;39 La présente invention a pour objet une methode perfectionnee ae regulation automatique d'un moteur ~
combustion interne en vue de réaliser et de maintenir des conditions de ~onctionnement predeterminees/ en particulier de mani~re a assurer une bonne combustion dans les cylindres du moteur. Cette regulation s'e~fectue en utilisant des signaux produits par au moins un capteur de mesure d'un phenomène lie à la combustion pour commander le moment d'initiation de celle-ci. Pour cette raison, le fonctionne-ment realise par cet asservissement du moment d'initiationde la combustion a au moins une mesure de la qualite de celle-ci est quali~ie de fonctionnement en boucle fermee puisque la repercussion de la modification du moment d'initiation de la combustion sur le deroulement de celle-ci va se traduire par une modification des signaux produits par le ou les capteurs qui entralneront, au cycle suivant, une nouvelle modification dudit moment d'initiation et ceci jusqu'a ce que les conditions de deroulement de la combustion soient conformes aux objectifs que l'on s'est fixe.
Le moment de commande de l'initiation de la combustion dans un cylindre correspond generalement, soit à l'avance a l'allumage mesurant l'intervalle angulaire en degres d'angle de rotation du vilebrequin entre le point mort haut et la position du viiebrequin au moment o~ les bougies sont alimentees en haute tension, dans le cas d'un moteur ~ allumage commande, soit à llavance à l'injection mesurant l'intervalle angulaire en degres d'angle de rota-tion du vilebrequin entre le point mort haut et la position du vilebrequin au moment o~ le combustible est injecte dans les cylindres, dans le cas d'un moteur à allumage par com-pression.
Selon l'invention, il est prevu une methode per-fectionnee de régulation automatique du moment de commande de l'initiation de la combustion d'un moteur ~ combustion interne comportant au moins un cylindre muni de moyens de reperage de positions anguIaires de l'arbre moteur cor-635~ ~
respondant à la detection d'au.moins un phenomene caracte-ristique des conditions de fonctionnement du moteur lorsque ce phenomène et/ou sa detection presente un caractèr~
aleatoire c~acterisee en ce que pour ledi-t cylindre,on mesure la position angulaire de l'arbre moteur au m~ment où l'on detecte ledit phénomene, puis lorsqu'au moins un nombre P de mesures validees a ete obtenu pendant un nombre de cycles au plus egal à une valeur predeterminee Q, on determine une valeur angulaire statistique representative des mesures validees et, ~ partir de cette valeur statistique, on determine et on applique aux moyens de commande une valeur modifiee du moment de commande de l'initiation de la combustion de maniere à ce que ladite valeur statistique prenne une valeur predeterminee V.
Cette valeur predeterminée V, ainsi que le nombre P ou le nombre Q, pourront 8tre, soit des valeurs fixes, soit fonction d'au moins un paramètre agissant sur les conditions de fonctionnement du moteur tel le regime du moteur, sa charge, son bruit, la teneur en produit polluant des gaz d'echappement, la nature du carburant, une temperature du moteur.
De manière preferentielle, lorsque le moteur comporte plusieurs cylindres dont au moins un est equipe de moyens de detection du phenomène caracteristique du fonctionnement du moteur, la valeur statistique elaboree à partir des mesures effectuees sur ledit cylindre est aussi utilisee pour determiner la valeur modifiee du moment de commande de l'initiation de la combustion dans les cylindres non equipes des moyens de detection dudit phenomène carac-teristique.
Préferablement, lorsque le moteur comporte plusieurscylindres dont deux au moins sont equipes de moyens de detection dudit phenomène, la valeur statistique elaboree pour au moins l'un des cylindres equipes des moyens de detection est utilisee pour commander le moment d'initiation 3~39 de la combustion dans un autre c~lindre non equipe des moyens de detection ou pour lequel le nombre de mesures validées dudit phénom~ne caracteristique a ete inferieur a P pendant Q cycles.
Selon une variante preferee de la :methode de l'invention, si dans chacun des cylindres equipe des moyens de detection, la detection du phenomène caracteris-tique des conditions de fonctionnement du moteur n'a ete effective qu1un nombre de fois inférieur à P pendant Q
cycles, on donne a l'avance une valeur predeterminee qui peu-t être eventuellement fonction de la valeur prise par au moins un parametre ayant une influence sur le fonctionnement du moteur tel sa charge, la tsmpérature des gaz a l'admis-sion ou d'autres températures caractéristiques, diverses pressions mesurables sur le moteur, ou en fonction de la nature du carburant ou d'un parametre tel la position de l'accélérateur qui traduit l'intention du conducteur. Dans ce cas, il n'y aura plus d'asservissement aux caractéristi-ques de la combustion et le fonctionnement du systeme sera dit en boucle ouverte.
Le caractère aleatoire du phénomene caractéristi-que du fonctionnement du moteur peut resider, par exemple, mais non limitativement, dans l'apparition ou non du phénomène lui-même, dans sa detection ou sa non detection et enfin, dans le fait que le phenomene caracteristique du fonctionnement du moteur apparalt a des positions angulaires variables du vilebrequin.
