EP0701049B1 - Procédé de contrÔle d'un moteur à combustion interne - Google Patents
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- EP0701049B1 EP0701049B1 EP19950401977 EP95401977A EP0701049B1 EP 0701049 B1 EP0701049 B1 EP 0701049B1 EP 19950401977 EP19950401977 EP 19950401977 EP 95401977 A EP95401977 A EP 95401977A EP 0701049 B1 EP0701049 B1 EP 0701049B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
La présente invention concerne un procédé de contrôle
d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule
automobile du type comportant un système électronique de
commande de la quantité de carburant injectée.
L'invention concerne plus particulièrement un procédé
de contrôle d'un moteur à combustion interne équipant un
véhicule automobile pour éliminer les éventuels phénomènes
d'à-coups de couple pouvant survenir lors de conditions
particulières de fonctionnement du véhicule.
Il est connu que dans certaines conditions de
fonctionnement d'un véhicule automobile équipé d'un moteur à
combustion interne, notamment en régimes transitoires
(accélérations vives, etc.), on observe des phénomènes
d'oscillations du couple transmis aux roues du véhicule
encore appelées à-coups qui affectent alors le confort des
passagers du véhicule.
Ces oscillations ont pour origine la chaíne
cinématique liant le moteur à l'interface pneu/sol. En effet,
l'énergie mécanique en bout de vilebrequin est transmise aux
roues par un système de transmission comprenant
traditionnellement un embrayage, une boíte de vitesses et un
différentiel, qui possède un amortissement et une rigidité
propre. Il en résulte donc, que toute variation brusque du
couple moteur au niveau du vilebrequin est répercutée aux
roues avec des oscillations dont l'importance va dépendre des
caractéristiques du système de transmission.
Pour remédier à ces oscillations de couples, de
nombreuses stratégies ont été élaborées. Il est ainsi connu
dans l'art antérieur, notamment par les documents EP-A-461504
et WO-A-90/06441, de réguler le couple d'un moteur de façon à
réduire ou supprimer la perception des oscillations de
couple, par le conducteur du véhicule. Pour ce faire, les
paramètres de contrôle des moteurs du type à commande
électronique de l'injection, à savoir le temps d'injection ou
l'avance à l'allumage sont ajustés pour éliminer les
oscillations en effectuant la surveillance du couple moteur
aux roues et en corrigeant dans la boucle de commande la
valeur du ou des paramètres de contrôle choisis en fonction
de l'amplitude des oscillations détectées.
De telles méthodes présentent toutefois certains
inconvénients, à savoir une grande complexité dans la
relation liant la variation du couple et la correction à
apporter au (ou aux) paramètres de contrôle choisis
nécessitant l'utilisation de systèmes électroniques de
commande de fortes capacités et par ailleurs le non
traitement de l'à-coup initial puisque les corrections ne
sont opérées qu'après détection des premières oscillations du
véhicule.
Le but de la présente invention est donc de proposer
un procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne qui
remédie aux inconvénients de l'art antérieur en supprimant
l'apparition de tout à-coups et ce de façon particulièrement
simple.
Le procédé selon l'invention, a trait au contrôle
d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule
automobile du type comportant un système électronique de commande de
l'injection de carburant coopérant avec des moyens de détection des
conditions de fonctionnement du moteur, ce procédé permettant de
calculer la quantité de carburant à injecter en fonction des conditions de
fonctionnement du moteur suivant une formule appropriée. Dans des
conditions d'accélération prédéterminées, la formule de calcul est corrigée
pour appauvrir la quantité de carburant injectée de façon à produire une
accélération progressive sans à-coups (à comparer avec FR-A- 2 414
629).
Selon l'invention, le procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne objet
de l'invention est caractérisé en ce que dans des conditions d'accélération
prédéterminées, la formule de calcul est corrigée prenant en compte
l'estimation de l'intensité de l'accélération.
