bosch motronic m7 4 4 boursin bis

I
njection Bosch Motronic
principe
Injection Bosch M.7.4.4 - Citroën C3
diagnostic -autodiagnostic (Motronic)
applications
retour
Bosch Motronic
Motronic - Electronique digitale moteur
(sources BMW-Bosch et divers)
Le Motronic regroupe en un système de commande numérique du moteur l'injection et l'allumage.
Le cœur du Motronic est constitué par un microprocesseur capable de mémoriser et de traiter sous forme de cartographie les
caractéristiques d'avance et d'injection du moteur, déterminées au banc par l'ingénieur d'essai.
Des capteurs indiquent à l'ordinateur le débit d'air, la vitesse de rotation, la position du vilebrequin, ainsi que les températures du moteur et
de l'air.
L'ordinateur calcule alors le point d'allumage le plus avantageux et le débit d'injection optimal.
Le microprocesseur adapte exactement le débit d'injection et le point d'allumage aux différents états de marche, ralenti, charge partielle,
pleine charge, mise en action, retenue et variation de charge.
Il en résulte une réduction de la consommation d'essence de 5 à 20 % suivant les conditions marginales, le cycle de marche et la base de
référence.
1ère génération (1979)
Le dispositif Motronic (Electronique digitale Moteur) est une synthèse de deux systèmes déjà connus, à savoir l'injection L-Jetronic
2ème génération à étage final à courant d'intensité réglée et - intégré dans le même appareil de commande - un allumage bobine tout
électronique (VSZ), allumage dans lequel la formation du point d'allumage, c'est-à-dire l'adaptation de l'avance, intervient sans avoir
recours à aucun élément mécanique mobile tel que dispositif d'avance centrifuge et correcteur à capsule manométrique.
Un distributeur de tension d'allumage installé sur le prolongement de l'arbre à cames transmet la haute tension de la bobine aux
bougies des divers cylindres.
La commande de la bobine d'allumage - la fixation de l'angle du point d'allumage - est toutefois assurée par l'appareil de commande
central.
Phases d'évolution
MM Débitmètre d'air, SG Appareil de commande
TSZi Allumage transistorisé, ZV Tête d'allumage, VSZ Allumage bobine tout électronique
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2ème génération
Dans le cadre du développement technique et des efforts pour économiser l'énergie de même que pour favoriser la réduction des
imbrûlés dans les émissions d'échappement, d'autres moteurs ont également été équipés du système électronique de commande à
micro-ordinateur.
Comme dans le cas des moteurs de 3,2 litres, ceci a nécessité une adaptation plus complexe d'élaboration des courbes d'avance du
moteur.
Comme nouveauté, le dispositif comporte l'adoption d'un système de facteurs de référence pour le rapport Lambda.
Le rapport Lambda exprime le chiffre qui correspond à une combustion complète du carburant pour la quantité d'air admise et le
besoin théorique ex air du moteur ( = 1 correspond à 1 : 14).
Une valeur  supérieure à 1 signifie qu'il y a excès d'air et que, par conséquent, le mélange est pauvre.
Une valeur  inférieure à 1 désigne un mélange riche.
Dans la mémoire des facteurs de référence Lambda sont stockés les facteurs dont la conjonction procurera les valeurs Lambda
optimales en fonction de chaque état de marche du moteur.
A l'aide de ces valeurs, l'appareil de commande calcule - à partir du temps d'injection de base - un temps d'injection optimum en
fonction des signaux d'état de charge captés par le débitmètre d'air et en fonction du signal de chaque vitesse instantanée de rotation
du moteur.
Pour son adaptation a l'équipement de la voiture (transmission automatique ou boîte à changement manuel), l'appareil de commande a
été réalisé de telle manière qu'il soit possible de l'utiliser d'une part, pour les voitures avec boîte de vitesses à changement manuel en
connectant la boucle de câble (bornes 35 et 17) sur le connecteur central et d'autre part, pour les voitures à transmission automatique
avec, dans ce cas, la connexion est supprimée mais avec un appauvrissement du mélange (les voitures à transmission automatique
peuvent rouler avec un mélange plus pauvre car les à-coups sont mieux compensés par la boite automatique et le convertisseur).
3ème génération
Allumage et injection cartographique.
Régulation du rapport air/carburant, réglage du ralenti évolutif (paramètres tels que l'usure et la température de service pris en
compte).
