16 février 2015 1 16 /02 /février /2015 21:53

 

2.2-Chaine de commande électrique

 

 

Cette chaîne est purement électrique. Le calculateur (ECU) reçoit des paramètres électriques qu'il exploite afin de commander les injecteurs en conséquence. C'est le seul élément que commande le calculateur Jetronic.


Le principe de fonctionnement consiste à déterminer en fonctions des paramètres reçues, la quantité d'essence à injecter.


Le moteur ne travaille pas toujours dans les mêmes conditions. Suivant ces différentes phases d’utilisation du moteur, la richesse du mélange doit varier afin d’optimiser son fonctionnement.
La richesse du mélange air/essence n’est donc pas fixe et dépends de la phase de fonctionnement du moteur.
On considère fonctionnement "normal", une utilisation du moteur en régime stabilisé à une température normale: c'est le dosage idéal 14,7/1 qui correspond donc au calcul de la richesse de base. C'est un compromis entre puissance et consommation carburant. Ce coefficient est diminué en fonction de la phase d'utilisation (accélération, stabilisation de ralenti) pour gagner de la puissance mais au détriment de la consommation.

Note : La richesse est le rapport entre le dosage réel et le dosage idéal.


courbepuissanceconso
Chaque phase nécessite donc un taux d'enrichissement du mélange adapté, le calculateur est chargé de détecter ces phases puis d'effectuer une correction (toujours en augmentation) de la richesse de base 14,7/1 calculée à partir du débitmètre.

Le contrôle et l’adaptation de la richesse du mélange en fonction des conditions de travail du moteur est le point essentiel du fonctionnement du système LE2-JETRONIC.


Les paramètres reçus par le calculateur sont :
(a).Régime moteur (signal commande de bobine d'allumage) pour établir la frequence d'ouverture des injecteurs.
(b).Débit d'air (signal débitmètre) pour établir la richesse de base.
(c).Température d'air (signal débitmètre) pour établir la richesse de base.
(d).Sonde de température moteur (signal sonde de température moteur CTN) pour corriger la richesse de base lors de la montée en température.
(e).Etat de charge (signal contacteur papillon, 2 positions lues : butée mini et butée maxi) pour corriger la richesse de base.


Note : b et c sont liés car sont lus grâce au débitmetre

 

Avec ces paramètres, le calculateur :
(a).Etabli un signal brut à partir de l'allumage.

(b+c).Effectue la chaine de calcul déterminant le dosage idéal de base.

(d).Augmente la richesse lors de la montée en température.
(e).Effectue la correction du coefficient d'enrichissement suivant son mode de travail.




-Suivant le mode-> adaptation différente de la richesse :
.Pas d'ouverture injecteurs=coupure alimentation du moteur
.Temps d'ouverture minimum injecteurs=mélange de base (14,7g d'air pour 1g d'essence)
.Temps d'ouverture injecteurs long= mélange riche
.Temps d'ouverture injecteurs maximum= mélange très riche
Attention: C'est une variation de richesse et non pas un changement d'état.
Note : Un mélange pauvre ne peut être que suite à un défaut (souvent une prise d'air par non mesurée par le débitmètre). Ce n'est pas un fonctionnement normal (hormis coupure des injecteurs en mode décélération).
 

tableaurichesse.jpg
Note : La phase d’accélération légere n'est pas un mode de fonctionnement du calculateur. Lors de ce type  d'accélération, le mélange est enrichi de par la conception du conduit d'admission. A ne pas confondre avec le mode pleine charge qui lui est un mode calculateur correspondant à pied au plancher !!!



-Comment est contrôlée la richesse du mélange?

 

La richesse d'un mélange est le rapport entre le dosage réel et le dosage idéal de carburant présent par rapport à l'air. Ce rapport air/carburant doit être précis pour assurer la puissance du moteur sans pénaliser la consommation.
Le système d’injection va permettre, de par son principe d’adaptation rapide d'enrichissement, d’augmenter la puissance moteur uniquement au moment de la demande. La consommation carburant est ainsi diminuée et limitée en phase d’utilisation normale (fonctionnement basique). Cependant, l’enrichissement du mélange ne doit pas être influencé par la montée en régime et l’augmentation du débit d’air aspirée.

