Electronique - sonde - capteur moteur
Le système de commande entièrement électronique Digifant a été mis en service pour le moteur 1.8 G60. Tous les systèmes individuels - injection, allumage, coupure d'alimentation en décélération, stabilisation du ralenti et régulation de pression de suralimentation - sont intégrés dans l'appareil de commande Digifant (le boîtier électronique pour ceux qui ne connaissent pas trop).
Propriétés de fonctionnement
en cas d'urgence
A l'occasion d'un test de plausibilité, on contrôle si les signaux de départ des détecteurs représentés sur la figure se trouvent dans la plage nominale. En présence d'un défaut (par exemple court-circuit ou coupure), le signal du détecteur correspondant est remplacé par une valeur fixe mémorisée.
Avantages :
* Le véhicule reste prêt à fonctionner.
* On évite des dommages sur le moteur et des frais de réparation élevés.
Le fonctionnement est le suivant :
Le signal de régime du transmetteur de Hall ainsi que le signal de charge du détecteur de pression sont à la base de la cartographie spécifique au moteur. Cette cartographie de base est corrigée par des informations sur la température du liquide de refroidissement et la composition des gaz d'échappement ; elle est utilisée par ailleurs pour adapter le point d'allumage ainsi que le temps d'injection à chaque état de fonctionnement.
Une adaptation aux autres conditions de marche du moteur est réalisée grâce à des informations supplémentaires sur la température de l'air et la position du papillon livrées par les contacteurs de ralenti et de pleine charge.
Par des signaux de tension, le détecteur de cliquetis informe l'appareil de commande s'il se produit des cliquetis pendant la combustion. Un démarrage ainsi que des facteurs comme le fonctionnement du climatiseur et de la boite de vitesse automatique qui ont une influence sur le ralenti sont pris en compte.
Transmetteur de température du liquide de
refroidissement ou sonde bleue
Le transmetteur de température du liquide de refroidissement est conçu comme une résistance. Selon la température du liquide de refroidissement, il envoie la valeur de résistance appropriée au boîtier électronique. En traitant ce signal provenant de la sonde, le boîtier électronique détermine en fonction de la température la durée d'injection qui est comprise entre 2 et 8 m/s pour un moteur chaud.
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Lorsque la température du liquide de refroidissement est de -25 °C, il se produit une prolongation du temps d'injection en fonction du régime qui peut atteindre une effectivité de 100 % max., mais qui est ramenée à "0" lorsque la température de fonctionnement est atteinte.
La puissance du courant de commande pour la soupape de stabilisation du ralenti (régime de ralenti) et la modification du point d'allumage sont également déterminées.
Le signal du transmetteur est également utilisé pour :
* l'enrichissement au départ à
froid jusqu'à 60 °C
* l'enrichissement à l'accélération (sur toute la plage de température)
* l'enrichissement dans la phase postérieure au démarrage (sur toute la plage de
température)
* la coupure d'alimentation en décélération > 50 °C
* le positionnement de la soupape de stabilisation du ralenti lors du démarrage.
Nota :
En cas de coupure du signal pendant que le moteur fonctionne, le boîtier
électronique commute de nouveau sur le réglage de base du point d'allumage et il
ne se produit plus d'avance à l'allumage.
En cas de coupure avant le démarrage, le boîtier électronique commute sur la
valeur cartographique correspondante à l'état "moteur chaud" (> 60 °C). Pour les
réglages de base du moteur - à savoir point d'allumage, ralenti et teneur en CO
-, la fiche doit être retirée de la sonde bleue.
Détecteur de pression
Un détecteur semi-conducteur piézo-résistif est utilisé pour mesurer les charges respectives du moteur. "Piézo-résistif" signifie qu'il s'agit d'une résistance dont le fonctionnement est assujetti à la pression. Elle est intégrée dans l'appareil de commande et les pressions respectives de la tubulure d'admission lui sont communiquées par un flexible relié à la tubulure d'admission. Le détecteur de pression est un indicateur de pression absolue et sa plage de mesure s'étend environ entre 0 et 2 bar. La charge du moteur qui est détectée se rapporte à la pression absolue et momentanée dans la tubulure d'admission. C'est pourquoi des changements de pression atmosphérique, comme par exemple lors de trajets effectués en montagne, n'ont aucune influence sur la composition du mélange.