L'estompage du couple moteur induit par
l'appauvrissement des quantités de carburant injectées permet
de supprimer, ou pour le moins de réduire, la perception de
l'à-coup initial et les balancements résultant. Contrairement
aux méthodes connues, cette solution procède par anticipation
en identifiant des conditions particulières de fonctionnement
propices à l'apparition des à-coups de couple et en mettant
alors immédiatement en oeuvre une stratégie de correction.
Selon une autre caractéristique du procédé de
contrôle d'un moteur à combustion interne objet de
l'invention, dans les conditions d'accélération
prédéterminées, un terme correctif est introduit dans la
formule pour appauvrir la quantité de carburant ainsi
calculée, ce terme correctif étant ensuite graduellement
modifié pour ramener la correction à zéro.
L'appauvrissement opéré est ainsi ajusté aussi bien
pour ce qui est de son niveau que de sa durée, de façon à
conserver un temps de réponse satisfaisant du véhicule à la
demande d'accélération du conducteur et de façon à ne pas
accroítre les émissions de polluants.
Selon une autre caractéristique du procédé de
contrôle d'un moteur à combustion interne objet de
l'invention, les conditions d'accélération prédéterminées
comprennent les phases d'accélération survenant
consécutivement à une phase de décélération.
Il est en effet apparu que parmi les régimes
transitoires ceux définis par l'enchaínement d'une phase de
décélération suivi d'une phase d'accélération étaient
générateurs des à-coups les plus violents, et que leur
traitement permettait de supprimer la perception des à-coups
de couples pour le conducteur.
Selon une autre caractéristique du procédé de
contrôle d'un moteur à combustion interne objet de
l'invention, la phase de décélération est définie d'une part,
par le maintien de la pédale d'accélérateur dans la position
pied levé pendant une durée supérieure à une première valeur
de seuil et d'autre part, par une vitesse du véhicule
automobile supérieure à une seconde valeur de seuil.
Selon une autre caractéristique du procédé de
contrôle d'un moteur à combustion interne objet de
l'invention, le niveau et la durée de l'appauvrissement de la
quantité de carburant injectée prennent en compte les
conditions de fonctionnement du moteur.
Selon une autre caractéristique du procédé de
contrôle d'un moteur à combustion interne objet de
l'invention, l'intensité de l'accélération est directement
déduite du déplacement de la pédale d'accélérateur ainsi que
de la vitesse de ce déplacement.
On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de
la présente invention, d'après la description donnée ci-après
d'un mode de réalisation de l'invention appliqué à un moteur
quatre temps à allumage commandé équipant un véhicule
automobile, ce mode de réalisation étant donné à titre
d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé,
dans lequel :
Seuls les éléments du moteur nécessaires à la
compréhension de l'invention ont été figurés.
La figure 1 présente un moteur à combustion interne
multicylindre 1 à allumage commandé équipant un véhicule
automobile ou routier et comportant un système électronique
de commande de la quantité de carburant injectée mettant en
oeuvre le procédé de commande selon l'invention.
Chacune des chambres de combustion 12 du moteur est
alimentée en air frais comburant depuis un collecteur
d'admission 3 muni classiquement en amont d'un papillon des
gaz 4 pilotant le débit d'air aspiré par le moteur. Le
collecteur 3 est également équipé d'une conduite de by-pass
du papillon 4, muni d'une vanne de régulation pour les
fonctionnements du moteur au ralenti.
L'admission de l'air dans la chambre de combustion 12
est classiquement régie par la commande d'une soupape
d'admission 11 à tige manoeuvrée par un système de
distribution adapté non figuré. Quant à l'injection de
carburant, elle est opérée par un électro-injecteur 2
alimenté par du carburant sous une pression déterminée
constante et disposé sur le circuit d'admission en air, en
amont de la soupape d'admission 11.
L'ouverture de chaque électro-injecteur 2 est
commandée par un système électronique de contrôle 7, qui
calcule suivant une formule prédéterminée la quantité de
carburant à injecter en fonction des conditions de
fonctionnement du moteur 1 sous la forme d'une durée
d'ouverture de l'injecteur 2.
