EP0886055A1 - Procédé et dispositif de contrÔle d'un moteur à combustion interne, à allumage commandé - Google Patents

Procédé et dispositif de contrÔle d'un moteur à combustion interne, à allumage commandé Download PDF

Info

Publication number
EP0886055A1
EP0886055A1 EP98401507A EP98401507A EP0886055A1 EP 0886055 A1 EP0886055 A1 EP 0886055A1 EP 98401507 A EP98401507 A EP 98401507A EP 98401507 A EP98401507 A EP 98401507A EP 0886055 A1 EP0886055 A1 EP 0886055A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
torque
air
engine
richness
airmot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP98401507A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0886055B1 (fr
Inventor
Vincent Rauch
Jean-Marie Taupin
Luis Rodrigues
Edouard Valenciennes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP0886055A1 publication Critical patent/EP0886055A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0886055B1 publication Critical patent/EP0886055B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/143—Controller structures or design the control loop including a non-linear model or compensator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1406—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method with use of a optimisation method, e.g. iteration

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an engine. internal combustion, positive ignition and injection electronically controlled, with at least three actuators, acting on the ignition advance, the engine air flow control and richness of the air-fuel mixture, and several sensors to determine the operating point of the engine.
  • This control process essentially consists by regulating the torque supplied by the motor. She also relates to a device for implementing this process.
  • Today's motor vehicles are increasingly equipped more electronic equipment and services news, in addition to electronic engine control, such as the electronic control of the gearbox speed, anti-lock braking system when braking or electronic regulation of air conditioning by example. All this equipment induces variations of the torque consumed, so that the correct operation of the engine and associated equipment driver comfort and comfort passengers, requires control at all times and precisely the torque delivered by the engine.
  • electronic engine control such as the electronic control of the gearbox speed, anti-lock braking system when braking or electronic regulation of air conditioning by example. All this equipment induces variations of the torque consumed, so that the correct operation of the engine and associated equipment driver comfort and comfort passengers, requires control at all times and precisely the torque delivered by the engine.
  • This torque delivered by the motor can be modulated by variation of command values applied to actuators, such as the amount of air admitted to the manifold, the amount of fuel mixed with air, or the instant of ignition of the air / fuel mixture.
  • actuators such as the amount of air admitted to the manifold, the amount of fuel mixed with air, or the instant of ignition of the air / fuel mixture.
  • These actuators have different effects on the torque, in terms of speed of action due to pure delay or a rise time, and in terms of authority by the magnitude of the effects. They also have effects on other quantities whose regulation must be otherwise assured, such as wealth in fuel of the fuel mixture, for reasons of consumption and pollution. That's why it is desirable to limit the impact of the regulation of engine torque on these other quantities, while advantageously using several of these actuators.
  • Another disadvantage of this example of regulation is its high cost due to the addition of a sensor chamber pressure to measure the torque supplied by the engine.
  • the invention aims to solve these drawbacks by proposing a method of controlling the engine by a motor torque regulation, type multivariable integral quadratic linear based on a non-model linear of the motor, using as variables of controls the ignition advance and the amount of air allowed in the collector, and the quantity of gasoline injected in a particular case, and receiving two torque setpoints calculated simultaneously according to the engine operating model.
  • a second object of the invention is a device for implementation of the torque regulation process engine, consisting of the electronic computer of motor control including a linear regulator integral quadratic.
  • the first step in the torque regulation process engine consists in performing dynamic modeling of the production of the engine torque reflecting the physical operation of the engine. This modeling is performed during the engine development phase, on bench test.
  • the richness yield ⁇ Ri is a mapped function of the function R i for example, and the advance yield ⁇ AV is a mapped function of the advance, the speed, the manifold pressure and possibly the richness.
  • logCP (k) logC AIRMOT (k) + log ⁇ Avcons (k) + log ⁇ Ricons (k)
  • the feed rate and the richness are equal to their set values, so that the projected torque CP is equal to the torque CMI + .
  • Two torque setpoints are sent to the torque regulator and are calculated simultaneously, one CMI + cons from the CMI + torque supplied by the engine and which the regulator must follow as quickly as possible, and the other CP cons , which is in the longer term, from the projected pair CP.
  • the modeling of the engine according to the invention also consists in describing the engine air intake manifold by a first order model, from the mass of air M AIRPAP entering the manifold by the throttle body, at each top dead center, whether this case is constituted by a single butterfly or else it includes other actuators.
  • M AIRMOT (k) M AIRMOT (k-1) + F collar * [M AIRPAP (k) - M AIRMOT (k-1) ] in which the term F col is a filtering factor translating the dynamics of the collector and expressed according to the following equation (E 7 ), from the total displacement V word of the engine, the number of cylinders n cyl , the volume V col of the manifold and of the average filling rate Remp of the engine with air, related to the conditions of the manifold.
  • F collar ⁇ V word * Remp ⁇ / ⁇ n cyl * V collar ⁇
  • the collector model is connected to the AIRMOT C torque supplied by the engine and expressed by equation (E 1 ).
  • E 1 the collector model is connected to the AIRMOT C torque supplied by the engine and expressed by equation (E 1 ).
  • VS AIRPAP (k) R (N k , P k ) * M AIRPAP (k) .
  • Different air actuators can be used in an engine, such as an RCO valve, a motorized throttle valve or a stepper.
  • the dynamics of the air actuator used is described as a first-order model, as part of the theoretical modeling of the production of engine torque, from the air flow Q AIRPAP entering the manifold and the flow d air Q AIRCMD actuator control.
  • VS AIRCMD (k) R (N k , P k ) * ⁇ 120 * Q AIRCMP (k) ⁇ / ⁇ not cyl * NOT k ⁇ .
  • Equation (E 10 ) of the air flow entering the manifold, modeling the behavior of the air actuator, is brought back in the form of a torque which is written, neglecting the variations of the speed N and yield R (N k , P k ):
  • VS AIRPAP (k + 1) C AIRPAP (k) + F act * [VS AIRCMD (k) - VS AIRPAP (k) ].
  • logC AIRPAP (k + 1) logC AIRPAP (k) + F act * [logC AIRCMD (k) -logC AIRPAP (k) ].
  • Figure 1 is the block diagram of the modeling of the production of the engine torque receiving an air flow control C AIRCMD applied to the throttle body 1 which delivers a mass of air entering the manifold 2 and providing torque, in the form from the logCMI + logarithm and the logCP logarithm to the torque regulator 3.
  • Figure 2 is the block diagram modeling the torque production of a single-wealth engine.