Il est possible selon l'invention de contr81er les differentes detections ainsi que l'intervalle des valeurs de llangle du vilebrequin auquel elles sont produites, ceci afin de décider de leur validation ou de leur rejet.
Le choix et la sévérité des criteres de validation sont laissés a l'appréciation de l'homme de l'art et peuvent aller des moins sévères (il suffit que la détection ait lieu) aux plus sevères (par exemple, detection intervenant ~2~?4~;3~
dans une fenêtre tres etroite~.
L'utilisation d'une valeur statistique represen-tative des valeurs angulaires des positions de l'arbre moteur au moment où est detecte le phenomène caracteristi-que de fonctionnement du moteur répond au souci d'eviterles aleas dûs ~ des valeurs erratiques non representatives du phenomène que l'on desire mesurer. La valeur à retenir doit être une valeur que l'on peut qualifier de ~normale~
et non une valeur exceptionnelle ou erratique. C'est la raison pour laquelle il est necessaire d'utiliser plusieurs mesures de valeurs naturellement dispersees afin d'en extraire la valeur dite normale. Bien entendu, plus grand sera le nombre de valeurs retenues comme population statis-tique à partir de laquelle on extraira la valeur represen-tative, plus cette dernière sera considéree comme normale.Toutefois, on est en pratique limité par la necessité
d'eviter un echelonnement des mesures sur une periode non representative des conditions actuelles de fonctionnement du moteur et le choix du niveau de la population P minimale des mesures utilisees pour déterminer une valeur normale resultera donc d'un compromis, le nombre P de mesures retenues devant cependant être suffisant pour obtenir une bonne representativite du phenomène en permettant de reduire l'influence d'elements exterieurs au phenomène, dont l'effet perturbateur n'affecte que certains cycles.
La valeur statistique retenue comme representa-tive de la population P de mesures pourra être, par exemple, la mediane ou le mode ou une moyenne telle que la moyenne arithmetique, la moyenne geometrique ou une moyenne quadratique.
Le choix du t~pe de valeur representative retenu pour la population de mesures est avantageusement fait en fonction de la nature du phenomène mesure.
La description qui suit se refère a titre d'exemple non limitatif seulement, cl deux types de pheno-6~9 menes caracteristi~ues des conditions de fonctionnement du moteur. Le premier est constitué par le maximum de pression dans le cylindre, le second par le passage de front de flamme dans une position repère de la chambre de combustion.
Ces phenomènes sont respectivement: decrits dans le cas d'un moteur à allumage commande, dans les brevets fransais 2.404.121, 2.475.640, americain 4.153.019 et dans le brevet frangais 2.432.097.
- 4a -3~
Ces phénomènes se produisent également dans les moteurs allumage par compression et,là aussi, on peut les utiliser pour le réglage du moment de commande de ll;nitiation de la combustion.
Ces deux exemples de phénomènes caractéristiques des condi-tions de fonctionnement du moteur ne sontnullement limitatifs et il est également possible d'appliquer la méthode selon l'invention au réglage automatique du moment de commande de l'allumage basé sur d'autres phénomènes, par exemple sur la fin de la phase de combustion comme cela est décrit dans le brevet francais 2.466.635.
Ainsi, la présente invention permet de régler le moment de commande de l'initiation de la combustion dans un moteur à combustion interne à partir d'informations directement représentatives du fonc-tionnement du moteur. Grâce à ce fonctionnement en boucle fermée, l'influence des différents phénomènes intervenant entre le moment de commande de l'initiation de la combustion et la combustion elle-même, est automatiquement compensée d'un cycle à l'autre.
De plus, selon la présente invention, la dualité du fonc-tionnement en boucle fermée et en boucle ouverte,tout en améliorant les performances du moteur, permet son utilisation sur de larges plages de fonctionnement sans que le passage de l'un à l'autre de ces deux modes de fonctionnement soit perceptible.
Dans un premier exemple de la méthode selon l'invention, le moment de commande de l'initiation de la combustion est réglé pour que, dans au moins un cylindre~ le moment auquel la pression dans ce cylin-dre est maximale coincide avec le moment où l'arbre moteur passe dans une position angulaire déterminée. Pour repérer l'instant où ]a pres-sion est maximale, on détecte les accélérations auxquelles la culasse est soumise et on délivre un premier signal représentatif de ces accé-lérations.
Selon un mode particulier de mise en oeuvre de cette méthode, ce premier signal est intégré pour obtenir un second signal dont la valeur est nulle lorsque la pression est maximale dans le cylindre.
12~4~g Se~n un second mode de mise en oeuvre de cette méthode, le second signal est intégre pour obtenir un troisième signal dont la valeur est maximale à l'instant où la pression est maximale dans le cylindre.
L'expérience a montré que, les conditions de combustion dans les cylindres étant variables, la détermination du maximum de pression dans les différents cylindres du moteur présente un certain caractère aléatoire, soit que cette détection n'ait pas lieu pour tous les cycles de fonctionnement du moteur, par exemple du fait d'une sensibilité
insuffisante du détecteur sur toute la plage de mesure, soit qu'elle ne soit pas représentative du fonctionnement du cylindre.
Dans ces conditions, le réglage du moment de commande de l'initiation de la combustion pourrait ne pas être satisfaisant. La méthode perfectionnée de mise en oeuvre de l'invention permet d'y remédier.
