Lambda, AFR, STFT et LTFT

Les paramètres fondamentaux de la richesse d'injection

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LTFT et consommation

Lambda et AFR

Le rapport air/carburant idéal qui assure une combustion complète de l’essence. s'appelle le rapport stœchiométrique 

Ce rapport est de 14,7 unités d’air pour brûler complètement 1 unité d’essence. Dans la pratique, le rapport acceptable se situe entre 14,6 et 14,8:1. (12 mini sur un TCe 90)

Le coefficient d’air lambda caractérise le rapport entre le mélange air/essence réellement disponible et la valeur théorique nécessaire.
En Europe, on parle plus souvent de lambda, aux USA, on parle plus souvent d'AFR (Air Fuel Ratio).

Avec de l'E85 ce ratio varie de 9,76 et 11,2 en fonction des saisons.

Idéalement, avec de l'essence E0, ce coefficient lambda doit être égal à 1 (AFR 14,7).

• Un mélange pauvre contient un excédent d’air : coefficient supérieur à 1.
• Un mélange riche renferme moins d’air : coefficient inférieur à 1.

nb : les moteurs à combustion atteignent leur puissance maximale lorsque le déficit d’air est compris entre 5 et 10 % (lambda = 0,95 à 0,90) et la consommation de carburant est minimale quand le surplus d’air est d’environ 10 % (lambda = 1,10).

Un Lambda de 1,00 indique un mélange air-essence idéal de 14,7 à 1 et un mélange air-vrai E85 idéal de 9,76 à 1. Un moteur fonctionne couramment avec un lambda de 0,90 à 1,10.

Quand le rapport air/essence est dans la fenêtre acceptable de 14,6 à 14,8:1, le coefficient d’air lambda est dans une plage acceptable de 0,90 à 1,10.

Que se passe-t-il à l'E85 ?

Il ne faut pas chercher bien loin.

L'ECU injecte de plus en plus de carburant pour que la combustion se fasse à un rapport stœchiométrique dont le lambda reste compris entre 0,9 et 1,1 en adaptant les temps  d'injections de carburant en millisecondes grâce aux LTFT (Long Term Fuel Trim) et STFT (Short Term Fuel Trim) pour arriver à un rapport stœchiométrique compris entre 14,7 pour l'essence et 9,76 pour E85 été.

STFT et LTFT

Le STFT est une correction momentanée servant à ajuster le mélange de carburant en temps réel. Ensuite  la correction à long terme prend le relais.

A l'origine, le LTFT est une correction à long terme qui modifie les temps d’injection en fonction de l’usure des pièces mécaniques du moteur (bougies, arbre à cames, segments de piston, injecteurs bouchés, ...) car cette usure mécanique réduit l’efficacité de la combustion.

Cette fonction s'est avérée très utile pour adapter les temps d'injection en fonction des qualités de carburant, particulièrement pour l'E85.

Les corrections à court terme (STFT) et à long terme (LTFT) s’ajoutent au temps d’injection de base codées pour les valeurs du SP dans l'ECU afin donner le temps d’injection final (temps du SP  + correction LTFT + correction STFT).

Les corrections à long terme sont conservées en mémoire afin d'accélérer la correction du temps d’injection. Pas les corrections court terme.

Généralement, il n’y a pas à s’en faire tant que les valeurs ne dépassent pas le seuil programmé par le constructeur.

Historique

General Motors a été le premier fabricant à mettre un PID de compensation de carburant. Dès 1981, les véhicules GM ont utilisé des été en utilisant des valeurs d'équilibre de carburant, qu'ils ont appelé «“block learn – LTFT and integrator – STFT".
Les anciens véhicules GM utilisent l'échelle différente, ce qui met le rapport AFR 14,7: 1 à 128 (OBD II à 0,00%).
Cette échelle plus ancienne de compensation de carburant peut encore être trouvé aujourd'hui comme un PID du scanner, ainsi, complimentant l'OBD II échelle générique plus récente.

Exemple de plage d'utilisation pour General Motors

Les tolérances varient beaucoup d’un constructeur à l’autre pour le LTFT.

GM (ma Chevrolette) tolère une correction d'environ 17 %avant qu’un code d’anomalie n'apparaisse.

Ford, c’est environ 35 %

Chrysler, la tolérance est de 25 %.

Les Groupes Renault et  Peugeot sont réputés pour avoir un taux de correction supérieur à la moyenne.

Mon TCe H4BT Renault doit être à 35%. Mais ça dépend des moteurs (surtout de l'ECU).

Mon K7M Renault environ 45%

Lorsque le STFT demeure trop longtemps hors de sa plage normale (+/- 15%), l’ECU modifie le LTFT à la hausse ou à la baisse.

Sur les moteurs modernes ( > 2007), à la différence du STFT qui modifie le temps d’injection en boucle fermée seulement, le LTFT modifie la durée du temps d’injection de base en boucle ouverte et en boucle fermée.

Les corrections à long terme sont enregistrées dans une mémoire permanente afin qu’elles ne sont pas effacées lors du retrait de la clé de contact. Le système d’injection est alors en mesure d’apporter les corrections nécessaires même pendant le temps de chauffe du moteur ou à plein gaz.

La fonction de la correction à long terme (LTFT) consiste à maintenir le STFT à 0 % en moyenne sur une durée longue. Si une condition mécanique ou une différence de carburant fait augmenter le STFT, le LTFT augmente ou diminue progressivement la quantité d’essence injectée, généralement par palier, moteur chaud.