  • control process is carried out during engine operation and consists of regulation of the engine torque developed from the linear model of the engine which has just been described, and of linear type integral quadratic.
  • the matrix of state variables X k contains on the one hand the logarithm logC AIRPAP of the quantity C AIRPAP proportional to the mass of air entering the manifold through the butterfly unit, and that logC AIRMOT of the quantity C AIRMOT proportional to the mass of air leaving the manifold, on the other hand the error of the logarithm of the torque supplied by the engine elogCMI + k-1 , the error of the logarithm of the projected torque elogCP k-1 , the error of the logarithm of the wealth yield for two consecutive high dead points elog ⁇ Ri (k-1 ) and elog ⁇ Ri (k-2 ), and finally the three previously defined integral variables ⁇ logCMI + (k) , ⁇ logCP (k) and ⁇ log ⁇ Ri (k) .
  • the disturbance matrix Xs k contains the logarithm of the torque setpoint supplied by the logCMI + cons engine and the projected torque setpoint logCP cons , and the logarithm of the advance setpoint returns log ⁇ Avcons and the wealth setpoint log ⁇ Ricons .
  • the matrix U k of the commands comprises the logarithm logC AIRCMD of the quantity proportional to the actuator control air flow, the logarithms log ⁇ Av and log ⁇ Ri of the ignition advance and of the richness.
  • the state return matrix K is calculated from these matrices.
  • the representation matrices of the state variables X k , U k and Xs k do not have of variable relating to wealth. They are shown in Table 3 in the appendix, while the matrices A , B, F and As which are also simplified are shown in Table 4.
  • FIG 3 is the block diagram of the device implementing the method of regulating the engine torque according to the invention, in the case of an engine 4 whose throttle body 5 comprises a mechanical throttle 6, including the opening control S p is determined by depressing the accelerator pedal, associated with an additional air valve 7, the opening of which is electronically controlled, in other words section S v .
  • FIG. 4 is the same diagram in the case of a motorized throttle valve 8 whose opening S pm is completely controlled.
  • the engine 4 receives a command to open the throttle valve S p as well as an electronic control for ignition advance Av, opening of the valve S v and possibly of injection time Ti, and in FIG. 4, the engine receives an opening command S pm from its motorized throttle valve 8.
  • the speed value N k and that of the manifold pressure P k or of any other quantity representative of the mass of air actually absorbed by the engine such as the air flow rate, entering the manifold for example.
  • the air flow is measured by a flow meter and the manifold pressure is measured by a pressure sensor.
  • the electronic engine control computer 9 calculates the mass of air Q AIRMOT leaving the collector, in means 10, then the richness Ri and the richness yield ⁇ Ri of the mixture from this air mass and the time d injection Ti, in means 11 and 12. From the sections of the butterfly S p and of the valve S v , in the case of FIG.
  • the modules 13 of the computer determine the torque values defined above, ie the supplied torque CMI + , the projected torque CP, the torque defined from the mass of air entering the AIRPAP collector C and that leaving the AIRMOT C collector , the instructions for the couples supplied CMI + cons and projected CP cons , the instructions for the wealth returns ⁇ Ricons and in advance ⁇ Avcons and the wealth returns ⁇ Ri .
  • Means 14 compute the logarithm of these values which enter into an integral quadratic linear regulator 15, the role of which is to reconstruct the state vector of the torque model and the matrix product to deliver the logarithm of the feed efficiency commands log ⁇ Av , of the air flow of the logC actuator AIRCMD and possibly of the richness yield log ⁇ Ri .
  • Means 16 calculate the exponential of these values, which is then clipped in means 17, to take account of the limitations linked to the operation of the actuators and the motor, which deliver the advance efficiency ⁇ Av , the air control C AIRCMD and the wealth yield ⁇ Ri .
  • Means 18 calculate the value of the ignition advance Av from the yield ⁇ Av , the speed N, the manifold pressure P and possibly the richness Ri.
  • Means 19 calculate the final control of the air actuator 5, either the section of the valve S v or the opening S pm of the motorized throttle valve.
  • Means 20 calculate the richness Ri from the richness yield control ⁇ Ri as well as from a richness yield table as a function of the richness.
  • Means 21 then calculate the injection time Ti from this richness objective and the operating conditions of the engine, such as the pressure in the manifold, the speed, etc. From this injection time, means 22 estimate the richness in each cylinder and the associated richness yield.
  • FIGS. 5 and 6 are the same functional diagrams of the regulation device as FIGS. 3 and 4, respectively with a throttle associated with an air valve and with a motorized throttle, but in the case of an engine operating with single richness .
  • the wealth yield ⁇ Ri and the wealth yield setpoint ⁇ Ricons are equal to 1.
  • a first advantage of the engine control method according to the invention comes from the use of torque control from a non-linear model of the engine, which allows the regulator of the electronic computer to know precisely the effects of commands on the behavior of the engine and to determine the values of the commands in order to cause the expected effect.
  • the interest of formulating the model of the motor torque, described by multiplicative equations, by a logarithm function is to obtain a single linear model, which describes in all points the non-linear operation of the motor. This results in a gain in performance for the regulation proposed by the invention compared to the regulations currently existing.
  • the regulation of the motor torque is multivariable, that is to say that it acts simultaneously on several control variables to simultaneously regulate several state operating variables.
  • each of the state variables is thus regulated taking account of the couplings between the different state and control variables, and it is then possible to exploit the complementarity of the different commands in terms of authority and speed of action.
  • Another advantage comes from the definition of the projected engine torque, which allows in certain operating modes, to position in advance the different commands in a coordinated way to better respect the engine torque setpoint, by anticipating the dynamics or the delays in the operation of controls.
  • this regulation of the engine torque makes it possible, by the addition of simple methods, to take charge of the regulation of other quantities, such as the idling speed, without the development of a complete regulation method acting directly on the actuators.
  • This advantage results in a reduction in the complexity and in the size of the processes to be implemented in the electronic engine computer, as well as in a simplification of the procedures for calibration and development of the processes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de contrôle d'un moteur à allumage et injection commandés électroniquement, disposant d'au moins trois actionneurs de commande d'air, d'allumage et de richesse, réalisant tout d'abord une modélisation dynamique linéaire de la production du couple moteur par une fonction logarithme et sa fonction inverse, suivie d'une régulation du couple, multivariable de type linéaire quadratique intégrale, à partir de la mesure du régime, de la pression collecteur, des masses d'air entrant et sortant du collecteur, du débit d'air de commande de l'actionneur d'air, et éventuellement de la richesse et du rendement de richesse.