Dans un deuxième e:~emple, la métllode de réglage du moment de commande de l'initiation de la combustion consiste à repérer, au cours de la combustion dans au moins un cylindre d'un moteur, la position angulaire de l'arbre moteur pour laquelle la valeur du rapport du vo-lume du gaz brûlé au volume total du gaz dans le cylindre atteint unevaleur fixée et à modifier le réglage du moment de commande del'ini-tiation de la combustion de manière que la position repérée de l'arbre moteur coincide avec une position angulaire prédéterminée. Le rapport du volume du gaz brûlé au volume total du gaz dans le cylindre peut être estimé à partir de la detection du front de flamme.
Selon un mode particulier de mise en oeuvre de cette méthode, on détecte dans au moins un cylindre le passage du front de flamme (c'est-à-dire de l'interface gaz brûlés-gaz Erais) dans une position repere et on modifie le moment de commande de l'initiation de la com-bustion pour faire coincider ce passage avec le passage de l'arbremoteur dans une position angulaire prédéterminée.
463~
Généralement, le front de Elamme est détecté par une sonde à ionisation qui doit alors fournir un signal caractéristique lorsque l'arbre moteur est dans une position comprise entre deux limites qui déEinissent une "fenêtre angulaire" comme indi.qué, par exemple, au brevet francais 2.432.097 déjà cité. Cette détection peut être égale-ment réalisée par une sonde de température à Eaible temps de réponse ou par un capteur de rayonnement.
L'expérience a montré que, les conditions de combustion dans les cylindres étant variables, la détection du front de flamme par une sonde à ionisation dans ladite "fenêtre angulaire" présente un certain caractère aléatoire, soit que cette détection ne soit pas effectuée pour tous les cycles de fonctionnement du moteur, par exemple du fait de l'absence de combustion, soit qu'elle ne soit pas considérée comme représentative du fonctionnement du cylindre. Dans ces conditions, le réglage du moment de commande de l'initiation de la combustion pourrait ne pas être satisfaisant. La méthode perEectionnée selon l'invention permet d'y remédier.
Suivant une variante de la méthode selon l'invention appli--quée au moteur à allumage commandé, on modifie impérativement le moment de commande de l'initiation de la combustion à l'apparition du clique-tis au moins dans le cylindre où le cliquetis a été détecté afin de le faire disparaitre. Le moment de commnande de l'initiation de la combus-tion pourra alors être réglé suivant des méthodes connues de l'homme de l'art telle celle décrite dans le brevet francais 2.337.261 ou américain 4.211.194.
La méthode selon la présente invention est décrite ci-après en se référant à la figure anne~ée qui se rapporte, à titre d'exemple seulement, au cas d'un moteur à quatre cylindres ~, B, C et D non re-présentés. Les circuits associés à un même cylindre sur cette figure sont affectés d'un même indice a, b, c ou d.
Le moteur est équipé de détecteurs 64a à 64d fournissant un signal de mesure en relation avec un phénomène caractéristique des conditions de fonctionnement du moteur.
J
3~
Ce signal est ensuite traité et éventuellement mis en Eorme par les circuits 65a à 65d. Ces circuits peuvent: également décider de la validation ou du rejet de la mesure selon certains critères prééta-blis ~els par exemple l'amplitude du signal, la forme du signal, etc...
~ insi, par exemple, dans le cas où le phénomène caractéris-tique du Eonctionnement du moteur est la pression maximale, le moteur est équipé de moyens capables de la déterminer dans chaque cylindre. ~ar exemple, mais non limitativement, la culasse est équipée de quatre détecteurs tels que des accéléromètres 64a à
64d qui délivrent chacun un signal représentatif des accélérations subies par la culasse au voisinage d'un cylindre déterminé. Le signal de chaque accéléromètre est transmis à un circuit d'analyse 65a à 65d.
Les quatre accéléromètres 6~a à 64d peuvent etre remplacés par un seul accéléromètre judicieusement placé sur la culasse du moteur, ]e signal délivré par cet accéléromètre étant sélectivement fourni à l'un des circuits d'analyse en fonction cle la position angu-laire du vilebrequin.
Chaque circuit 65a à 65d délivre un signal caractéristique lorsque la pression dans le cylindre concerné est maximale. Ce signal caractéristique (non représenté~ est mis en forme par un circuit appro-prié, qui délivre par exemple une impulsion lorsque la pression dans le cylindre est maximale.
Dans le cas où l'on retient comme phénomèlle caractéristique du Eonctionnement du moteur le passage du front de flamme dans une po-sition repère, chaque cylindre du moteur est équipé cl'une sonde à ioni-sation 64a, 64b, 64c et 64d qui émet un signal à chaque passage du front de flamme dans la position repère. Le signal de chaque sonde est un signal analogique qui est transformé en signal logique par un conver-tisseur analogique-logique 65a, 65b, 65c et 65d.
