FR2548273A1 - Procede pour commander l'etat de fonctionnement d'un moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE COMMANDE POUR UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE3 DANS LEQUEL UNE QUANTITE DE CARBURANT INJECTE EST DETERMINEE EN FONCTION D'UNE VALEUR DE DEPRESSION DETECTEE DANS LA CONDUITE D'ADMISSION D'AIR2. CE PROCEDE COMPREND UNE PREMIERE ETAPE D'ECHANTILLONNAGE DE LA DEPRESSION REGNANT DANS LA CONDUITE D'ADMISSION2 SELON UN PREMIER RYTHME SYNCHRONISE AVEC LA ROTATION DE L'ARBRE A CAMES; UNE SECONDE ETAPE D'ECHANTILLONNAGE DE LA DEPRESSION SELON UN SECOND RYTHME DE FREQUENCE SUPERIEURE A CELLE DE LA PREMIERE ETAPE; ET UNE ETAPE DE CALCUL DE LA MOYENNE DES VALEURS OBTENUES A CETTE SECONDE ETAPE D'ECHANTILLONNAGE. LORSQUE LA DEPRESSION DANS LA CONDUITE D'ADMISSION D'AIR TEND A PRESENTER UNE FLUCTUATION, C'EST CETTE VALEUR MOYENNE QUI EST SELECTIONNEE, A LA PLACE DE LA VALEUR D'ECHANTILLONNAGE NORMALE, POUR DETERMINER LA VALEUR DE BASE DE LA COMMANDE DE DEBIT DU CARBURANT A INJECTER.
Description
La présente invention concerne un procédé pour commander l'état de
fonctionnement d'un moteur à combustion interne, et a trait plus particulièrement à un procédé de commande dans lequel le fonctionnement du moteur est commandé en actionnant le système de dosage du carburant sur la base du niveau de dépression de la conduite d'admission d'air, en aval de l'obturateur. Parmi les procédés pour commander l'état de fonctionnement d'un moteur à combustion interne (ci-après désigné plus simplement par le terme "moteur"), il en existe un type qui commande la quantité de carburant à in Jecter
dans le moteur.
Dans ce type de procédé de commande, une valeur absolue du niveau de dépression PBA dans la conduite d'admission d'air en aval de l'obturateur, ainsi que la vitesse de rotation du moteur sont détectées, à l'aide respectivement d'un capteur de pression et d'un capteur de vitesse de rotation du moteur On détermine alors une durée de base Ti d'injection de carburant, en 15 fonction des signaux de sortie délivrés par ces capteurs En outre, on multiplie la durée de base Ti d'injection de carburant par un coefficient de correction positif ou négatif en fonction d'autres paramètres tels que la température du fluide de refroidissement du moteur ou une variation transitoire
dans le fonctionnement du moteur.
Dans le cas des procédés classiques de commande de ce type, un paramètre correspondant à la valeur absolue PBA de la dépression dans le collecteur d'admission est échantillonné, pour déterminer la durée de base Ti d'inJection de carburant, en synchronisme avec un signal TDC qui est représentatif de la vitesse de rotation du moteur, et l'on détermine la durée de base Ti 25 d'injection de carburant en fonction des valeurs du paramètre ainsi échantillonnées.
Toutefois, la valeur absolue PBA tend en général à présenter une fluctuation pendant les courses aspirantes du moteur, et la durée de base Ti d'injection de carburant varie à son tour avec la fluctuation de la valeur ab30 solue P BA ' Cette variation de la durée de base Ti d'injection de carburant se
traduit Jusqu'à présent par un fonctionnement instable du moteur, en particulier à bas régime.
Un des buts de la présente invention est done de pallier ce problème lié au procédé classique, et de fournir un procédé pour commander l'état de 35 fonctionnement d'un moteur, dans lequel un fonctionnement stable du moteur peut être assuré malgré la présence d'une fluctuation de la valeur absolue PBA de la dépression régnant dans le système d'admission d'air, Selon la présente invention, un procédé pour commander l'état de
fonctionnement d'un moteur comprend les étapes consistant à échantillonner le 5 niveau de dépression dans la conduite d'admission d'air selon un premier rythme d'échantillonnage synchronisé avec la rotation du moteur; échantillonner le niveau de dépression dans la conduite d'admission d'air selon un second rythme d'échantillonnage dont la fréquence est supérieure à celle du premier rythme d'échantillonnage synchronisé avec la rotation du moteur; à déterminer la 10 moyenne des valeurs d'échantillonnage obtenues lors de l'étape d'échantillonnage selon le second rythme; à sélectionner, en fonction de l'état de fonctionnement du moteur, l'une des valeurs obtenues lors de l'étape d'échantillonnage au premier rythme ou la valeur moyenne des valeurs d'échantillonnage obtenues lors de l'étape d'échantillonnage au second rythme; et à déterminer 15 la valeur de commande, en fonction de la valeur sélectionnée à l'étape de sélection.
