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Auteur(s)
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Henri MAZET : Ingénieur motoriste de l’École nationale supérieure du pétrole et des moteurs Magneti Marelli
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le contrôle moteur au sens large du terme peut être réalisé par des moyens mécaniques ou hydrauliques, c’est par exemple ce qui a été fait, dans les années 1950, lorsque l’on a généralisé l’emploi d’un dispositif agissant, au moyen d’un élément dilatable, sur le débit du liquide de refroidissement pour réguler la température du moteur de façon à la rendre indépendante des conditions de fonctionnement. La régulation de température a amélioré le comportement du moteur en maîtrisant mieux les échanges thermiques, en améliorant la combustion et en réduisant la durée de l’enrichissement du mélange qui est nécessaire à froid, elle a permis également une augmentation de sa durée de vie par une meilleure stabilisation des jeux mécaniques.
Mais, par contrôle moteur, on s’intéressera plus particulièrement dans cet article au contrôle dit numérique tel qu’il est réalisé au moyen d’actionneurs dédiés, pilotés électriquement par une unité électronique, en fonction d’informations issues de capteurs sensibles aux paramètres de fonctionnement du moteur. En effet, la grande nouveauté des dernières décennies a été l’apparition de processeurs numériques compatibles avec l’environnement automobile en terme de robustesse et de coût, et suffisamment rapides pour réaliser un contrôle que l’on qualifie de « temps réel ». Ces processeurs sont capables de calculer et de rafraîchir la commande des divers actionneurs en un temps suffisamment court vis-à-vis de la vitesse d’évolution des conditions de marche et des besoins du moteur.
Par exemple, la valeur de l’avance à l’allumage était autrefois déterminée mécaniquement et sa variation en fonction de la vitesse et de la charge du moteur était obtenue au moyen de corrections centrifuge et pneumatique. Elle est désormais le résultat d’un algorithme qui s’appuie sur une recherche cartographique et un certain nombre de corrections. La performance des processeurs actuels permet d’exécuter l’algorithme en question avant chaque commande d’allumage.
On se positionnera dans cet article uniquement au niveau de l’ aspect fonctionnel du contrôle moteur et plus particulièrement du moteur à allumage commandé.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
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BM 2 970 – Moteur à allumage commandé. Composants et stratégie de contrôle (le présent article) ;
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BM 2 971 – Moteur à allumage commandé. Fonctionnalités du contrôle.
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1. Présentation générale
On entend par contrôle moteur, l’ensemble des actions que l’on fait sur un moteur pour modifier son comportement naturel de façon à en améliorer les performances. Le mot « contrôle » est pris dans le sens anglo-américain du terme et désigne, non pas la notion de « vérification » plus fréquemment utilisée en langue française, mais la notion d’actions correctives que l’on réalise sur certains éléments du moteur dans le but d’en améliorer les prestations.
Dans la pratique le contrôle moteur assure également les fonctions de base de la gestion du moteur en terme d’alimentation en air, en carburant et en allumage, etc., cela indépendamment de la notion d’amélioration de la performance permise par le contrôle numérique. Ce qui signifie que la structure retenue pour contrôler le moteur réalise également les fonctions autrefois assurées par le carburateur, l’injection électronique analogique ou l’allumeur électromécanique.
Par rapport à un moteur non équipé de dispositif de contrôle numérique, comme c’était le cas en Europe jusqu’au début des années 1980, les performances en terme d’émissions polluantes, de rendement énergétique et de confort d’utilisation des automobiles ont été améliorées de façon spectaculaire. En effet le domaine du contrôle numérique appliqué au moteur concerne la quasi-totalité de ses prestations. L’amélioration des performances en terme d’émissions, de consommation et d’agrément d’utilisation est obtenue grâce aux actions portées sur le contrôle de la qualité de la combustion et sur le profil du couple développé au moyen des actions réalisées sur les débits d’air et de carburant, sur l’allumage et sur la recirculation de gaz d’échappement. La sûreté de fonctionnement et le diagnostic du fonctionnement sont assurés par la surveillance permanente du bon fonctionnement des périphériques et des calculs effectués par le processeur.
Comme les technologies utilisées pour la réalisation des diverses fonctionnalités sont en perpétuelle évolution et fortement dépendantes du fournisseur du contrôle moteur concerné, on se bornera aux principes physiques utilisés car ceux-ci sont relativement stables dans le temps. On ne rentrera pas dans le détail de leur...
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