~a2~ i39 Le signal de chaque circuit 65a à 65d est envoyé à un cir-cuit 66a, 66b, 66c ou 66d qui repère la position angulaire de l'arbre moteur pour laquelle apparait le signal caractéListique correspondant, et délivre un signal représentatif de cette position. Le fonctionnement de chacun des circuits de repérage angula:ire 66a à 66d est synchroni~sé
par une horloge 67, qui est, par exemple, du type de celle décrite dans le brevet fran,cais 2.404.121.
Un circuit 68, associé à l'horloge 67, valide successivement les signaux transmis par chaque circuit 66a à 66d dans un intervalle angulaire déterminé de rotation de l'arbre moteur dans lequel le cir-cuit d'analyse concerné 65a à 65d est susceptible de délivrer son si-gnal.
Le signal produit par chacun des circuits de repérage angu-laire 66a à 66d est envoyé à un circuit de traitement 69a à 69d respec-tivement.
Chaque circuit de traitement est adapté, à chaque cycle cle fonctionnement clu cylindre correspondant, à délivrer un signal de réfé-rence après avoir successivement :
a) établi une valeur statistique représentative des différentes valeurs angulaires de position du vilebrequin pour lesquelles la sonde à ionisation a délivré un nombre de signaux P prédé-terminé pour un nombre Q de cycles de fonctionnement, b) adopté, quand elle existe, la valeur stat;stique représentative des dif:Eérentes valeurs angulaires de la position du vilebre-quin établie par l'un des circuits de traitement correspondant aux autres cylindres, lorsqu'au bout des Q cycles de fonction-nement le nombre de signaux délivrés reste inEérieur à P, et c) élaboré un signal de référence représentatif de la valeur sta-tistique déterminée comme indiqué dans les étapes a ou b, ce signal de référence étant utilisé pour commander l'avance à
l'allumage comme indiqué ci-après.
6~g Selon une autre variante de l'invention permettant une adaptation plus rapide du moment de commande de l'initiation de la combustion aux condi~.ions de Eonctionnement du moteur, chaque circuit de traitement est adapté, à chaque cycle de fonctionnement du cylindre correspondant, à délivrer un signal de référence après avoir successi-vement :
a) établi une valeur statistique représentative des différentes valeurs angulaires de la position du vilebrequin pour lesquelles le circuit d'analyse a délivré un nombre de signaux prédéterminé
P pour un nombre de cycles de fonctionnement inférieur à la valeur Q, b) adopté, quand elle existe, la valeur statistique représentative des différentes valeurs angulaires de la position du vilebrequin établie par l'un des circuits de traitement correspondant aux - autres cylindres, lorsqu'au bout des Q cycles de Eonctionnement le nombre de signaux délivrés reste inférieur à P, et c) élaboré un signal de réEérence représentatif de la valeur sta-tistique déterminée comme indiqué dans les étapes a ou b, ce signal de référence étant utilisé pour commander l'avance à
l'allumage comme indiqué ci-après.
~ es valeurs de P et Q sont déterminées pour chaque type de moteur de facon à obtenir un fonctionnement satisfaisant de celui-ci, et sont éventuellement fonction des conditions de fonctionnement du moteur. A titre d'exemple, pour un moteur à allumage commandé de 78kW
de puissance équipant une voiture, d'excellents résultats ont été obte-nus en adoptant les valeurs suivantes :
P = 8 et Q = 16 De plus, lors de ces essais, un circuit de traitement corres-pondant à un premier cylindre du moteur, était concu pour adopter, lors-que nécessaire, la valeur statistique établie selon le processus de 63~
l'étape a) indiquée plus haut par le circuit de traitement correspon-dant au cylindre dans lequel l'allumage a eu lieu le plus récemment.
Le signal de référence délivré par chaque circuit de traite-ment 69a à 69d est transmis à un circuit 70a à 70d respectivement, adapté à déterminer une valeur d'avance telle que le circuit d'analyse délivre son signal caractéristique pour une position déterminée du vile-brequin et à délivrer un signal de commande principal d'ajustement de l'avance à cette valeur.
Ce signal de commande principal, transmis par un circuit sé-lecteur 71 dont l'utilité apparaîtra plus loin, actionne soit un géné-rateur haute tension 72 qui, à travers un distributeur 73, alimente la bougie d'allumage correspondante dans le cas d'un moteur à allumage commandé, soit les injecteurs,éventuellement à travers un dispositif approprié de mise en forme du signal et de commancle cles injecteurs, dans le cas d'un moteur à allumage par compression.
Ainsi, pendant le fonctionnement normal, le moment de commande de l'initiation de la combustion est asservi au repérage du maximum de pression dans un au moins des cylindres du moteur, c'est-à-dire que pour chaque cylindre, on fixe l'avance de manière que le phénomène caractéristique du fonctionnement du moteur se produise dans une posi-tion angulaire déterminée de l'arbre moteur.
Toutefois, comme on l'indiquait plus haut~ il peut exister des conditions de fonctionnement du moteur pour lesquelles aucun signal de commande principal n'est délivré pour les circuits 70. Cela est no-tamment le cas au d~marrage du moteur, ou lo:rsque le nombre de signaux délivrés est inférieur à P pour tous les cylindres du moteur, ou encore lorsque les détecteurs 64a et 64d ne délivrent aucun signal, ou à la suite de la rupture des conducteurs électriques transmettant les signaux détecteurs.