D'autres champs d'application de la présente invention ressortiront
de la description détaillée donnée ci-après I 1 doit toutefois être entendu que la description détaillée et les exemples particuliers indiqués ne sont 20 donnés qu'à titre d'illustration, tout en désignant des modes de réalisation
préférés de l'invention, puisque divers changements et modifications ressortiront de manière évidente pour l'homme de l'art de la description détaillée
fournie, sans sortir du cadre de l'invention.
Un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention pour com25 mander l'état de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, va maintenant être décrit plus en détail, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est un diagramme schématique d'un système d'injection de carburant commandé électroniquement, auquel est appliqué le procédé de com30 mande selon la présente invention; La figure 2 est un diagramme-blocs montrant un exemple de réalisation du circuit de commande de la figure 1; La figure 3 est un diagramme montrant le fonctionnement du circuit de commande;
la figure 4 est un organigramme montrant le déroulement du fonc-
tionnement du procédé de commande selon la présente invention; La figure 5 est un organigramme montrant le déroulement du fonctionnement du procédé de commande selon la présente invention; et
la figure 6 est un organigramme montrant le déroulement du fonc5 tionnement du procédé de commande selon la présente invention.
Référence est tout d'abord faite au diagramme schématique de la figure 1, qui représente un exemple d'unsystème d'admission d'air et d'alimentation en carburant pour un moteur à combustion interne Comme le montre la figure, l'air d'admission, prélevé à la sortie d'un filtre à air 1, est fourni à 10 un moteur 3 par l'intermédiaire d'une conduite d'admission d'air 2 Le volume de l'air admis traversant la conduite d'admission d'air 2 est commandé par un obturateur 4 disposé dans la conduite d'admission d'air 2 L'obturateur 4 est pourvu d'un capteur 5 d'ouverture du volet d'étranglement, qui est constitué par exemple d'un potentiomètre et délivre un signal de sortie dont le niveau 15 de tension est représentatif du degré d'ouverture de l'obturateur 4 Un capteur 6 de pression absolue de l'air admis est placé sur la conduite d'admission d'air 2 de manière à fournir un signal de sortie dont le niveau de tension est représentatif de la valeur absolue de la dépression régnant dans la conduite d'admission d'air en aval de l'obturateur 4 Le moteur 3 est en outre 20 pourvu d'un capteur 7 de température du fluide de refroidissement du moteur, qui délivre un signal de sortie dont le niveau de tension est proportionnel à la température du fluide de refroidissement, et d'un capteur de position angulaire de l'arbre à cames, qui délivre des impulsions de sortie (désignées ciaprès par le terme "signal TDC") lorsque l'arbre à came (non représenté) se 25 trouve dans une position angulaire pré-déterminée légèrement avant la position
de point mort haut mécanique (TDC) Les gaz d'échappement du moteur 3 sont évacués par un tube d'échappement sur lequel est monté un convertisseur catalytique à trois voies Le carburant est fourni au moteur par un injecteur 11 prévu pour chaque cylindre et disposé dans la conduite d'admission d'air 2 à 30 proximité d'une soupape d'admission d'air, et fournit au moteur 3 la quantité de carburant proportionnelle à la durée d'une impulsion d'entrée Les signaux de sortie provenant du capteur 5 de position du volet d'étranglement, du capteur 6 de dépression absolue de l'air d'admission, du capteur 7 de température du fluide de refroidissement du moteur et du capteur 8 de position angulaire 35 de l'arbre à came sont appliqués à l'entrée d'un circuit de commande 12.
Le circuit de commande 12 est constitué par exemple d'un micro-ordinateur, et effectue les calculs en fonction d'un programme pré-déterminé qui sera décrit ultérieurement Les calculs servent à déterminer la durée de base Ti d'injection de carburant et une durée d'injection Tout qui est obtenue en 5 multipliant la durée Ti par un coefficient de correction positif ou négatif,
et qui correspond à la quantité de carburant à injecter.