Le fonctionnement est le suivant :
L'élément de mesure lui-même
est un chip en cristal de silicium placé sur une platine. Une minuscule
dépression se trouve enfermée à l'intérieur. Elle sert de base à la mesure de la
pression de la tubulure d'admission. Le façonnage du chip a été calculé de telle
manière que la surface représente une membrane bien définie. Sur cette membrane
se trouvent des résistances reliées en un montage. Elles ont la particularité de
modifier leur résistance électrique en fonction de la déformation qu'elles
subissent.
Cette modification de la résistance sert de signal au microprocesseur placé dans
le boîtier électronique et est utilisée, en liaison avec le signal du régime,
pour déterminer le point d'allumage et la durée d'injection. De plus, ce signal
est utilisé pour la régulation de la pression de suralimentation et
l'enrichissement à l'accélération.
Nota :
En cas de rupture de signal ou de court-circuit, le boîtier électronique commute
sur "programme de secours". Pour le point d'allumage et la durée d'injection, ce
"programme de secours" fonctionne avec des valeurs de charge du moteur et de
régime moyennes.
Allumeur
L'allumeur utilisé est dépourvu d'avance centrifuge à dépression. Lorsque le vilebrequin est à 78 ° et à 6 ° avant le PMH (Point Mort Haut) le transmetteur de Hall envoie par cylindre un signal de tension au boîtier électronique. Ces signaux sont utilisés pour :
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l'angle d'allumage et l'angle de fermeture
* la durée d'injection
* la stabilisation du ralenti
* la limitation du régime
Nota : Sans signal de Hall, le moteur ne peut pas fonctionner.
Contacteur de papillon
Les contacteurs de ralenti et de pleine charge fournissent au boîtier électronique une information concernant le positionnement du papillon. Au repos, le contacteur de ralenti est fermé et fournit au boîtier électronique un signal de masse au niveau de la borne 11 de la fiche de raccordement.
En position repos, le contacteur de pleine charge est ouvert. A pleine charge, il est fermé et fournit au boîtier électronique un signal de masse au niveau de la borne 15 de la fiche de raccordement.
Le signal du contacteur de ralenti est utilisé pour :
* la stabilisation du ralenti
* la coupure d'alimentation en décélération
* la courbe caractéristique d'allumage en décélération.
Le signal du contacteur de pleine charge est utilisé pour l'enrichissement à pleine charge (à partir de 2250 l/min)
Nota : En cas de coupure de signal venant du contacteur de ralenti ou de pleine charge, les fonctions susmentionnées ne peuvent être commutées.
Détecteur de cliquetis
Il est utilisé ici le détecteur de cliquetis avec une douille en acier intégrée qui assure une meilleure transmission des vibrations au piézoélément et protège le détecteur de cliquetis de déformations.
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Signal du détecteur |
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Combustion régulière |
Combustion irrégulière |
Le fonctionnement est le suivant :
Le détecteur de cliquetis fonctionne selon le
principe piézoélectrique, la céramique piézoélectrique intégrée transformant les
vibrations du moteur en signaux de tension électrique par sa propre déformation.
Ces signaux de tension servent de base au boîtier électronique pour corriger le
"point d'allumage cliquetant" momentanément.
La force de ces signaux de tension (3 - 4 V maxi) est fonction de l'intensité
des vibrations du moteur qui sont elles-mêmes déterminées par la régularité ou
l'irrégularité de la combustion.
Des combustions avec cliquetis déclenchent des vibrations sur le bloc-moteur
allant de 7 à 12 KHz. Comme par ailleurs les groupes d'organes auxiliaires
produisent également des vibrations dans cette plage de fréquences, la capacité
du détecteur de cliquetis "d'entendre" des combustions irrégulières a été
limitée à env. 12 KHz, ce qui a été obtenu par l'emploi d'un nouvel obturateur
(bouchon antigel) placé sur le détecteur de cliquetis dans le bloc-moteur.
Nota : en cas de rupture du signal, il n'y a plus aucune injection à partir d'une charge du moteur d'env. 1 bar.
Transmetteur de
température d'air d'admission avec potentiomètre de CO
Le transmetteur de température d'air d'admission (G42) et le potentiomètre de CO (G74) sont réunis en un composant. Le transmetteur de température d'air d'admission est une résistance. Un changement de la température de l'air d'admission est directement lié à la densité de l'air.