Dans le système de contrôle moteur 7 sont mémorisés
les formules et les paramètres fondamentaux pour le réglage
optimal du moteur, ces paramètres étant obtenus préalablement
au banc d'essai du moteur. Ce sont par exemple les paramètres
concernant l'instant de début d'injection ou phase
d'injection du carburant dans chacune des chambres du moteur,
la durée d'injection de carburant qui correspond à une
quantité de carburant injectée, ou bien encore la phase
d'allumage des bougies.
Le système électronique 7 comprend classiquement une
unité centrale CPU, une mémoire vive RAM, une mémoire morte
ROM, des convertisseurs analogiques-numériques A/D, et
différentes interfaces d'entrées et de sorties. Il reçoit
différents signaux d'entrée caractéristiques du
fonctionnement moteur et des organes inter-agissant avec ce
dernier fournis par des moyens de détection correspondant,
effectue des opérations et génère des signaux de sortie à
destination notamment des injecteurs 2. Les différentes
stratégies de commande du moteur, formules et paramètres ou
calibrations sont stockées dans la mémoire morte ROM.
Parmi les signaux d'entrées figurent ceux émis par un
capteur vilebrequin 8 qui permettent le repérage du passage
au point mort haut de chacun des cylindres, et la
détermination de la vitesse de rotation du moteur. Ces
signaux permettent, couplés notamment à ceux émis par un
capteur arbre à cames non figuré, de phaser les instants
d'injection avec le fonctionnement du moteur.
Parmi les autres signaux d'entrée du système
électronique 7, figurent également ceux émis par : un capteur
de pression 9 disposé dans le collecteur d'admission en aval
du papillon des gaz 6, des capteurs de position associés
respectivement au papillon des gaz 4 et à la vanne de
régulation ralenti, ainsi que des capteurs de mesure de la
température du liquide de refroidissement et de l'air
d'admission, et un capteur de richesse non figuré disposé sur
la ligne d'échappement des gaz brûlé du moteur permettant de
suivre le rapport air carburant.
Conformément aux figures 2 et 3, le procédé de
contrôle du moteur à combustion interne 1 est alors le
suivant.
Lors de certaines accélérations du véhicule, la
formule de calcul de la quantité de carburant est corrigée
pour appauvrir temporairement la quantité de carburant
injectée de façon à limiter le couple moteur et produire une
accélération progressive sans à-coups. La figure 2 illustre
l'influence lors de telles accélérations de l'appauvrissement
sur le couple C transmis aux roues du véhicule, la courbe (I)
correspondant à la mise en oeuvre de la formule sans
correction tandis que la courbe (II) correspondant à la mise
en oeuvre de la correction selon l'invention.
Les conditions d'accélération prédéterminées pendant
lesquelles est mis en oeuvre la correction selon l'invention
sont les phases d'accélération survenant immédiatement après
une phase de décélération.
Pour identifier la survenue de telles conditions le
système de contrôle 7 dispose de l'information position de la
pédale d'accélérateur soit par un capteur adapté soit encore
par l'intermédiaire du capteur de position du papillon de
gaz. La phase de décélération est alors définie par la
reconnaissance de la position pied levé de la pédale
d'accélérateur.
Pour discriminer les phases de démarrage et les
phases de changement de vitesses, des conditions
supplémentaires sont imposées à savoir le maintien de la
pédale d'accélérateur dans la position pied levé pendant une
durée supérieure à une valeur de seuil et d'autre part une
vitesse du véhicule automobile supérieure à une valeur de
seuil, ces valeurs étant préalablement calibrées au banc
d'essai. Lorsque ces conditions sont réunies un registre
d'état spécifique est alors mis à 1 et dès qu'une demande
d'accélération est identifiée par l'enfoncement de la pédale
d'accélérateur, la stratégie d'appauvrissement selon
l'invention est déclenchée.