La figure 2 représente le diagramme-blocs montrant plus en détail la construction du circuit de commande 12 Comme le montre cette figure, le circuit de commande 12 comprend une unité centrale de traitement (CPU) 13, qui 10 effectue un traitement de calcul numérique en fonction d'un programme qui sera décrit ultérieurement Un bus d'entrée/sortie 14 relié à la CPU 13 ainsi que des signaux de données et des signaux d'adresse sont appliqués à l'entrée de la CPU 13 et recueillis en sortie Au bus d'entrée/sortie 14 sont reliés un convertisseur A/D 15, un multiplexeur (MPX) 16, un compteur 17, une mémoire 15 morte (ROM) 18 et une mémoire vive (RAM) 19 ainsi qu'un circuit de commande 20 de l'injecteur 11 Le MPX 16 est un commutateur pour transmettre au convertisseur A/D 15, par l'intermédiaire d'un circuit de conversion 21, l'un des signaux de sortie provenant du capteur 5 de position du volet d'étranglement, du capteur 6 de pression absolue de l'air d'admission, et du capteur 7 de tempé20 rature du fluide de refroidissement, sélectivement en fonction d'une instruction provenant de la CPU 13 Le compteur 17 est conçu pour compter des impulsions d'horloge appliquées entre chacune des impulsions de sortie provenant du capteur 8 de position angulaire de l'arbre à cames, qui sont transmises par
l'intermédiaire d'un circuit de mise en forme d'onde 22.
Le déroulement des opérations de commande selon la présente invention
va maintenant être décrit plus en détail à l'aide du diagramme de la figure 3, en référence aux organigrammes des figures 4 et 5 Sur la figure 4, le signal de détection correspondant à la dépression absolue PBA dans la conduite d'admission, qui est détectée par le capteur 6, est échantillonné (figure 3 B) dans 30 le circuit de commande 12 selon un rythme (désigné ci-après par le terme "rythme de synchronisation") du signal TDC (figure 3 A) engendré par le capteur 8 de position angulaire de l'arbre à cames, qui est synchronisée avec la rotation du moteur, de sorte que la valeur d'échantillonnage la plus récente PB An est lue (à l'étape 51) et mémorisée dans la RAM 19 du circuit de commande 12 35 (à l'étape 52).
D'autre part, comme le montre la figure 5, le circuit de commande 12 décide en outre, à l'étape 53, si la vitesse du moteur détectée est inférieure ou non à une vitesse de référence pré-déterminée Ne O, de 1500 tours/minute par exemple Si la vitesse détectée est inférieure à la vitesse de référence, le 5 circuit de commande 12 échantillonne (figure 3 D) le signal de sortie délivré par le capteur 6 de dépression absolue selon un rythme dont la période est inférieure à celle du rythme de synchronisation (figure 3 C, désigné ci-après pour simplifier par le terme "rythme de moindre période") Comme le montre la figure 5, le circuit de commande 12 lit la valeur échantillonnée la plus ré10 cente PB An à l'étape 54 et mémorise la valeur échantillonnée PB An dans la RAM 19 (étape 55) En même temps, le circuit de commande 12 calcule, à l'étape 56,
la valeur moyenne PBAV En de la valeur échantillonnée.
La valeur moyenne PBAV En est dérivée des valeurs échantillonnées un nombre prédéterminé de fois selon le rythme de moindre période, pendant un 15 laps de temps s'arrêtant immédiatement avant la génération du signal TDC Le calcul est effectué à l'aide de l'équation suivante: BAV En PB An + (n-1) x PBAV En-1 /n ( 1) dans laquelle PBAV En-1 est une valeur moyenne calculée antérieurement, et n
est un nombre de lectures.
Il est en outre souhaitable qu'il soit possible de faire un nombre de
lectures supérieur à 10 lorsque la vitesse de rotation du moteur Ne est inférieure à 1000 tours par minute.
Le circuit de commande 12 traite la valeur échantillonnée PBA (valeur
sur un octet) sous la forme d'une valeur sur deux octets Si par exemple PBA = 2 A, cette valeur est traitée sous la forme PBA = 2 AO O Le circuit de commande 12 mémorise alors provisoirement en seconde position décimale la valeur moyenne calculée PBAV En ' dans la RAM 19.
Sur la figure 4, après avoir mémorisé la valeur échantillonnée la plus récente PB An' l'étape 58 détecte si le moteur fonctionne ou non au ralenti Si le moteur n'est pas au ralenti, l'étape 59 lit dans la RAM 19 la dernière valeur échantillonnée PB An et la valeur échantillonnée précédente PB An 1 ' On calcule alors la différence entre ces deux valeurs échantillonnées 35 PB An et PB An -' et la valeur absolue de cette différence est ensuite comparée avec une valeur pré-déterminée PBAG à l'étape 510, dans laquelle PBAG est désignée comme une "valeur de consigne" qui est obtenue en multipliant une résolution minimale de la pression absolue par un chiffre pré-déterminé, " 1 " y compris. Si IPB An PB An-11 >/APBAG' la valeur échantillonnée la plus récente PB An est corrigée de manière à devenir une valeur PB An + I 2 f PB An PB An-1) a l'étape Sll Sur la base de cette valeur corrigée, on détermine alors la durée de base Ti d'injection de carburant en recherchant dans une table mémorisée dans -la ROM 18 Dans l'équation ci-dessus, f 2 est une constante déterminée 10 pour tenir compte d'uar différence entre le niveau de pression détecté par le capteur de dépression 6 et le niveau de pression instantané au moment o U l'on utilise le résultat du calcul La recherche dans la table est ensuite réalisée
en synchronisme avec le signal TDC.