Description

L'invention concerne un procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne, à allumage commandé et injection pilotée électroniquement, disposant d'au moins trois actionneurs, agissant sur l'avance à l'allumage, la commande de débit d'air du moteur et la richesse du mélange air-essence, et de plusieurs capteurs permettant de déterminer le point de fonctionnement du moteur. Ce procédé de contrôle consiste essentiellement en une régulation du couple fourni par le moteur. Elle concerne également un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé.
Les véhicules automobiles actuels sont dotés de plus en plus d'équipements électroniques et de prestations nouvelles, en plus du contrôle électronique du moteur, telles que la commande électronique de la boíte de vitesse, l'antiblocage de roues lors du freinage ou la régulation électronique de l'air conditionné par exemple. Tous ces équipements induisent des variations importantes du couple consommé, de sorte que le bon fonctionnement du moteur et de ces équipements, associé à l'agrément de conduite du conducteur et au confort des passagers, nécessite de maítriser à tout instant et avec précision le couple délivré par le moteur.
Ce couple délivré par le moteur peut être modulé par variation des valeurs des commandes appliquées aux actionneurs, comme la quantité d'air admis dans le collecteur, la quantité de carburant mélangé à l'air, ou l'instant d'allumage du mélange air/carburant. Ces actionneurs ont des effets différents sur le couple, en termes de rapidité d'action en raison d'un retard pur ou d'un temps de montée, et en termes d'autorité par l'amplitude des effets. Ils ont également des effets sur d'autres grandeurs dont la régulation doit être assurée par ailleurs, telles que la richesse en carburant du mélange combustible, pour des raisons de consommation et de pollution. C'est pourquoi il est souhaitable de limiter l'impact de la régulation du couple moteur sur ces autres grandeurs, tout en utilisant avantageusement plusieurs de ces actionneurs.
Des solutions actuelles au problème de la régulation du couple moteur utilisent la technologie de régulation dite proportionnelle intégrale dérivée, sans modélisation du moteur, ce qui a pour inconvénient de ne connaítre les effets des commandes appliquées par cette régulation que par l'observation de ses effets sur les grandeurs régulées, entraínant un retard néfaste pour la qualité de la régulation.
Certaines solutions ont par contre été développées avec un modèle du moteur à partir duquel la régulation peut déterminer les commandes à appliquer, afin d'obtenir un effet désiré sur les grandeurs à réguler.
Un exemple de réalisation actuelle de régulation du couple moteur est décrit dans le brevet européen EP 0 185 552, au nom de NIPPONDENSO. Le mode de régulation utilise plusieurs modèles linéaires identifiés tangents à plusieurs points de fonctionnement du moteur, destinés à une régulation multivariable de type linéaire quadratique intégrale pour réguler le couple moteur en minimisant la consommation d'essence, à partir des commandes d'air admis dans le collecteur et d'essence injectée.
Le principal inconvénient de cette solution est dû aux approximations liées à l'utilisation de modèles linéarisés tangents alors que le fonctionnement du moteur n'est pas linéaire, entraínant une dégradation des performances de la régulation du couple.
De plus, ces modèles n'exploitent pas les connaissances que l'on a des équations physiques décrivant les phénomènes qui interviennent dans le fonctionnement réel du moteur.
Un autre inconvénient de cet exemple de régulation est son coût élevé en raison de l'adjonction d'un capteur de pression de chambre pour mesurer le couple fourni par le moteur.
L'invention vise à résoudre ces inconvénients en proposant un procédé de contrôle du moteur par une régulation du couple moteur, multivariable de type linéaire quadratique intégrale basée sur un modèle non linéaire du moteur, utilisant comme variables de commandes l'avance à l'allumage et la quantité d'air admis dans le collecteur, et la quantité d'essence injectée dans un cas particulier, et recevant deux consignes de couple calculées simultanément selon le modèle de fonctionnement du moteur.
Pour cela, un premier objet de l'invention est un procédé de contrôle d'un moteur thermique, à allumage commandé, à injection pilotée par un calculateur électronique, disposant d'au moins trois actionneurs auxquels sont appliqués respectivement une commande d'air, une commande d'allumage et une commande de richesse du mélange combustible, consistant, à partir d'un modèle de la production du couple moteur, en une régulation de type linéaire quadratique intégrale de variables d'état de fonctionnement du moteur par action sur des variables de commande en fonction de variables de consignes et des variables d'état, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
  • en phase de développement du moteur :
    • modélisation dynamique linéaire de la production du couple moteur au moyen d'une fonction logarithme et de sa fonction inverse ;
    • définition du gain optimal minimisant l'indice de performance quadratique de la régulation linéaire quadratique intégrale, à partir duquel les variables de commande Uk seront calculées en fonction des variables d'état Xk et de consigne Xsk, et sa mémorisation dans le calculateur ;
  • en cours de fonctionnement du moteur, à chaque point mort haut d'ordre k, calcul des variables d'état Xk et des consignes Xsk, par le calculateur électronique, à partir :
    • de la mesure du régime Nk et d'une grandeur représentative de la masse d'air absorbée réellement par le moteur, comme la pression collecteur Pk ;
    • du calcul de la masse d'air MAIRMOT sortant du collecteur en fonction du régime et de ladite grandeur ;
    • du calcul de la richesse et du rendement de richesse à partir du temps d'injection et de la masse d'air MAIRMOT ;
    • du calcul de la masse d'air MAIRPAP entrant dans le collecteur en fonction de la masse d'air de commande MAIRCMD de l'actionneur d'air;
    • du calcul du couple réel CMI+ et du couple projeté CP fournis par le moteur;
puis calcul des variables des commandes Uk selon la régulation linéaire quadratique intégrale.
Un second objet de l'invention est un dispositif de mise en oeuvre du procédé de régulation du couple moteur, constitué par le calculateur électronique de contrôle du moteur comprenant un régulateur linéaire quadratique intégral.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description du procédé et d'un mode de réalisation du dispositif de mise en oeuvre du procédé, illustrée par les figures suivantes qui sont :