Fonction EML : Limitation de puissance à 300 ch.
Fonction AEGS : Interaction moteur - boîte de vitesses automatique.
Fonction ASC : Contrôle de stabilité par système anti-patinage.
Fonction MSR : Régulation du frein moteur.
Auto-limitation de vitesse à 250 km/h (BMW).
Autodiagnostic intégré.
Principe de fonctionnement
Le Motronic est un ensemble électronique à microprocesseur conçu pour déterminer et maîtriser parfaitement l'angle de fermeture
(pause) et le point d'allumage (angle de position du piston, et degrés sur vilebrequin) de même que la quantité d'essence nécessaire
pour chaque situation instantanée de marche du moteur.
Avec ce système, la situation de marche du moteur est signalée à l'appareil de commande électronique sous forme d'un ensemble de
signaux analogiques par un certain nombre de capteurs (sondes, transmetteurs ou senseurs).
Pour pouvoir expliquer le mode de fonctionnement du dispositif, il est nécessaire d'examiner d'abord les diverses grandeurs d'entrée
utilisées par l'appareil de commande électronique pour la maîtrise des fonctions évoquées.
Schéma d'implantation
1 - Batterie ; 2 - Démarreur ; 3 - Capteur de régime ; 4 - Détecteur de référence de position de piston
5 - Limiteur de température réfrigérant ; 6 - Contacteur de papillon ; 7 - Débitmètre d'air
8 - Sonde de température d'air ; 9 - Sonde de température de liquide de refroidissement
Grandeurs d'entrée :
1. Tension de batterie UB
La tension de batterie est mesurée en plus des autres paramètres tels que la charge ou le régime.
2. Information-démarrage UST
Un lancement du moteur est décelé par l'appareil de commande par l'intermédiaire de la borne 50.
3. Régime moteur n
La couronne de lancement possède 116 dents.
Un second détecteur décèle la présence des deux flancs de dents et transmet à l'appareil de commande 232 impulsions par tour
de vilebrequin.
4. Signal de référence piston BM
Sur le volant moteur est appliqué un repère de référence de manière telle qu'il passe en regard d'un détecteur à la position 100°
avant le PMH et produise, pour chaque tour de vilebrequin, une impulsion d'induction.
Ce signal est transmis à l'appareil de commande, indiquant à celui-ci la position du piston par rapport au PMH.
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5. Limiteur de température réfrigérant UM
Un interrupteur-limiteur branché et parallèle au capteur CTN II court-circuite le capteur CTN I dès qu'une certaine
température déterminée du liquide de refroidissement est atteinte, ce qui rend opérant le montage limiteur de température.
6. Position du papillon UDK
L'appareil de commande reçoit des contacts (micro-rupteurs) du contacteur de papillon LL (contact de ralenti) ou VL (contact
de pleine charge) l'information relative à la position du papillon.
7. Quantité d'air Q
La quantité d'air aspiré par le moteur est mesurée dans le débitmètre d'air.
Selon la position angulaire (l'inclinaison) du plateau-sonde, le potentiomètre envoie à l'appareil de commande un signal de
tension qui, conjointement avec les impulsions de régime, permettra au calculateur de déterminer l'état de charge du moteur.
8. Sonde de température de l'air à l'admission : capteur CTN I
Un capteur CTN installé dans la tubulure d'arrivée au débitmètre d'air mesure et permanence la température de l'air aspiré et
transmet cette information à l'appareil de commande.
9. Sonde de température du moteur : capteur CTN II
Pour capter l'état de marche du moteur, une sonde CTN mesure la température du liquide réfrigérant et transmet la valeur de
résistance correspondante à l'appareil de commande.
Tous ces signaux d'entrée parviennent à l'appareil de commande sous forme de grandeurs instantanées rectilignes variables ou
sinusoïdales avec des fréquences variables mais dans tous les cas sous forme de valeurs analogiques.
Notes :
Analogique (du grec) signifie "qui a de la correspondance ou présente de la ressemblance". Un signal analogique traduit le
comportement d'une grandeur physique variable.
Capteur CTN: Sonde/copieur à coefficient de température négatif, ce qui signifie que la résistance électrique de la sonde
diminue au for et à mesure qu'augmente son échauffement, la montée et température étant signalée à l'appareil de commande
sous forme d'une tension croissante).