Dans ce cas, il est prévu un circuit 75 capable de délivrer un signal de commande secondaire qui correspond à une valeur d'avance i~2~
déterminée. Cette valeur peut être constante ou variable en fonction d'au moins un paramètre agissant sur le fonctionnement du moteur, tel que, par exemple, la vitesse de rotation du moteur mesurée par un détec-teur 76, la charge du moteur, une température ou une pression caractéris-tique mesurable sur le moteur (détecteur 77) ou un paramètre extérieur tel que la position de l'accélérateur.
Le circuit 75 d'élaboration du signal de commande secondaire peut être de tout type connu et ne nécessite pas d'être décrit en dé-tail. A titre d'exemple, dans le cas d'un moteur à allumage commandé, un circuit de ce type équipant certaines voitures RENAULT est commer-cialisé sous la référence RENIX S 100001-001.
Le signal de commande secondaire est transmis au circuit sé-lecteur 71.
De même, un circuit de sécurité est prévu pour élaborer un signal de commande prioritaire lorsque des conditions particulières de Eonctionnement du moteur apparaissent et sont décelées par un détecteur approprié 78. Par exemple, mais non limitativement, dans le cas d'un moteur à allumage commandé, le détecteur 78 délivre un signal lorsqu'ap-paraît dans l'un des cylindres du moteur un phénomène d'auto-inflam-mation, ou cliquetis. Le circuit 74 élabore un signal de commande prio-ritaire modifiant l'avance à l'allumage jusqu'à ce que le phénomène de cliquetis disparaisse. Ce circuit peut être de tout type connu tel que, par exemple, celui décrit dans le brevet US 4.120.272.
Le signal de commande prioritaire est transmis au circuit sélecteur 71.
Le circuit 71 clloisit à tout instant entre le signal de com-mande principal! le signal de commande secondaire et le signal de com-mande prioritaire, celui qui commandera l'initiation de la combustion, en agissant sur le générateur haute tension 72 qui, à travers le dis-tributeur 73 alimente successivement les bougies d'allumage (non re-présentées) du moteur, dans le cas d'un moteur à allumage commandé ou ~2t~63~
sur les injefteurs,éventuellement à travers un dispositif approprié
de mise en forme du signal et de cornmande des injecteurs,dans le cas d'un moteur à allumage par compression.
Ce choix est effectué de la manière suivante :
a) à l'apparition d'un signal de commande prioritaire, le sélec-teur 71 transmet le signal de commande prio-ritaire, soit au générateur haute tention 72 dans le cas d'un moteur à allumage comrnandé, soit aux injecteurs,éventuellement à travers un dis-positif approprié,dans le cas d'un moteur à allumage par com-pression, b) en l'absence de signal de commande prioritaire, b-1) le circuit sélecteur 71 transmet le signal de commande principal lorsque ce signal existe, et b-2) en l'absence de signal de commande principal, le circuit sélecteur transmet le signal de commande secondaire.~
De préférence, la réalisation des circuits référencés 65 à
71 pourra etre Eaite à partir de microprocesseurs préprogrammés à leur fabrication ou de microprocesseurs programmables tels que INTEL 8085 associé à des mémoires R.O.M. (Read-Only Memory), P.R.O.M. (Programma-ble Read-Only Memory) ou R.E.P.R.O.M. (Reprogrammable Read-Only ~1emory). ; 39 The subject of the present invention is a method improved automatic regulation of a motor ~
internal combustion in order to achieve and maintain operating conditions predetermined / in particular so as to ensure good combustion in the cylinders of the motor. This regulation is done using signals produced by at least one sensor measuring a phenomenon linked to combustion to control the moment initiation thereof. For this reason, the ment achieved by this enslavement of the moment of initiation of combustion to at least one measure of the quality of this is quali ~ ie closed loop operation since the repercussion of the modification of the moment of initiation of combustion on the course of it will result in a modification of the signals produced by the sensor (s) which will enter, in the next cycle, a new modification of said initiation moment and this until the conditions for the combustion process are consistent with the objectives we have set.
The time of ordering the initiation of the combustion in a cylinder generally corresponds to either in advance at ignition measuring the angular interval in degrees of angle of rotation of the crankshaft between the point dead high and the position of the crankshaft at the time when ~
spark plugs are supplied with high voltage, in the case of a engine ~ ignition control, either in advance of injection measuring the angular interval in degrees of angle of rotation tion of the crankshaft between top dead center and position of the crankshaft when the fuel is injected into the cylinders, in the case of a spark ignition engine pressure.
According to the invention, a method is provided.
automatic regulation of the control moment the initiation of combustion of a combustion engine internal comprising at least one cylinder provided with means for locating angular positions of the cor-635 ~ ~
responding to the detection of at least one characteristic phenomenon engine operating conditions when this phenomenon and / or its detection has a character ~
random c ~ acterized in that for ledi-t cylinder, we measure the angular position of the motor shaft when m ~ ment where said is detected phenomenon, then when at least a number P of measurements valid has been obtained for a maximum number of cycles equal to a predetermined value Q, we determine a value statistical angular representative of valid measures and, from this statistical value, we determine and a modified value of the control means is applied control time of the initiation of combustion of so that said statistical value takes on a value predetermined V.
