés séparément en carburant par des injecteurs 3a, 3b commandés par un calculateur électronique 4. Les gaz d'échappement provenant des deux rangées de cylindres sont amenés à un conduit commun 5 respectivement par deux conduits amonts 6a, 6b de longueurs inégales. Un catalyseur principal 7 et un précatalyseur 8 sont respectivement disposés dans le conduit commun 5 et dans le plus long 6a des deux conduits amonts. Selon l'invention, deux sondes à oxygène de régulation 9a, 9b sont placées l'une 9b dans le conduit commun, en amont du catalyseur principal, I'autre 9a dans le conduit amont 6a, en amont du précatalyseur, et elles sont reliées électriquement chacune à l'un de deux correcteurs 10a, 10b inclus dans le calculateur. A chacun de ces correcteurs est également reliée une sonde de diagnostic I la, I lb placée en aval du catalyseur correspondant. Le calculateur, à partir de nombreux paramètres usuels tels que le débit de l'air admis dans les cylindres, adresse aux injecteurs des signaux de durée d'injection, la richesse du mélange airearburant admis dans les cylindres étant proportionnelle à cette durée. Les correcteurs 1 Ca et I Ob agissent sur cette durée, pour enrichir ou appauvrir le mélange admis, en fonction des signaux reçus provenant des sondes 9a, lia et 9b, lIb. Le correcteur 10b agit sur les injecteurs des deux rangées de cylindres selon un facteur de correction K1 en provoquant une régulation optimale de la richesse du mélange admis dans la rangée 2b et par suite du taux d'oxygéne des gaz s'en échappant et parvenant directement au catalyseur principal associé à la sonde 9b reliée à ce correcteur, cette régulation s'effectuant suivant un cycle dont la fréquence dépend notamment de la longueur du conduit 6b. Le correcteur 1 osa agit seulement sur les injecteurs de la rangée de cylindres 2a, selon un paramètre K2 qui, superposé au paramètre K1, rectifie la régulation de la richesse du mélange admis dans la rangée 2a et par suite du taux d'oxygène des gaz s'en échappant et parvenant directement au précatalyseur associé à la sonde 9a reliée à ce correcteur. Le calculateur est agencé de manière que cette seconde de régulation, de moindre amplitude que la première à laquelle elle se superpose, s'effectue suivant un cycle beaucoup plus lent que la première pour ne pas en perturber la fréquence. Cet aménagement permet donc de corriger au mieux les éventuels écarts de richesse de mélange admis dans les deux rangées, et de réaliser la régulation à une fréquence sensiblement constante proche d'une valeur compatible avec un bon fonctionnement des catalyseurs et des sondes de diagnostic. En variante, c'est la sonde de régulation 9a associée au précatalyseur 8 qui est reliée au correcteur agissant sur l'injection dans les deux rangées de cylindres, l'autre sonde de régulation 9b étant alors reliée à un correcteur agissant seulement sur l'injection dans la rangée 2b pour y rectifier la régulation. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de régulation de l'injection de carburant dans un moteur à combustion à deux rangées de cylindres, dans lequel les gaz d'échappement de chaque rangée sont amenés à un conduit commun par l'un de deux conduits amonts de longueurs inégales, un catalyseur principal et un précatalyseur étant respectivement placés dans le conduit commun et dans le plus long des deux conduits amonts, et une sonde de régulation étant disposée dans le conduit commun, en amont du catalyseur principal, et reliée électriquement à un correcteur d'injection, caractérisé en ce qu'une seconde sonde de régulation (9a) est disposée en amont du précatalyseur (8) et reliée à un second correcteur d'injection (10a), le correcteur (lOb) relié à l'une (9b) de ces deux sondes agissant sur l'injection de carburant dans les deux rangées de cylindres (2a, 2b) de manière à réguler au mieux le taux d'oxygène des gaz parvenant directement au catalyseur (7) associé à cette sonde à partir de l'une (2b) des rangées de cylindres, et l'autre correcteur (1 osa) agissant sur l'injection de carburant dans l'autre rangée de cylindres (2a)seulement, de manière à rectifier la régulation des gaz s'échappant de cette rangée. 2 - Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le correcteur (lob) agissant sur l'injection dans les deux rangées de cylindres (2a, 2b) est relié à la sonde de régulation (9b) placée dans le conduit commun (5). 3 - Dispositif de régulation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une sonde de diagnostic est disposée en aval de chaque catalyseur et reliée au même correcteur que la sonde de régulation correspondante. 4 - Dispositif de régulation selon l'une des revendications là 3, caractérisé en ce que le correcteur agissant sur une seule rangée de cylindres agit plus lentement que l'autre correcteur.