Micro-ordinateur
L'appareil de commande du Motronic comprend :
la mémoire morte (à lecture seule, non reprogrammable),
la mémoire intermédiaire,
le micro-ordinateur
et les circuits d'entrées/sorties
Il n'est cependant pas et mesure de traiter les signaux analogiques reçus en entrées puisqu'il est en fait un calculateur travaillant avec
des unités discrètes (c'est-à-dire avec des unités physiquement distinctes - chiffres, lettres).
Les signaux d'entrée doivent donc d'abord être convertis en grandeurs numériques dans un convertisseur A/N (voir le schéma
synoptique par blocs de l'appareil de commande).
Notes :
Digital (ou numérique) : Exprimé et chiffres ou et positions.
Un affichage numérique est donc la représentation d'une grandeur physique variable et petites unités.
Synoptique du micro-ordinateur
A l'intérieur de l'appareil de commande électronique - dont l'âme est un micro-ordinateur - sont calculés des signaux de commande à
partir des grandeurs d'entrées analogiques des signaux des capteurs (convertis en grandeurs d'entrées numériques à l'intérieur du
convertisseur analogique/numérique) d'une part et à partir des valeurs digitales de référence programmées d'autre part.
Ces signaux de commande sont transmis aux étages de sortie (de puissance) à destination de l'allumage et de l'injection.
Appareil de commande
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Avant d'expliquer le processus de formation du point d'allumage, c'est-à-dire de sa position angulaire sur le vilebrequin par le
Motronic, il n'est pas inutile de se remémorer la fonction d'une installation d'allumage par rupteur à contact mobile ou de la version
travaillant par induction.
Ces deux versions - indépendamment de la formation différente de l'étincelle d'allumage - comportent un dispositif d'avance
centrifuge linéaire travaillant en fonction du régime du moteur et dont la caractéristique de déplacement, de même que la valeur
d'avance maximale, doit se situer à un certain écart de sécurité par rapport au seuil de cliquetis du moteur. Mais il peut facilement
arriver et il est même probable que la courbe d'avance doive être ramenée de quelques degrés vilebrequin (en raison de la pénétration
dans la zone de cliquetis du moteur à un certain régime), un décalage qui signifiera par contre un manque de quelques degrés ailleurs
en raison du déplacement linéaire.
Il en va de façon très analogue avec la correction d'avance à dépression qui, selon l'état de charge du moteur et la position du papillon
ne constitue et fin de compte que le meilleur compromis possible pour les différentes allures de marche aussi bien que sur le plan de
la composition des gaz d'échappement.
Dans chaque cas, le dispositif mécanique d'avance d'une tête d'allumage traditionnelle ne permettra de régler qu'une courbe d'avance
en fonction du régime ou de la charge, courbe qui, en fonction de l'autre paramètre (charge ou régime) sera déplacée parallèlement à
elle-même. Cela se traduit par une caractéristique d'allumage typiquement plate.
Déplacement additif du point d'allumage
Dans la mémoire morte de l'appareil de commande du Motronic sont programmées 256 possibilités de points d'allumage découlant de
la combinaison de 16 états de charge différents et de 16 valeurs individuelles du régime moteur.
Définition de 16 valeurs d'avance à 4 niveaux d'interpolation, 256 valeurs de base en ROM, 4096 points soit 4x16 fonction du
régime, 4x16 fonction de la charge moteur.
Ainsi, en fonction des diverses configurations de marche du moteur, l'appareil de commande du Motronic reçoit des 9 capteurs
mentionnés plus haut des informations d'entrée bien déterminées qui sont traitées dans le microprocesseur et qui sont ensuite
comparées avec les possibilités de points d'allumage retenues et programmées dans la mémoire morte de l'ordinateur.
Déplacement quelconque du point d'allumage en fonction des besoins
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Si, après traitement, les informations (entrées) coïncident avec les possibilités de points d'allumage retenues en mémoire, la position
angulaire du vilebrequin est déjà programmée pour laquelle - par l'intermédiaire des circuits d'entrées/sorties - l'impulsion sera
donnée à l'étage de puissance (sortie) pour la création de l'étincelle d'allumage correspondante (voir synoptique par du micro-
ordinateur).