  • figure 1 : le schéma fonctionnel de la modélisation d'un moteur thermique, recevant une commande de débit d'air et fournissant un couple;
  • figure 2 : le schéma fonctionnel de la modélisation d'un moteur thermique, qui fonctionne à richesse unique;
  • figures 3 et 5 : le schéma fonctionnel du dispositif mettant en oeuvre le procédé de régulation du couple moteur selon l'invention, respectivement avec commande de richesse et richesse constante, dans le cas d'un papillon avec vanne additionnelle d'air ;
  • figure 4 et 6 : le schéma fonctionnel mettant en oeuvre le procédé de régulation du couple moteur selon l'invention, respectivement avec commande de richesse et richesse constante, dans le cas d'un papillon motorisé.
La première étape du procédé de régulation du couple moteur consiste à réaliser une modélisation dynamique de la production du couple moteur rendant compte du fonctionnement physique du moteur. Cette modélisation est réalisée en phase de développement du moteur, sur banc d'essais.
Tout d'abord, le couple fourni par le moteur, à avance d'allumage optimale et richesse du mélange air-essence égale à 1, est défini à partir de la masse d'air MAIRMOT(k) sortant du collecteur d'admission et entrant dans un cylindre du moteur, à chaque point mort haut d'ordre k, et du rendement de combustion du moteur R(Nk,Pk) qui est fonction de la valeur Nk du régime et de la valeur Pk de la pression dans le collecteur.
Ce couple moteur CAIRMOT(k) est exprimé en Newton.mètre, selon l'équation suivante (E1) : cAIRMOT(k) = R(Nk,Pk) * MAIRMOT(k) avec R(Nk,Pk) en N.m/kg,
  • N en tour/min,
  • P en mbar.
    • Cette valeur doit être corrigée en fonction de l'avance à l'allumage Av et de la richesse Ri du mélange, par des rendements d'avance µAv(k) et de richesse µRi(k) définis à chaque point mort haut d'ordre k, selon l'équation suivante (E2), de façon à obtenir la valeur réelle CMI+ du couple fourni par le moteur : CMI+ (k) = CAIRMOT(k) * µAv(k) * µRi(k - 2) = R(Nk,Pk) * MAIRMOT(k) * µAv(k) * µRi(k - 2)
    Le rendement de richesse µRi est une fonction cartographiée de la fonction Ri par exemple, et le rendement d'avance µAV est une fonction cartographiée de l'avance, du régime, de la pression collecteur et éventuellement de la richesse.
    Cette expression du couple étant multiplicative, elle est non-linéaire. Selon l'invention, le procédé en calcule le logarithme et effectue un changement de variable. Cela permet, à partir d'équations multiplicatives, d'utiliser un modèle du couple qui soit additif sans qu'aucune approximation ne soit faite. La nouvelle variable est donc le logarithme logCMI+ du couple, exprimé par l'équation suivante (E3) : logCMI+ (k) = logCAIRMOT(k) + logµAv(k) + logµRi(k-2)
    Selon l'invention est également défini un autre terme correspondant à une projection du couple précédent CMI+, quelques points morts hauts plus tard, dans le but notamment d'anticiper les commandes des actionneurs lorsque cela est possible. Ce couple projeté CP est donc défini comme le couple fourni par le moteur, selon une consigne de rendement d'avance µAvcons et une consigne de rendement de richesse µRicons, par l'équation suivante (E4) :
    Figure 00070001
    Cette expression du couple étant non linéaire, on en calcule le logarithme selon l'équation suivante (E5) : logCP(k) = logCAIRMOT(k) + logµAvcons(k) + logµRicons(k)
    En fonctionnement stabilisé, l'avance et la richesse sont égales à leurs valeurs de consigne, de sorte que le couple projeté CP est égal au couple CMI+.
    Deux consignes de couple sont envoyées au régulateur de couple et sont calculées simultanément, l'une CMI+ cons à partir du couple CMI+ fourni par le moteur et que le régulateur devra suivre le plus rapidement possible, et l'autre CPcons, qui est à plus long terme, à partir du couple projeté CP.
    La modélisation du moteur selon l'invention consiste également à décrire le collecteur d'admission d'air du moteur par un modèle du premier ordre, à partir de la masse d'air MAIRPAP entrant dans le collecteur par le boítier papillon, à chaque point mort haut, que ce boítier soit constitué par un unique papillon ou bien qu'il comprenne d'autres actionneurs. Le terme décrivant le collecteur exprime la masse d'air MAIRMOT sortant du collecteur pour entrer dans un cylindre, selon l'équation suivante (E6) : MAIRMOT(k) = MAIRMOT(k-1) + Fcol*[MAIRPAP(k) - MAIRMOT(k-1)] dans laquelle le terme Fcol est un facteur de filtrage traduisant la dynamique du collecteur et exprimé selon l'équation suivante (E7), à partir de la cylindrée totale Vmot du moteur, du nombre de cylindres ncyl, du volume Vcol du collecteur et du taux de remplissage moyen Remp du moteur par de l'air, rapporté aux conditions du collecteur. (E7) : Fcol = {Vmot * Remp} / {ncyl * Vcol}
    Pour assurer la compatibilité avec l'écriture du couple, le modèle du collecteur est relié au couple CAIRMOT fourni par le moteur et exprimé par l'équation (E1). Par analogie, il faut définir à partir de la masse d'air MAIRPAP entrant dans le collecteur, exprimée en kilogramme, une grandeur homogène à un couple, selon l'équation suivante (E8): CAIRPAP(k) = R(Nk,Pk) * MAIRPAP(k).
    En négligeant les variations du rendement de combustion R(Nk,Pk) du moteur, entre deux points morts hauts d'indices k et k+1, l'équation (E6) précédente devient: CAIRMOT(k+1) = CAIRMOT(k) + Fcol*[CAIRPAP(k+1) - CAIRMOT(k)].
    On admettra que la différence entre les valeurs des couples CAIRMOT et CAIRPAP, soit CAIRPAP - CAIRMOT, est petite devant CAIRMOT et que l'on peut utiliser l'approximation log(1+x) ≈ x, de sorte que le modèle du collecteur s'écrit selon l'équation suivante (E9) : logCAIRMOT(k+1)=logCAIRMOT(k)+FCol*[logCAIRPAP(k+1)-logCAIRMOT(k)]
    Différents actionneurs d'air peuvent être utilisés dans un moteur, comme une vanne RCO, un papillon motorisé ou un stepper. La dynamique de l'actionneur d'air utilisé est décrite comme un modèle du premier ordre, dans le cadre de la modélisation théorique de la production du couple moteur, à partir du débit d'air QAIRPAP entrant dans le collecteur et du débit d'air QAIRCMD de commande de l'actionneur.
    L'équation (E10) suivante exprimant le débit d'air QAIRPAP(k+1) qui entre au point mort haut d'ordre k+1 : QAIRPAP(k+1)= QAIRPAP(k) + Fact*[QAIRCMD(k) - QAIRPAP(k)], avec le facteur de filtrage Fact qui traduit la dynamique de l'actionneur d'air, doit être ramenée sous forme de couple, dont il faut ensuite calculer le logarithme avant un changement de variable.