La fonction fondamentale du calculateur est de respecter la proportion entre :
.Quantité d’essence (paramètre commandé)
.Quantité d’air (paramètre lu)

L’alimentation finale d’essence se fait par les injecteurs. Ils sont commandés électriquement en ouverture.
Ils ont un débit constant et leur contrôle se fait uniquement sur leur durée d'ouverture. Leur débit étant connu, la durée d'ouverture détermine directement la quantité d'essence injectée. (Quantité=Débit(constant) x Temps )
La durée d'ouverture d'injecteur permet de contrôler précisément la quantité d'essence injectée.
--->La quantité d'essence injecté est régulé par la durée d'ouverture injecteurs contrôlés par le calculateur.

Le débit d'air est régulé manuellement par la pédale d'accélérateur en ouvrant plus ou moins le papillon. C'est donc l'action du conducteur qui détermine le débit d'air aspirée.
Le calculateur n'a aucun contrôle sur ce paramètre, il ne fait que le lire afin de connaitre la quantité d’air aspirée par cycle.
--->Le débit d'air rentrant est régulé par le papillon contrôlé par le conducteur.


Tout le principe repose sur la lecture de la quantité d’air aspirée par cycle puis d’injecter dans ce même cycle la quantité d’essence adéquate.
La lecture de la quantité d’air se fait grâce au débitmètre qui donne à chaque instant le débit d’air instantané aspiré par le moteur.
Attention, cette lecture est une variation de débit d'air instantané et non pas une quantité. Il faut donc convertir la mesure de débit d'air aspiré en quantité d'air aspirée afin de pouvoir établir une proportion entre la quantité d'air et la quantité d'essence. Un référentiel de temps est nécessaire. C'est le signal de régime moteur qui sert de référence temps permettant de connaitre les cycles.
Rappel : Quantité(kg)=Débit(kg/s) x Temps(sec) -> sans le temps, il y a impossibilité de connaitre la quantité.

Le régime moteur est la référence temps, ce signal est le point de départ de la chaine de calcul..



-Conversion du débit d’air instantanée en quantité d’air par cycle :

Le débit d'air dans le débitmètre exerce une force sur le volet sonde du débitmètre. Cette force influence la position du volet. La section de passage de l’air étant connue, la position indique le débit volumique instantané.
->débit volumique (m3/sec), valeur instantanée tenant compte de la position volet débitmètre
La température mesurée de l'air permet de connaître sa densité. Ce coefficient de densité est appliqué au débit volumique instantané mesuré donnant ainsi un débit massique instantané.
->débit massique (kg/sec), valeur instantanée tenant compte de la position volet débitmètre+température d'air
Le régime moteur sert de base de calcul ce qui permet d'intégrer une référence de temps. Ce référentiel temps permet de convertir indirectement le débit d'air instantané en quantité d'air aspirée par cycle.
->quantité d’air (kg), valeur par cycle tenant compte de la position du vole débitmètre+température d'air+régime moteur
Rappel : Quantité(kg)=Débit(kg/s) x Temps(sec)

Le calculateur multiplie la quantité d'air mesurée par le coefficient d'enrichissement 1/14,7 afin d'obtenir la quantité d'essence idéale à injecter. (Le dosage idéal est de 14,7/1 appelé rapport stœchiométrique)
Cette valeur d'enrichissement sert de base et correspond à une utilisation basique du moteur : charge partielle
Ce signal de base est ensuite corrigé en fonction des paramètres détectés.



-Les paramètres de base du contrôle de la richesse :

(a)-régime moteur
(b)-température d'air d'admission
(c)-débit d'air d'admission

.(a)-l'info de régime est prise sur la borne (-) de la bobine d'allumage.
Le système d'injection se sert donc de l'allumage pour établir un signal de base qui est le reflet du régime moteur. Il est point d'entrée de la chaine de calcul.

Rappel : L'allumeur, placé sur l'arbre à came, possède un générateur d'impulsions.
Ce générateur d'impulsion se compose d'un rotor comportant 4 branches (1 par cylindres) entraîné par l'arbre à came. Un bobinage détecte les variations d'entrefer au passage des branches. C'est un capteur inductif de type électromagnétique (ce n'est pas un capteur à effet hall).
generateurd'impulsion


Chaque passage d'une branche devant le capteur génère une impulsion. 4 impulsions sont crées par tour d'arbre à came soit 2 impulsions par tour de vilebrequin.
signalgenerateur.jpg
Ces impulsions sont véhiculées par un fil blindé afin d’éviter qu'elles ne soit parasité ce qui pourrait faire croire à des montées de régime.
Le signal est envoyé au module amplificateur pour le rendre exploitable.
Le rôle de ce module est d'élever le signal au même potentiel que la tension du réseau de bord. Le signal passe à 0V à chaque impulsion ce qui produit une différence de potentiel sur l'enroulement primaire de la bobine déclenchant ainsi une étincelle.
Par conséquence: Le passage d'une branche devant le capteur du générateur produit une impulsion amplifiée par le module d'allumage déclenchant une étincelle sur la bougie du cylindre concerné grâce à la DDP produit sur l'enroulement primaire de la bobine.