This predetermined value V, as well as the number P or the number Q, can be 8tre, either fixed values, or function of at least one parameter acting on the conditions engine operating conditions such as engine speed, load, noise, pollutant content of gases exhaust, the nature of the fuel, a temperature of the engine.
Preferably, when the engine has several cylinders at least one of which is fitted means of detecting the characteristic phenomenon of engine operation, statistical value developed from the measurements made on said cylinder is also used to determine the modified value of the moment of control of the initiation of combustion in the cylinders not equipped with means for detecting said characteristic phenomenon teristic.
Preferably, when the engine comprises several cylinders, at least two of which are equipped with means of detection of said phenomenon, the statistical value developed for at least one of the cylinders fitted with means for detection is used to control the initiation time 3 ~ 39 of combustion in another cylinder not equipped with detection means or for which the number of measurements validated of said characteristic phenomenon was lower a P during Q cycles.
According to a preferred variant of the: method of the invention, if in each of the cylinders fitted with means of detection, the detection of the characteristic phenomenon engine operating conditions were not effective only a number of times less than P during Q
cycles, we give in advance a predetermined value which can possibly be a function of the value taken by at minus a parameter having an influence on the operation of the engine such as its load, the gas temperature is allowed sion or other characteristic temperatures, various measurable pressures on the motor, or depending on the nature of the fuel or of a parameter such as the position of the accelerator which translates the driver's intention. In in this case, there will be no more enslavement to the characteristics that combustion and the functioning of the system will be said in open loop.
The randomness of the characteristic phenomenon that engine operation may reside, for example, but not limited to, in the appearance or not of the phenomenon itself, in its detection or non-detection and finally, in the fact that the characteristic phenomenon of engine operation appears at angular positions crankshaft variables.
It is possible according to the invention to control the different detections and the range of values angle of the crankshaft at which they are produced, this in order to decide on their validation or rejection.
Choice and severity of validation criteria are left to the discretion of those skilled in the art and may go less severe (it is enough that the detection has location) to the most severe (for example, detection intervening ~ 2 ~? 4 ~; 3 ~
in a very narrow window ~.
The use of a statistical value represents the angular values of the tree positions motor at the moment when the characteristic phenomenon is detected that engine operation responds to the concern of avoiding uneasy errors ~ non representative erratic values of the phenomenon you want to measure. The value to remember must be a value that can be described as ~ normal ~
and not exceptional or erratic value. It's here reason why it is necessary to use several naturally dispersed value measures in order to extract the so-called normal value. Of course, bigger will be the number of values retained as statistical population tick from which the value represented will be tative, the more the latter will be considered normal. However, we are in practice limited by the necessity to avoid a staggering of the measurements over a period not representative of current operating conditions of the engine and the choice of the minimum population level P
measures used to determine a normal value will therefore result from a compromise, the number P of measurements deductions should however be sufficient to obtain a good representativeness of the phenomenon by allowing reduce the influence of elements external to the phenomenon, the disruptive effect of which only affects certain cycles.
The statistical value retained as a representation tive of the population P of measures could be, for example, the median or the mode or an average such as the arithmetic mean, the geometric mean or a quadratic mean.
The choice of representative value t retained for the population of measures is advantageously done in depending on the nature of the phenomenon measured.
The following description refers to non-limiting example only, cl two types of pheno-6 ~ 9 menes caracteristi ~ ues operating conditions of the motor. The first consists of the maximum of pressure in the cylinder, the second by the passage of flame front in a landmark position of the chamber combustion.
These phenomena are respectively: described in the case of a spark ignition engine, in patents French 2,404,121, 2,475,640, American 4,153,019 and in French patent 2,432,097.
- 4a -3 ~
These phenomena also occur in engines compression ignition and again they can be used for adjustment of the control moment for combustion initiation.
These two examples of characteristic phenomena of engine operating conditions are by no means limiting and there it is also possible to apply the method according to the invention to automatic ignition timing adjustment based on other phenomena, for example on the end of the combustion phase as described in French patent 2,466,635.
Thus, the present invention makes it possible to regulate the moment of control of the initiation of combustion in a combustion engine internal from information directly representative of the function engine operation. Thanks to this closed loop operation, the influence of the various phenomena occurring between the moment of control of the initiation of combustion and the combustion itself, is automatically compensated for from one cycle to the next.
Furthermore, according to the present invention, the duality of the function closed loop and open loop operation, while improving engine performance, allows its use over wide ranges of operation without the transition from one to the other of these two operating modes is noticeable.
In a first example of the method according to the invention, the combustion initiation control time is set so that, in at least one cylinder ~ the time at which the pressure in that cylinder-dre is maximum coincides with the moment when the motor shaft passes in a determined angular position. To locate the moment when] has maximum is detected, the accelerations at which the cylinder head is detected is submitted and a first signal representative of these accesses is delivered lerations.
According to a particular mode of implementation of this method, this first signal is integrated to obtain a second signal whose value is zero when the pressure is maximum in the cylinder.
12 ~ 4 ~ g Se ~ n a second mode of implementation of this method, the second signal is integrated to obtain a third signal whose value is maximum at the moment when the pressure is maximum in the cylinder.