    Or, le débit d'air QAIRPAP(k) est relié à la masse d'air MAIRPAP(k) entrant dans le collecteur par l'expression (E11) suivante, en fonction de la valeur Nk du régime moteur et du nombre de cylindres ncyl : (E11) : MAIRPAP(k) = {120 * QAIRPAP(k)} / {ncyl * Nk} de sorte que l'équation (E8) précédente devient :
    Figure 00100001
    Par analogie, le débit d'air QAIRCMD de commande de l'actionneur donne lieu à une valeur de couple CAIRCMD défini selon l'équation suivante (E12) : CAIRCMD(k) = R(Nk,Pk) * {120 * QAIRCMP(k)} / {ncyl * Nk}.
    Ainsi, l'équation (E10) du débit d'air entrant dans le collecteur, modélisant le comportement de l'actionneur d'air, est ramenée sous la forme d'un couple qui s'écrit, en négligeant les variations du régime N et du rendement R(Nk, Pk) : CAIRPAP(k+1) = CAIRPAP(k) + Fact * [CAIRCMD(k) - CAIRPAP(k)].
    On admettra que la différence entre CAIRPAP et CAIRCMD reste faible devant CAIRPAP, de sorte que le calcul du logarithme de CAIRPAP aboutit à l'équation suivante (E13) : logCAIRPAP(k+1)=logCAIRPAP(k)+Fact*[logCAIRCMD(k)-logCAIRPAP(k)].
    La production du couple moteur ainsi modélisée selon l'invention est représentée par les quatre équations suivantes, représentant respectivement, (E3) le couple moteur, (E5) le couple projeté, (E9) le fonctionnement du collecteur et (E13) le fonctionnement de l'actionneur d'air : (E3) : logCMI+ (k) = logCAIRMOT(k) + logµAv(k) + logµRi(k-2) (E5) : logCP(k) = logCAIRMOT(k) + logµAvcons(k) + logµRicons(k) (E9) : logCAIRMOT(k+1)=logCAIRMOT(k)+ Fcol * [logCAIRPAP(k+1)-logCAIRMOT(k)] (E13) : logCAIRPAP(k+1)=logCAIRPAP(k)+Fact*[logCAIRCMD(k)-logCAIRPAP(k)].
    La figure 1 est le schéma fonctionnel de la modélisation de la production du couple moteur recevant une commande de débit d'air CAIRCMD appliquée au boítier papillon 1 qui délivre une masse d'air entrant dans le collecteur 2 et fournissant un couple, sous forme du logarithme logCMI+ et du logarithme logCP, au régulateur de couple 3.
    Afin d'assurer le retour des logarithmes du couple moteur logCMI+, du couple projeté logCP et du rendement de richesse logµRi vers leurs valeurs de consigne respectives, l'invention définit trois nouvelles variables qui sont les intégrales en temps discret de ces trois grandeurs : ΣlogCMI+ (k+1) = ΣlogCMI+ (k) +elogCMI+ (k) ΣlogCP(k+1)= ΣlogCP(k) + elogCP(k) ΣlogµRi(k+1)=ΣlogµRi(k) + elogµRi(k) avec les termes d'erreur suivants : elogCMI+ = logCMI+ - log CMI+ cons elogCP = logCP - logCPcons elogµRi = logµRi - logµRicons ces erreurs étant égales à la différence entre le logarithme des grandeurs mesurées et le logarithme de leurs valeurs de consigne respectives.
    Une variante de réalisation du procédé selon l'invention concerne un fonctionnement du moteur à richesse unique. La figure 2 est le schéma fonctionnel de la modélisation de la production du couple d'un moteur qui fonctionne à richesse unique.
    Selon l'invention, après la phase de développement, le procédé de contrôle est réalisé en cours de fonctionnement du moteur et consiste en une régulation du couple moteur développée à partir du modèle linéaire du moteur qui vient d'être décrit, et de type linéaire quadratique intégrale.
    Le modèle linéaire du moteur peut être décrit par sa représentation d'état : Xk+1 = A*Xk + B*Uk + F*Xsk Xsk+1 = As * Xsk, dans laquelle Xk représente le vecteur d'état du modèle, constitué par des variables décrivant l'état dans lequel se trouve le moteur ;
  • Uk représente les commandes sur lesquelles pourra agir le régulateur de couple pour assurer le fonctionnement du moteur, et
  • Xsk représente les grandeurs variables qui ont un effet sur l'état de fonctionnement du moteur, d'après les équations du modèle du moteur, mais qui ne sont pas commandées par le régulateur, c'est-à-dire les perturbations.
    • Ainsi, comme le montre le tableau 1 en annexe, la matrice des variables d'état Xk contient d'une part le logarithme logCAIRPAP de la grandeur CAIRPAP proportionnelle à la masse d'air entrant dans le collecteur par le boítier papillon, et celui logCAIRMOT de la grandeur CAIRMOT proportionnelle à la masse d'air sortant du collecteur, d'autre part l'erreur du logarithme du couple fourni par le moteur elogCMI+ k-1, l'erreur du logarithme du couple projeté elogCPk-1, l'erreur du logarithme du rendement de richesse pour deux points morts hauts consécutifs elogµRi(k-1) et elogµRi(k-2), et enfin les trois variables intégrales précédemment définies ΣlogCMI+ (k), ΣlogCP(k) et ΣlogµRi(k).
    La matrice Xsk des perturbations contient le logarithme de la consigne du couple fourni par le moteur logCMI+ cons et de la consigne du couple projeté logCPcons, et le logarithme des rendements de consigne d'avance logµAvcons et de consigne de richesse logµRicons.
    La matrice Uk des commandes comprend le logarithme logCAIRCMD de la grandeur proportionnelle au débit d'air de commande de l'actionneur, les logarithmes logµAv et logµRi de l'avance à l'allumage et de la richesse.
    La régulation linéaire quadratique intégrale est une régulation à retour d'état, de sorte qu'à chaque itération, la commande Uk est obtenue à partir d'une matrice de gain K calculée une fois pour toutes pendant la phase de développement du régulateur : K = [K Ks]
    Figure 00140001
    La théorie de la régulation linéaire quadratique intégrale donne la matrice K comme le gain optimal minimisant l'indice de performance quadratique :
    Figure 00140002
    où les matrices Q et R sont des matrices de pondération définissant les caractéristiques de la régulation. La résolution de ce problème conduit au calcul suivant de la matrice de gain K , K=[K Ks] : P = Q + AT.P.A - AT.P.B.(R + BT.P.B)-1.BT.P.A K = (R + BT.P.B)-1.BT.P.A Ps = (A - B.K)T.(P.F + Ps.As) Ks = (R + BT.P.B)-1.BT.(P.F + Ps.As) P étant l'inconnue de l'équation matricielle.
    Il est possible d'utiliser plusieurs matrices de gain en fonction du mode de fonctionnement utilisé pour le moteur, privilégiant soit l'avance à l'allumage, la richesse ou l'anti-pollution par exemple.
    Quant aux matrices A, B, F et As provenant de la modélisation du moteur pour décrire l'évolution des variables d'état Xk en fonction du temps, elles sont obtenues à partir des quatre équations E3, E5, E9 et E13 précédentes et figurent sur le tableau 2 en annexe. La matrice de retour d'état K est calculée à partir de ces matrices.