Si, par contre, les valeurs d'entrées calculées dans le microprocesseur se situent entre deux possibilités de point d'allumage
programmées, un angle intermédiaire du point d'allumage est alors calculé dans la mémoire intermédiaire à partir d'une certaine
formule mathématique.
En fait, la subdivision est tellement fine que trois angles intermédiaires de point d'allumage peuvent être calculés et trouver place
entre deux points programmés consécutifs.
On comprendra par conséquent que c'est une transition régulière, pratiquement continue, qui est ainsi assurée d'un point d'allumage
au suivant.
Le plus petit décalage - ou incrément - ayant une valeur constante qui est ainsi possible pour le déplacement du point d'allumage est
de :
360° vilebrequin / 232 = 1,55° vilebrequin
La vitesse de calcul est si grande qu'à chaque tour du moteur à régime moyen intervient une nouvelle séquence complète d'appel
d'information et de traitement (calcul) et donc une nouvelle adaptation optimale du point d'allumage par rapport aux données
physiques de marche et par rapport au seuil de cliquetis du moteur, ce processus se répétant en permanence.
Paramètres pour la modification du point d'allumage dans l'appareil de commande
Le calculateur détermine, à partir de la référence (115° avant PMH), le temps après lequel doit se produire l'allumage.
Volant moteur à 60 dents, repère défini par la suppression de 2 dents ("Top" donné par le passage sur le flanc descendant de
la 1ère dent suivante, soit 115° avant le PMH).
Phase de départ
Pendant le processus de démarrage, une information appropriée est transmise à l'appareil de commande par l'intermédiaire de
la borne 50 (ST).
Pour le départ à froid vers 0°C et aux températures inférieures, c'est un angle d'allumage de 10° avant PMH qui est fixé et ce
point est ramené à 5° avant le PMH avec la montée progressive en température du liquide réfrigérant jusqu'à 60°C (capteur
CTN II).
Ralenti
La condition préalable pour le maintien d'un angle d'allumage au ralenti est que le contact de ralenti (LL) du contacteur de
papillon soit fermé.
Les autres grandeurs mesurées transmises sont le régime du moteur (n) et la température du liquide de refroidissement (CTN
II).
Marche normale au régime d'utilisation ou charge partielle
Le point d'allumage découlera de la valeur du régime du moteur (n) et de la quantité d'air aspirée (Q), c'est-à-dire de la charge,
en tenant compte des outres informations d'entrée transmises par la sonde de température d'air aspiré (CTN I) et celle du
liquide réfrigérant (CTN II), de la tension de batterie (UB, de même que par le contact de ralenti ouvert (LL) et par le contact
de pleine charge (VL).
Marche en frein moteur
En poussée, le régime moteur (n) et le contact de ralenti fermé (LL) n'influencent que de façon minime l'angle de point
d'allumage.
Dispositif limiteur de température du réfrigérant
Lorsque la température du liquide de refroidissement (CTN II) atteint 115°C alors que le contact de ralenti (LL) est fermé
c'est-à-dire soit au ralenti, soit en frein moteur, le contacteur-limiteur de température de réfrigérant (M) transmet à l'appareil
de commande une information appropriée qui entraîne - par augmentation de l'avance - une accélération du régime du moteur.
Si la température du liquide réfrigérant descend en deçà de 105°C, le contacteur limiteur opère la coupure et l'angle
d'allumage revient à la valeur qui est la valeur requise à cet instant précis.
Protection anti-cliquetis
Pour pouvoir disposer de la puissance maximale possible du moteur, il est important que son taux de remplissage soit connu.
Ici intervient aussi la température de l'air à l'admission (sonde CTN I).
Sur la base de l'ensemble des informations instantanées, l'appareil de commande calcule constamment l'angle d'allumage
optimal pour toute la plage des régimes en tenant compte du seuil de cliquetis du moteur.
Commande du temps de fermeture
Le temps de fermeture est commandé en fonction du régime et de la tension de batterie.
Un pourcentage de fermeture constant (Dwell) est programmé pour la plage des régimes élevés.
Courant permanent
Aux régimes inférieurs à 30 tr/mn, la bobine d'allumage est exempte de courant permanent de repos, ceci étant rendu possible
par la coupure de l'étage de sortie dans l'appareil de commande.
Afin de prévenir le risque d'une défaillance éventuelle de l'étage de sortie et donc aussi le risque de détérioration de la bobine,
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