Experience has shown that the combustion conditions in the cylinders being variable, the determination of the maximum pressure in the different cylinders of the engine has a certain character random, or that this detection does not take place for all cycles engine operation, for example due to sensitivity insufficient sensor over the entire measurement range, i.e.
is not representative of the operation of the cylinder.
Under these conditions, the adjustment of the command time of the initiation of combustion may not be satisfactory. The improved method of implementing the invention makes it possible to remedy.
In a second e: ~ example, the method of adjusting the moment of control of the initiation of combustion consists in identifying, during combustion in at least one cylinder of an engine, the position angular of the motor shaft for which the value of the ratio of the lume of the gas burned to the total volume of gas in the cylinder reaches a fixed value and to modify the setting of the control moment of the tiation of combustion so that the marked position of the shaft motor coincides with a predetermined angular position. The report from the volume of gas burned to the total volume of gas in the cylinder can be estimated from the detection of the flame front.
According to a particular mode of implementation of this method, the flame front passage is detected in at least one cylinder (i.e. from the burnt gas-Erais gas interface) in a position mark and modify the command time of the initiation of the bustion to make this passage coincide with the passage of the shaft drive in a predetermined angular position.
463 ~
Generally, Elamme's forehead is detected by a probe ionization which must then provide a characteristic signal when the motor shaft is in a position between two limits which define a "angular window" as indicated, for example, at French patent 2,432,097 already cited. This detection can also be ment made by a low response time temperature probe or by a radiation sensor.
Experience has shown that the combustion conditions in the cylinders being variable, the detection of the flame front by a ionization probe in said "angular window" has a certain randomness, or that this detection is not carried out for all engine operating cycles, for example due to absence of combustion, or that it is not considered as representative of the operation of the cylinder. Under these conditions, the setting the timing of combustion initiation could not be satisfactory. The method perfected according to the invention lets fix it.
According to a variant of the method according to the invention applied qué the engine spark ignition, it is imperative to change the time control from the initiation of combustion to the appearance of the click-at least in the cylinder where the knock was detected in order to make it disappear. The timing of the initiation of combustion tion can then be adjusted according to methods known to man of art such as that described in French patent 2,337,261 or American 4,211,194.
The method according to the present invention is described below with reference to the figure anne ~ ée which relates, by way of example only, in the case of a four-cylinder engine ~, B, C and D not re-presented. The circuits associated with the same cylinder in this figure have the same index a, b, c or d.
The motor is fitted with detectors 64a to 64d providing a measurement signal in relation to a phenomenon characteristic of engine operating conditions.
J
3 ~
This signal is then processed and possibly set to Eorme by circuits 65a to 65d. These circuits can: also decide to validation or rejection of the measurement according to certain pre-assessment criteria blis ~ els for example the amplitude of the signal, the shape of the signal, etc ...
~ insi, for example, if the phenomenon characterizes engine operating tick is the maximum pressure, the engine is equipped with means capable of determining it in each cylinder. ~ ar example, but not limited to, the cylinder head is equipped with four detectors such as accelerometers 64a to 64d which each deliver a signal representative of the accelerations suffered by the cylinder head in the vicinity of a determined cylinder. The signal of each accelerometer is transmitted to an analysis circuit 65a to 65d.
The four accelerometers 6 ~ a to 64d can be replaced by a single accelerometer judiciously placed on the cylinder head of the engine,] e signal delivered by this accelerometer being selectively supplied to one of the analysis circuits depending on the angular position the crankshaft.
Each circuit 65a to 65d delivers a characteristic signal when the pressure in the cylinder concerned is maximum. This signal characteristic (not shown ~ is shaped by an appropriate circuit prayed, which delivers for example an impulse when the pressure in the cylinder is maximum.
In the case where we retain as a characteristic phenomenon of the motor operation the passage of the flame front in a reference position, each engine cylinder is fitted with an ionisation probe.
sation 64a, 64b, 64c and 64d which emits a signal at each passage of the front in the reference position. The signal from each probe is a analog signal which is transformed into logic signal by a conver-analog-logic weaver 65a, 65b, 65c and 65d.
~ a2 ~ i39 The signal from each circuit 65a to 65d is sent to a circuit.
cooked 66a, 66b, 66c or 66d which locates the angular position of the tree motor for which the corresponding characteristic signal appears, and delivers a signal representative of this position. The functioning of each of the angula tracking circuits: ire 66a to 66d is synchronized by a clock 67, which is, for example, of the type described in the French patent, cais 2,404,121.
A circuit 68, associated with the clock 67, validates successively the signals transmitted by each circuit 66a to 66d in an interval determined angular rotation of the motor shaft in which the analysis fired concerned 65a to 65d is likely to deliver its if-general.
The signal produced by each of the angular tracking circuits the area 66a to 66d is sent to a processing circuit 69a to 69d respectively tively.