    Dans le cas particulier d'une commande simplifiée du moteur par l'avance à l'allumage et le débit d'air, à richesse unique, les matrices de représentation des variables d'état Xk, Uk et Xsk ne présentent pas de variable se rapportant à la richesse. Elles figurent sur le tableau 3 en annexe, tandis que les matrices A, B, F et As qui sont également simplifiées figurent sur le tableau 4.
    La figure 3 est le schéma fonctionnel du dispositif mettant en oeuvre le procédé de régulation du couple moteur selon l'invention, dans le cas d'un moteur 4 dont le boítier papillon 5 comprend un papillon mécanique 6, dont la commande d'ouverture Sp est déterminée par l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, associé à une vanne 7 d'air additionnel, dont on commande électroniquement l'ouverture, autrement dit la section Sv.
    La figure 4 est le même schéma dans le cas d'un papillon motorisé 8 dont on commande totalement l'ouverture Spm.
    Sur la figure 3, le moteur 4 reçoit une commande d'ouverture du papillon Sp ainsi qu'une commande électronique d'avance à l'allumage Av, d'ouverture de la vanne Sv et éventuellement de temps d'injection Ti, et sur la figure 4, le moteur reçoit une commande d'ouverture Spm de son papillon motorisé 8. On mesure à chaque point mort haut d'ordre k, la valeur de régime Nk et celle de la pression collecteur Pk ou de toute autre grandeur représentative de la masse d'air absorbée réellement par le moteur, comme le débit d'air, entrant dans le collecteur par exemple. Le débit d'air est mesuré par un débitmètre et la pression collecteur est mesurée par un capteur de pression. Le calculateur électronique de contrôle moteur 9 calcule la masse d'air QAIRMOT sortant du collecteur, dans des moyens 10, puis la richesse Ri et le rendement de richesse µRi du mélange à partir de cette masse d'air et du temps d'injection Ti, dans des moyens 11 et 12. A partir des sections du papillon Sp et de la vanne Sv, dans le cas de la figure 3, et à partir de la section Spm du papillon motorisé dans le cas de la figure 4, de l'avance Av et du temps d'injection Ti, les modules 13 du calculateur déterminent les valeurs de couple définis précédemment, soit le couple fourni CMI+, le couple projeté CP, le couple défini à partir de la masse d'air entrant dans le collecteur CAIRPAP et celle sortant du collecteur CAIRMOT, les consignes des couples fourni CMI+ cons et projeté CPcons, les consignes des rendements de richesse µRicons et d'avance µAvcons et le rendement de richesse µRi. Des moyens 14 calculent le logarithme de ces valeurs qui entrent dans un régulateur linéaire quadratique intégral 15, dont le rôle est de reconstituer le vecteur d'état du modèle de couple et le produit matriciel pour délivrer le logarithme des commandes de rendement d'avance logµAv, du débit d'air de l'actionneur logCAIRCMD et éventuellement de rendement de richesse logµRi. Des moyens 16 calculent l'exponentielle de ces valeurs, qui est ensuite écrêtée dans des moyens 17, pour tenir compte des limitations liées au fonctionnement des actionneurs et du moteur, qui délivrent le rendement d'avance µAv, la commande d'air CAIRCMD et le rendement de richesse µRi.
    Des moyens 18 calculent la valeur de l'avance à l'allumage Av à partir du rendement µAv, du régime N, de la pression collecteur P et éventuellement de la richesse Ri.
    Des moyens 19 calculent la commande finale de l'actuateur d'air 5, soit la section de la vanne Sv ou l'ouverture Spm du papillon motorisé.
    Des moyens 20 calculent la richesse Ri à partir de la commande de rendement de richesse µRi ainsi que d'une table de rendement de richesse en fonction de la richesse. Des moyens 21 calculent ensuite le temps d'injection Ti à partir de cet objectif de richesse et des conditions de fonctionnement du moteur, telles que la pression dans le collecteur, le régime, etc ... . A partir de ce temps d'injection, des moyens 22 estiment la richesse dans chaque cylindre et le rendement de richesse associé.
    Les figures 5 et 6 sont les mêmes schémas fonctionnels du dispositif de régulation que les figures 3 et 4, respectivement avec un papillon associé à une vanne d'air et avec un papillon motorisé, mais dans le cas d'un moteur fonctionnant à richesse unique. Le rendement de richesse µRi et la consigne de rendement de richesse µRicons sont égaux à 1.
    Un premier avantage du procédé de contrôle du moteur selon l'invention vient de l'utilisation d'une régulation du couple à partir d'un modèle non linéaire du moteur, ce qui permet au régulateur du calculateur électronique de connaítre avec précision les effets des commandes sur le comportement du moteur et de déterminer les valeurs des commandes afin de provoquer l'effet attendu.
    De plus, l'intérêt de formuler le modèle du couple moteur, décrit par des équations multiplicatives, par une fonction logarithme est d'obtenir un modèle linéaire unique, qui décrit en tous points le fonctionnement non linéaire du moteur. Ceci se traduit par un gain en performance pour la régulation proposée par l'invention par rapport aux régulations existant actuellement.
    D'autre part, la régulation du couple moteur est multivariable, c'est-à-dire qu'elle agit simultanément sur plusieurs variables de commande pour réguler simultanément plusieurs variables d'état du fonctionnement du moteur. Ceci est particulièrement avantageux puisque chacune des variables d'état est ainsi régulée en tenant compte des couplages entre les différentes variables d'état et de commande, et qu'il est alors possible d'exploiter la complémentarité des différentes commandes en termes d'autorité et de rapidité d'action.
    Un autre intérêt provient de la définition du couple moteur projeté, qui permet dans certains modes de fonctionnement, de positionner à l'avance les différentes commandes de façon coordonnée pour mieux respecter la consigne de couple moteur, en anticipant la dynamique ou les retards dans le fonctionnement des commandes.
    Enfin, cette régulation du couple moteur permet, par l'adjonction de procédés simples, de prendre en charge la régulation d'autres grandeurs, telle que le régime de ralenti, sans développement d'un procédé complet de régulation agissant directement sur les actionneurs. Cet avantage se traduit par une diminution de la complexité et de la taille des procédés à mettre en oeuvre dans le calculateur électronique du moteur, ainsi que par une simplification des procédures de calibration et de mise au point des procédés.
    Figure 00200001
    Figure 00210001
    Figure 00220001
    Figure 00230001