La borne (-) de la bobine est donc le point de référence temps du système d'injection. Il est le reflet du régime moteur. Chaque impulsion représente un demi-tour de vilebrequin. C'est le signal de base du calculateur. Toute la chaine de calcul repose sur ce signal référence temps permettant ainsi de convertir le débit d'air aspirée en quantité d'air aspirée lors d'un cycle de calcul.
L'info de régime se décompose en 2 valeurs :
.Moment de déclenchement du cycle de calcul
.Fréquence du cycle de calcul


signaldallumage2
Ligne 1 : moment d'ouverture des soupapes et déclenchement de l'allumage.
Ligne 2 : impulsions générées par l'allumeur déclenchant l'étincelle.
1 impulsion représente un 1/2 tour de vilebrequin->La fréquence des impulsions est le double du régime moteur.
Il suffira au calculateur de diviser par 2 la fréquence des impulsions pour connaitre le régime moteur réel.


L'info d'allumage est envoyée à la borne 1 de l'ECU via le compte tour. Le compte tour affiche donc le signal d'allumage divisé par 2 reçue par l'ECU.
detectionregime.jpg
Note : Le signal du générateur est une impulsion de faible niveau de tension ce qui le rend vulnérable aux parasites. La tresse du blindage doit obligatoirement être à la masse. Eloigner ce fil de la bobine et des fils HT !!!
Note : Le signal est aussi reçu par le relais tachymétrique pour l'alimentation électrique du système d'injection.

Forme théorique du signal produit par le module d'allumage: En réalité la forme du signal est très différente en raison du temps de charge et décharge de la bobine.

signalbobine.jpg

C'est donc une tension alternative, le fil véhiculant le signal doit aussi être blindé. La fréquence est deux fois celle du régime moteur.
blindage2.JPG


.(b)-La température d'air
et
.(c)-le débit de l'air d’admission sont donnés par le débitmètre.
L’écoulement de l'air aspiré exerce une force sur le volet qui contre un ressort. Le tarage de ce ressort est donc important: éviter d'y toucher. Une sonde de température soumis au flux d'air mesure la température d'air d'admission.
lecturedebit.jpg

A noter, qu'il y a 2 volets : 1 principal recevant la force de l'air et 1 d'amortissement solidaire du premier créant un volume d'air amortisseur. Ceci afin d’avoir une meilleure précision dans la lecture et aussi d’éviter les oscillations économisant les pistes du potentiomètre.
coupedebitmetre-copie-1.gif

On retrouve sur le débitmètre la vis de réglage richesse: Voir chapitre fonctions externes au calculateur pour explication.

Ces volets sont couplés à un potentiomètre. Le débitmètre étant donc alimenté en 12V (principe du potentiomètre) envoie une tension électrique proportionnellement à la position du volet.
La valeur de température est connue grâce à la variation de résistance de la sonde température intégrée au débitmètre. Cette thermistance influence directement la valeur de tension fonction position volet envoyée à l'ECU. Le signal généré par le débitmètre est lue en bornes 7 et 8 de l'ECU.
internedebitmetre2.jpg
internedebitmetre-copie-1.jpg


La combinaison de ces 3 paramètres (a),(b)et(c) indique précisément au calculateur la masse d'air aspirée par cycle.
Il ne lui reste plus qu’à injecter la quantité d’essence en régulant le temps d’ouverture des injecteurs lors du cycle du moteur.

L'injecteur est placé juste devant les soupapes d'admission:
coupeinjecteur.jpg

De cette manière, c'est le moteur qui aspire le mélange et non l'injecteur qui gave le cylindre
Avec ce principe, le moment d'ouverture de l'injecteur lors d'un cycle n'a donc pas d'importance ce qui autorise :
.L'injection du carburant en plusieurs fois.
.Une commande électrique commune pour tout les injecteurs.


commandeinjecteur.jpg
La solution retenue est de les alimenter en 12V lorsque le moteur tourne grâce au relais tachymetrique. La commande commune se fait par la masse via un fil commun : borne 12 du calculateur.
De ce fait, les durées d'ouverture des injecteurs sont toutes identiques.

 

 

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