Each processing circuit is adapted to each key cycle operation of the corresponding cylinder, to deliver a reference signal after having successively:
a) established a statistical value representative of the different angular position values of the crankshaft for which the ionization probe has delivered a predefined number of P signals completed for a number Q of operating cycles, b) adopted, when it exists, the representative statistic value of dif: Different angular values of the position of the crankshaft quin established by one of the corresponding processing circuits to the other cylinders, when at the end of the Q operating cycles the number of signals delivered remains within P, and c) developed a reference signal representative of the static value tistics determined as indicated in steps a or b, this reference signal being used to control the advance to ignition as shown below.
6 ~ g According to another variant of the invention allowing a faster adaptation of the command timing of the initiation of the combustion at the condi ~ .ions of Engine operation, each circuit treatment is adapted to each cylinder operating cycle corresponding, to issue a reference signal after successive vement:
a) established a statistical value representative of the different angular values of the crankshaft position for which the analysis circuit delivered a predetermined number of signals P for a number of operating cycles less than the Q value, b) adopted, where it exists, the representative statistical value different angular values of the crankshaft position established by one of the processing circuits corresponding to - other cylinders, when at the end of the Q Operating cycles the number of signals delivered remains less than P, and c) produced a reference signal representative of the static value tistics determined as indicated in steps a or b, this reference signal being used to control the advance to ignition as shown below.
~ he values of P and Q are determined for each type of engine so as to obtain satisfactory operation thereof, and are possibly dependent on the operating conditions of the engine. For example, for a 78kW spark ignition engine power in a car, excellent results have been obtained naked by adopting the following values:
P = 8 and Q = 16 In addition, during these tests, a corresponding processing circuit laying on a first engine cylinder, was designed to adopt, when as necessary, the statistical value established according to the 63 ~
step a) indicated above by the corresponding processing circuit to the cylinder in which the most recent ignition took place.
The reference signal delivered by each milking circuit ment 69a to 69d is transmitted to a circuit 70a to 70d respectively, suitable for determining an advance value such as the analysis circuit delivers its characteristic signal for a determined position of the city brequin and to issue a main control adjustment signal advance to this value.
This main control signal, transmitted by a separate circuit reader 71, the utility of which will appear below, activates either a general high voltage generator 72 which, through a distributor 73, supplies the corresponding spark plug in the case of an ignition engine controlled, either the injectors, possibly through a device signal shaping and control of injectors, in the case of a compression ignition engine.
So, during normal operation, the command time of the initiation of combustion is slaved to the location of the maximum of pressure in at least one of the engine cylinders, i.e.
for each cylinder, the advance is fixed so that the phenomenon characteristic of engine operation occurs in a posi-determined angular position of the motor shaft.
However, as noted above ~ there may be engine operating conditions for which no signal main command is only issued for circuits 70. This is no-especially the case when the engine starts, or lo: rsque the number of signals delivered is less than P for all engine cylinders, or when the detectors 64a and 64d do not deliver any signal, or at the following the rupture of the electrical conductors transmitting the signals detectors.
In this case, a circuit 75 is provided capable of delivering a secondary control signal which corresponds to a feed value i ~ 2 ~
determined. This value can be constant or variable depending on at least one parameter acting on the operation of the engine, such as that for example the engine speed measured by a sensor tor 76, the engine load, a characteristic temperature or pressure measurable tick on the motor (detector 77) or an external parameter such as the position of the accelerator.
The circuit 75 for developing the secondary control signal can be of any known type and does not need to be described in detail tail. For example, in the case of a positive-ignition engine, a circuit of this type fitted to certain RENAULT cars is sold sold under the reference RENIX S 100001-001.
The secondary control signal is transmitted to the se-reader 71.
Similarly, a safety circuit is provided to develop a priority command signal when special conditions of Motor operation appears and is detected by a detector appropriate 78. For example, but not limited to, in the case of a with a positive ignition engine, the detector 78 delivers a signal when appears in one of the engine cylinders a phenomenon of self-ignition mation, or clicking. Circuit 74 generates a priority control signal.
ritaire modifying the ignition advance until the phenomenon rattling disappears. This circuit can be of any known type such as than, for example, that described in US Patent 4,120,272.
The priority command signal is transmitted to the circuit selector 71.
Circuit 71 is partitioned at all times between the signal of com-main command! the secondary control signal and the com-priority request, the one who will command the initiation of combustion, by acting on the high voltage generator 72 which, through the dimmer 73 successively feeds the spark plugs (not shown) of the engine, in the case of a positive-ignition engine, or ~ 2t ~ 63 ~
on the injectors, possibly through an appropriate mechanism signal shaping and injector control, in the case of a compression ignition engine.
This choice is made as follows:
a) when a priority command signal appears, the selection tor 71 transmits the priority command signal, either to the high voltage generator 72 in the case of an ignition engine controlled, either by injectors, possibly through a device positive appropriate, in the case of a spark ignition engine pressure, b) in the absence of a priority command signal, b-1) the selector circuit 71 transmits the control signal main when this signal exists, and b-2) in the absence of a main control signal, the circuit selector transmits the secondary control signal. ~
Preferably, the realization of the circuits referenced 65 to 71 can be made from microprocessors preprogrammed at their manufacturing or programmable microprocessors such as INTEL 8085 associated with ROMs (Read-Only Memory), PROM (Programma-ble Read-Only Memory) or REPROM (Reprogrammable Read-Only ~ 1emory).