    Claims (8)

    1. Procédé de contrôle du couple d'un moteur à combustion interne, à allumage commandé, à injection pilotée par un calculateur électronique, disposant d'au moins trois actionneurs auxquels sont appliqués respectivement une commande d'air, une commande d'allumage et une commande de richesse du mélange combustible, consistant, à partir d'un modèle de la production du couple moteur, en une régulation, de type linéaire quadratique intégrale, de variables d'état de fonctionnement du moteur par action sur des variables de commande en fonction de variables de consignes et des variables d'état, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
      en phase de développement du moteur :
      modélisation dynamique linéaire de la production du couple moteur au moyen d'une fonction logarithme et de sa fonction inverse ;
      définition du gain optimal minimisant l'indice de performance quadratique de la régulation linéaire quadratique intégrale, à partir duquel les variables de commande (Uk) seront calculées en fonction des variables d'état (Xk) et de consigne (Xsk), et sa mémorisation dans le calculateur ;
      en cours de fonctionnement du moteur, à chaque point mort haut d'ordre k, calcul des variables d'état (Xk) et des consignes (Xsk), par le calculateur électronique, à partir :
      de la mesure du régime (Nk) et d'une grandeur représentative de la masse d'air réellement absorbée par le moteur ;
      du calcul de la masse d'air (MAIRMOT) sortant du collecteur en fonction du régime et de ladite grandeur ;
      du calcul de la richesse (Ri) et du rendement de richesse (µRi) à partir du temps d'injection et de la masse d'air (MAIRMOT) ;
      du calcul de la masse d'air (MAIRPAP) entrant dans le collecteur en fonction de la masse d'air de commande (MAIRCMD) de l'actionneur;
      du calcul du couple réel (CMI+) et du couple projeté (CP) fournis par le moteur;
      puis calcul des variables des commandes (Uk) selon la régulation linéaire quadratique intégrale.
    2. Procédé de contrôle du couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur représentative de la masse d'air réellement absorbée par le moteur est la pression (Pk) dans le collecteur, ou le débit d'air entrant dans le collecteur.
    3. Procédé de contrôle du couple selon la revendication 2, caractérisé en ce que la modélisation de la production du couple est définie par quatre équations linéaires obtenues à partir des effets produits pendant le fonctionnement du moteur par :
      le débit d'air de commande (QAIRCMD) de l'actionneur d'air sur le débit d'air (QAIRPAP) entrant dans le collecteur selon l'équation du premier ordre suivante : QAIRPAP(k+1)= QAIRPAP(k) + Fact*[QAIRCMD(k) - QAIRPAP(k)], avec Fact : un facteur de filtrage traduisant la dynamique de l'actionneur d'air;
      la masse d'air (MAIRPAP) entrant dans le collecteur par le boítier papillon sur la masse d'air (MAIRMOT) sortant du collecteur et entrant dans un cylindre, selon l'équation du premier ordre : MAIRMOT(k) = MAIRMOT(k-1) + Fcol * [MAIRPAP(k) - MAIRMOT(k-1)] avec Fcol : un facteur de filtrage traduisant la dynamique du collecteur;
      la masse d'air (MAIRMOT) sortant du collecteur, d'une part sur le couple (CMI+) fourni par le moteur en fonction des rendements d'avance (µAv) et de richesse (µRi) et du rendement de combustion de moteur R(Nk,Pk): CMI+ (k) = R(Nk,Pk) * MAIRMOT(k) * µAv(k) * µRi(k-2) et d'autre part, sur le couple projeté (CP) fourni par le moteur en fonction de consignes de rendement d'avance (µAvcons) et de richesse (µRicons) et du rendement de combustion de moteur R(Nk,Pk): CP(k) = R(Nk,Pk) * MAIRMOT(k) * µAvcons(k) * µRicons(k), ces équations étant ensuite linéarisées par calcul de leur logarithme suivi d'un changement de variable.
    4. Procédé de contrôle du couple selon la revendication 3, caractérisé en ce que :
      a) les variables d'état (Xk) du fonctionnement du moteur sont :
      les logarithmes de deux grandeurs homogènes à un couple, l'une (CAIRPAP) proportionnelle à la masse d'air (MAIRPAP) entrant dans le collecteur par le boítier papillon et l'autre (CAIRMOT) proportionnelle à la masse d'air (MAIRMOT) sortant du collecteur;
      les erreurs des logarithmes du couple fourni par le moteur (elogCMI+), du couple projeté (elogCP) et du rendement de la richesse (elogµRi) pour deux points morts hauts consécutifs, erreurs égales à la différence entre le logarithme des grandeurs mesurées et le logarithme de leurs valeurs de consigne respectives : elogCMI+ = logCMI+ - log CMI+ cons elogCP = logCP - logCPcons elogµRi = logµRi - logµRicons;
      trois variables définies comme les intégrales en temps discret du couple fourni (ΣlogCMI+), du couple projeté (ΣlogCP) et du rendement de richesse (ΣlogµRi): ΣlogCMI+ (k+1) = ΣlogCMI+ (k) + elogCMI+ (k) ΣlogCP(k+1)= ΣlogCP(k) + elogCP(k) ΣlogµRi(k+1)= ΣlogµRi(k) + elogµRi(k)
      b) les variables de consigne sont les logarithmes de la consigne de couple fourni (logCMI+ cons) du couple projeté (logCPcons) et des rendements d'avance à l'allumage (logµAvcons) et de richesse (logµRicons); et
      c) les variables de commande (Uk) des actionneurs du moteur sont les logarithmes (logCAIRCMD) de la grandeur homogène à un couple et proportionnelle au débit d'air de commande de l'actionneur, et des rendements d'avance à l'allumage (logµAv) et de richesse (logµRi).
    5. Procédé de contrôle du couple selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moteur fonctionne à richesse unique, avec un rendement de richesse égal à 1.
    6. Dispositif de contrôle du couple d'un moteur à combustion interne, à allumage commandé, à injection pilotée par un calculateur électronique, disposant d'au moins trois actionneurs auxquels sont appliqués respectivement une commande d'air, une commande d'allumage et une commande de richesse du mélange mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le calculateur électronique (9) comprend :
      des moyens (10) de calcul de la masse d'air (MAIRMOT) sortant du collecteur;
      des moyens (11) de calcul de la richesse (Ri) et des moyens (12) de calcul du rendement de richesse (µRi) du mélange à partir de ladite masse d'air (MAIRMOT) et du temps d'injection (Ti);
      des modules (13) déterminant, à partir du régime moteur, de la pression collecteur, de l'ouverture de l'actuateur d'air, de l'avance (Av) et du temps d'injection (Ti), les valeurs du couple fourni (CMI+), du couple projeté (CP), du couple (CAIRPAP) défini à partir de la masse d'air entrant dans le collecteur et du couple (CAIRMOT) défini à partir de la masse d'air sortant du collecteur, les consignes du couple fourni (CMI+ cons) et du couple projeté (CPcons) , les consignes du rendement de richesse (µRicons) et du rendement d'avance (µAvcons);
      des moyens (14) de calcul du logarithme des valeurs calculées par les moyens (13);
      un régulateur linéaire quadratique intégral (15), recevant en entrée les logarithmes des couples calculés par les moyens (14) et délivrant le logarithme des commandes du rendement d'avance (logµAv), du débit d'air de l'actionneur (logCAIRCMD) et du rendement de richesse (logµRi);
      des moyens (16) de calcul de l'exponentielle des valeurs délivrées par le régulateur (15);
      des moyens (17) d'écrêtage des valeurs délivrées par les moyens (16), pour tenir compte des limitations liées au fonctionnement des actionneurs et du moteur, délivrant le rendement d'avance (µAv) , la commande d'air (CAIRCMD) et le rendement de richesse (µRi);
      des moyens (18) de calcul de la valeur de l'avance à l'allumage (Av) à partir du rendement d'avance (µAv), du régime moteur (N), de la pression collecteur (P) et de la richesse (Ri) éventuellement;
      des moyens (19) de calcul de la commande finale (CAIRCMD) de l'actuateur d'air (5);
      des moyens (20) de calcul de la richesse (Ri) à partir de la commande de rendement de richesse (µRi) ainsi que d'une table de rendement de couple en fonction de la richesse;
      des moyens (21) de calcul du temps d'injection (Ti) à partir de cet objectif de richesse et des conditions de fonctionnement du moteur, telles que la pression dans le collecteur ou le régime;
      des moyens (22) d'estimation, à partir du temps d'injection (Ti), de la richesse (Ri) dans chaque cylindre et le rendement de richesse associé.
    7. Dispositif de contrôle du couple selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'actuateur d'air est un boítier papillon comprenant un papillon mécanique (6) dont l'ouverture (Sp) est commandée directement par la pédale d'accélérateur du véhicule et une vanne (7) d'air additionnel dont l'ouverture (Sv) est commandée par le calculateur électronique (9).
    8. Dispositif de contrôle du couple selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'actuateur d'air est un boítier papillon comprenant un papillon motorisé (8) dont l'ouverture (Spm) est commandée par le calculateur électronique (9).
    EP19980401507 1997-06-19 1998-06-19 Procédé et dispositif de contrôle d'un moteur à combustion interne, à allumage commandé Expired - Lifetime EP0886055B1 (fr)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR9707664 1997-06-19
    FR9707664A FR2764941B1 (fr) 1997-06-19 1997-06-19 Procede et dispositif de controle d'un moteur a combustion interne, a allumage commande