Cet effet est utilisé pour corriger la durée d'injection et donc pour la formation du mélange sur une plage de température de l'air d'admission allant de -24 °C à 100 °C.
Lorsque la température de l'air d'admission est de -24 °C, la durée d'injection est prolongée de 25 %, cette prolongation étant ramenée à "0" au fur et à mesure que la température croît (100 °C maxi).
Le potentiomètre de CO permet de réaliser un réglage de base du moteur. Suivant la façon dont il est réglé, il fournit au boîtier électronique une résistance d'une valeur comprise entre 0 et 2000 Ohm. Suivant la valeur de résistance du potentiomètre de CO, il se produit une élévation ou un abaissement de l'ensemble de la cartographie pour la durée d'injection.
C'est dans la plage de ralenti que la modification de réglage du potentiomètre de CO a la plus grande influence sur la durée d'injection puisqu'elle peut alors aller de +25 % à -20 %. En charge partielle, l'influence varie entre +10 % et -10 %. En raison de l'information de charge venant du détecteur de pression, il n'y a aucune modification de la durée d'injection en pleine charge.
Nota : Dans un test de plausabilité, on contrôle si les signaux de sortie du transmetteur de température de l'air d'admission et du potentiomètre de CO se trouvent dans la plage nominale. En présence d'un défaut, le signal correspondant est remplacé par une valeur fixe mémorisée : 45 °C pour le détecteur de température d'air d'admission et 1 k-Ohm pour le potentiomètre de CO.
Contacts 1 + 3 pour la valeur
de résistance du potentiomètre de CO. Contacts 2 + 3 pour la valeur de résistance du détecteur de température de l'air d'admission. |
La sonde Lambda
La régulation Lambda avec le catalyseur à trois voies constituent le système d'épuration des gaz d'échappement le plus efficace actuellement pour le moteur à essence.
Les trois composants critiques des gaz d'échappement - l'hydrocarbure (HC), l'oxyde de carbone (CO) et l'oxyde d'azote (NO) - peuvent être décomposés à plus de 90% si le moteur fonctionne avec un mélange air-carburant dosé de façon très précise (en fonction du rapport d'air (Lambda) = 1).
C'est uniquement grâce au circuit de régulation fermé - la régulation Lambda - qu'il est possible de maintenir le mélange air-carburant à l'intérieur de la plage de Lambda = 1 (lumière du catalyseur).
-------- sans traitement
catalytique ultérieur _______ avec traitement catalytique ultérieur |
![]() |
Dans la partie avant de la sonde Lambda se
trouve la céramique active de la sonde.
Alors que la partie extérieure de la céramique se trouve dans le flux des gaz
d'échappement, la partie intérieure est en communication avec l'air ambiant. Le
surfaces de la céramique sont pourvues d'électrodes composées d'une couche de
platine qui laisse passer les gaz. Sur le côté exposé aux gaz d'échappement, une
couche poreuse de céramique a été apposée pour assurer une protection contre les
restes de combustion. A partir de 300 °C, la céramique de la sonde devient
conductrice d'ions d'oxygène (ions = atomes ou molécules chargés d'électricité).
Si le pourcentage d'oxygène est différent des deux côtés, il se produit une
tension électrique en raison des matériaux employés.
Suivant la teneur restante en oxygène dans les gaz d'échappement (composition du
mélange), le sonde Lambda fournit au boîtier électronique le signal de tension
nécessaire à la régulation qui sera compris entre 100 et 1000 mV.
1. Corps de la sonde, 2. Tube d'appui en céramique, 3. Tube de protection avec fentes, 4. Céramique active, 5. Pièce de contact, 6. Enveloppe de protection, 7. Élément de chauffe, 8. Connexions serrées pour élément de chauffe.
L'utilisation de la sonde Lambda chauffée pour la commande Digifant permet qu'elle soit installée plus loin du moteur, de sorte que même de longs trajets parcourus à pleine charge ne posent aucun problème et que des températures d'env. 930 °C susceptibles d'influencer la durée de vie de la sonde ne peuvent pas être dépassées. Grâce à l'élément chauffant intégré, la régulation Lambda est déjà active après 20 - 30 s (la température minimum de fonctionnement de 300 °C est atteinte).
Ça va pas trop mal à la tête ?