Pour ce faire, on introduit un terme correctif dans
la formule de calcul de la quantité de carburant à injecter
sitôt les conditions particulières de d'accélération
identifiées. Ce terme correctif peut par exemple prendre la
forme d'un gain multiplicatif G tel que représenté à la
figure 3. Le gain G est initialement porté à une certaine
valeur prédéterminée comprise strictement entre "0" et "1",
puis il est ensuite graduellement ramené à la valeur "1" par
des augmentations successives opérées à chaque Point Mort
Haut, de façon à ramener la correction à zéro au bout d'un
laps de temps ajusté.
La valeur initiale puis l'évolution du gain G sont
déduites de tables prédéterminées prenant en compte les
conditions de fonctionnement du moteur et notamment les
valeurs du régime moteur, de la pression dans le collecteur
d'admission, et du rapport de boíte de vitesses engagé. Bien
évidemment, il est également possible d'adapter la valeur du
gain G en fonction des valeurs prises par d'autres paramètres
caractéristiques du fonctionnement moteur. Par ailleurs, ce
gain G est également ajusté en fonction d'une estimation de
l'intensité de l'accélération déduite du déplacement de la
pédale d'accélérateur ainsi que de la vitesse de ce
déplacement.
La grande simplicité du procédé développé permet son
implantation même sur des calculateurs de capacité limitée.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au
mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à
titre d'exemple.
Ainsi le système de contrôle moteur peut s'appliquer
à la commande d'une injection monopoint. Il peut également
être utilisé pour les moteurs à allumage par compression
comportant un dispositif électronique de commande de la
quantité de carburant injectée.
Par ailleurs, la mise en oeuvre du procédé objet de
l'invention peut être réalisée sous diverses formes :
- soit avec des composants d'électronique analogique pour lesquels les différentiateurs, multiplicateur et autres filtres sont réalisés à l'aide d'amplificateurs opérationnels ;
- soit avec des composants d'électronique numérique qui réaliseraient la fonction en logique câblée ;
- soit par un algorithme de traitement du signal implanté sous forme d'un module logiciel composant d'un système logiciel de contrôle moteur faisant fonctionner le microcontrôleur d'un calculateur électronique.
- soit encore, par une puce spécifique (custom) dont les ressources matériel et logiciel auront été optimisées pour réaliser les fonctions objet de l'invention : puce microprogrammable ou non, encapsulée séparément ou bien tout ou partie d'un coprocesseur implanté dans un microcontrôleur ou microprocesseur etc.
Claims (6)
- Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne (1) équipant un véhicule automobile du type comportant un système électronique (7) de commande de l'injection du carburant coopérant avec des moyens (8,9) de détection des conditions de fonctionnement du moteur (1), par lequel la quantité de carburant à injecter est déduite desdites conditions de fonctionnement suivant une formule de calcul appropriée, dans des conditions d'accélération prédéterminées, ladite formule est corrigée pour appauvrir la quantité de carburant injectée de façon à produire une accélération progressive sans à-coups,
caractérisé en ce que
le niveau et la durée de l'appauvrissement de la quantité de carburant injectée prend en compte l'estimation de l'intensité de l'accélération. - Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans lesdites conditions d'accélération prédéterminées, un terme correctif (G) est introduit dans ladite formule pour appauvrir la quantité de carburant ainsi calculée, ce terme correctif (G) étant ensuite graduellement modifié pour ramener la correction à zéro.
- Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que lesdites conditions d'accélération prédéterminées comprennent les phases d'accélération survenant consécutivement à une phase de décélération.
- Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une phase de décélération est définie d'une part, par le maintien de la pédale d'accélérateur dans la position pied levé pendant une durée supérieure à une première valeur de seuil et d'autre part, par une vitesse du véhicule automobile supérieure à une seconde valeur de seuil.
- Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le niveau et la durée de l'appauvrissement de la quantité de carburant injectée prennent en compte les conditions de fonctionnement du moteur.
- Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'intensité de l'accélération est directement déduite du déplacement de la pédale d'accélérateur (6) ainsi que de la vitesse de ce déplacement.
Applications Claiming Priority (2)
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