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0886055A1 true EP0886055A1 (fr) 1998-12-23
    EP0886055B1 EP0886055B1 (fr) 2003-01-22

    Family

    ID=9508192

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP19980401507 Expired - Lifetime EP0886055B1 (fr) 1997-06-19 1998-06-19 Procédé et dispositif de contrôle d'un moteur à combustion interne, à allumage commandé

    Country Status (4)

    Country Link
    EP (1) EP0886055B1 (fr)
    DE (1) DE69810849T2 (fr)
    ES (1) ES2190571T3 (fr)
    FR (1) FR2764941B1 (fr)

    Cited By (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US6955107B2 (en) 2000-10-02 2005-10-18 Metso Paper, Inc. Equipment for cutting particularly a paper web with a water jet
    FR2944317A3 (fr) * 2009-04-10 2010-10-15 Renault Sas Systeme d'admission et d'echappement de gaz d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile

    Families Citing this family (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US9581080B2 (en) * 2012-12-21 2017-02-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Rate-based model predictive control method for internal combustion engine air path control
    US9989001B2 (en) 2012-12-21 2018-06-05 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Discrete time rate-based model predictive control method for internal combustion engine air path control

    Citations (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP0185552A2 (fr) * 1984-12-19 1986-06-25 Nippondenso Co., Ltd. Dispositif pour la commande du fonctionnement d'un moteur à combustion interne
    EP0337366A2 (fr) * 1988-04-12 1989-10-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Méthode non-linéaire de régulation pour moteur à combustion interne et dispositif à cet effet

    Patent Citations (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP0185552A2 (fr) * 1984-12-19 1986-06-25 Nippondenso Co., Ltd. Dispositif pour la commande du fonctionnement d'un moteur à combustion interne
    EP0337366A2 (fr) * 1988-04-12 1989-10-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Méthode non-linéaire de régulation pour moteur à combustion interne et dispositif à cet effet

    Non-Patent Citations (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Title
    E. KAMEI ET AL.: "APPLICATION OF REDUCED ORDER MODEL TO AUTOMOTIVE ENGINE CONTROL SYSTEM", PROCEEDING OF THE 1987 AMERICAN CONTROL CONFERENCE, vol. 3, 10 June 1987 (1987-06-10) - 12 June 1987 (1987-06-12), MINNEAPOLIS (US), pages 1815 - 1820, XP000042674 *
    TSUTOMU TABE ET AL.: "ON THE APPLICATION OF MODERN CONTROL THEORY TO AUTOMOTIVE ENGINE CONTROL", I.E.E.E. TRANSACTION ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, vol. IE-34, no. 1, February 1987 (1987-02-01), NEW YORK,USA, pages 35 - 39, XP002058209 *

    Cited By (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US6955107B2 (en) 2000-10-02 2005-10-18 Metso Paper, Inc. Equipment for cutting particularly a paper web with a water jet
    FR2944317A3 (fr) * 2009-04-10 2010-10-15 Renault Sas Systeme d'admission et d'echappement de gaz d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile

    Also Published As

    Publication number Publication date
    ES2190571T3 (es) 2003-08-01
    DE69810849T2 (de) 2003-11-13
    EP0886055B1 (fr) 2003-01-22
    FR2764941A1 (fr) 1998-12-24
    FR2764941B1 (fr) 1999-08-27
    DE69810849D1 (de) 2003-02-27

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP2594443B1 (fr) Procédé de commande d'un système de propulsion hybride d'un véhicule en regime transitoire
    FR2698323A1 (fr) Procédé et dispositif de commande d'un véhicule avec au moins deux systèmes partiels échangeant des informations par un système de communication qui les relie.
    FR2857700A1 (fr) Procede de determination en temps reel de la caracteristique de debit d'injecteur de carburant
    FR2659114A1 (fr) Procede et dispositif de commande de la richesse du melange air/carburant d'alimentation d'un moteur a combustion interne.
    FR2688545A1 (fr) Systeme pour commander un moteur a combustion interne.
    FR2813100A1 (fr) Procede et dispositif pour la mise en oeuvre d'un moteur a combustion interne
    EP2148979B1 (fr) Procede de controle de combustion d'un moteur diesel
    EP0954689B1 (fr) Dispositif de commande d'un moteur a combustion interne a allumage commande et injection directe
    EP0886055B1 (fr) Procédé et dispositif de contrôle d'un moteur à combustion interne, à allumage commandé
    EP1090219B1 (fr) Methode de correction a l'avance a l'allumage d'un moteur a combustion interne
    FR2830218A1 (fr) Procede et moyens pour la commande d'une unite d'entrainement d'un vehicule
    EP1671023B1 (fr) Procede de gestion de l' alimentation en air d' un moteur, destine notamment a la gestion d' un moteur turbocompresse
    FR2902467A1 (fr) Systeme de regulation de la pression de suralimentation d'un moteur et procede de regulation
    EP2168836B1 (fr) Procédé d'estimation de l'accélération longitudinale atteignable sur le rapport supérieur au rapport actuel, pour un véhicule équipé d'une boîte de vitesse à rapports discrets
    FR2935154A1 (fr) Procede de controle de combustion d'un moteur a allumage par compression au moyen d'un controle du phasage de la combustion
    EP1760295B1 (fr) Système de contrôle du fonctionnement d'un moteur diesel de véhicule automobile équipe de moyens de recirculation de gaz d'échappement
    EP1828578B1 (fr) Procede de commande pour moteur suralimente
    EP1597468B1 (fr) Procede de determination du gain d'un injecteur de carburant
    FR2871195A1 (fr) Procede et dispositif de gestion d'un moteur a combustion interne
    FR2851298A1 (fr) Procede de commande d'un moteur thermique, appareil de commande et/ou de regulation pour un moteur thermique, programme d'ordinateur et support de memoire electrique d'un moteur thermique
    FR2875271A1 (fr) Procede et dispositif de gestion d'une unite d'entrainement
    EP3214293A1 (fr) Procede et dispositif de calcul d'une quantite d air dans un collecteur d admission de moteur de vehicule et vehicule associe
    WO2024047080A1 (fr) Procede et systeme de controle d'un couple moteur d'un moteur a combustion interne
    WO2010125265A1 (fr) Procede de controle du fonctionnement d'un moteur
    EP0736680A1 (fr) Procédé d'auto-correction de paramètres physiques d'un système dynamique, tel qu'un moteur à combustion interne

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): DE ES GB IT

    AX Request for extension of the european patent

    Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

    17P Request for examination filed

    Effective date: 19990527

    AKX Designation fees paid

    Free format text: DE ES GB IT

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    17Q First examination report despatched

    Effective date: 20020409

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: RENAULT S.A.S.

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    GRAA (expected) grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: B1

    Designated state(s): DE ES GB IT

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRE;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.SCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20030122

    Ref country code: GB

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20030122

    REG Reference to a national code

    Ref country code: GB

    Ref legal event code: FG4D

    Free format text: NOT ENGLISH

    REF Corresponds to:

    Ref document number: 69810849

    Country of ref document: DE

    Date of ref document: 20030227

    Kind code of ref document: P

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: ES

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20030620

    GBV Gb: ep patent (uk) treated as always having been void in accordance with gb section 77(7)/1977 [no translation filed]

    Effective date: 20030122

    REG Reference to a national code

    Ref country code: ES

    Ref legal event code: FG2A

    Ref document number: 2190571

    Country of ref document: ES

    Kind code of ref document: T3

    PLBE No opposition filed within time limit

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20040101

    26N No opposition filed

    Effective date: 20031023

    REG Reference to a national code

    Ref country code: ES

    Ref legal event code: FD2A

    Effective date: 20030620