Si IPB An PB An-11 < &PBAG' la valeur échantillonnée la plus récen15 te n'est pas corrigée du tout à l'étape 512, et elle est utilisée dans le calcul pour déterminer la durée de base Ti d'injection de carburant.
D'autre part, si le moteur 3 est au ralenti, l'étape 513 détecte si
l'échantillonnage de PBA au rythme de synchronisation est le premier ou non.
Si l'échantillonnage est le premier, le calcul fait alors un saut à l'étape 20 59, dans laquelle est r Lerminée la durée de base Ti d'injection de carburant en fonction de la valeur -hantillonnée la plus récente P Bn Si d'autre part l'échantillonnage est le second ou d'un rang supérieur, la valeur moyenne la plus récente P BAV En et la valeur moyenne PBAV En-1 calculée antérieurement selon l'organigramme de la figure 5 et mémorisée dans la RM 19, sont lues 25 dans la RAM 19 à l'étape 514 L'étape 515 calcule alors la différence entre les valeurs moyenne et compare ensuite cette différence avec la valeur de consigne PBAGSi IPB An PB An-11 > PBAG la valeur moyen calculée en dernier est corrigée à l'étape 516, de manière à devenir une valeur %AI En 11 (P BAV En PBAV En 1) et la durée de base Ti d'injection de carburant est déeterminée à chaque rythme de synchronisation, en recherchant dans la table mémorisée dans la ROM 18, sur la base de la valeur moyenne ainsi corrigée Dans l'équation ci-dessus, T 1 est une constante dont la valeur est déterminée à
la fois comme la constante 2, compte-tenu de la différence entre le niveau de 35 pression détecté et le niveau de pression instantané au moment de l'utilisa-
tion du résultat du calcul, et de manière à ce qu'il existe une relation telle que T 1 > f 2 Comme pour la partie décimale de la valeur moyenne calculée, après l'opération de correction, on élimine alors les valeurs comprises entre 00 et 7 F, et l'on arrondit à l'unité les valeurs comprises entre 80 et FF En 5 addition,,si IPBAV En PBAV En-11 < APBAG, la plus récente des valeurs moyennes calculées antérieurement n'est pas corrigée du tout, à l'étape 517, et seule la partie décimale de la valeur moyenne est traitée de la même manière que dans le cas précédent, et utilisée dans le calcul pour déterminer la durée
de base Ti d'injection de carburant à chaque rythme de synchronisation.
Les étapes 518 et 519 de l'organigramme de la figure 6 déterminent si le moteur est au ralenti ou non Plus particulièrement, l'état de ralenti est déterminé comme étant un état dans lequel la vitesse de rotation Ne du moteur est inférieure à une vitesse de rotation prédéterminée '(par exemple 1000 tours par minute), et simultanément, la valeur d'échantillonnage PB An détectée à 15 chaque rythme de synchronisation est inférieure à une valeur pré-déterminée
PBIDL D'autre part, le moteur est jugé comme fonctionnant hors de l'état de ralenti lorsque la vitesse de rotation Ne du moteur est supérieure au niveau pré-déterminé, ou lorsque la valeur d'échantillonnage PB An est supérieure à la valeur prédéterminée PBIDL, même si la vitesse de rotation Ne du moteur est 20 inférieure à la valeur pré-déterminée NIDL.
En addition, l'échantillonnage de moindre période peut être effectué
en raccourcissant la période de la procédure de base, ou selon une période déterminée par un moyen fournissant une base de temps.
On appréciera à partir de ce qui précède que, selon la présente in25 vention, la dépression régnant dans la conduite d'admission d'air est échantillonnée selon un rythme de synchronisation en synchronisme avec la rotation de l'arbre à came du moteur, que la dépression régnant dans la conduite d'admission d'air est en outre détectée selon une période supérieure au rythme de synchronisation, que la moyenne des valeurs d'échantillonnage est ensuite cal30 culée, que l'une des valeurs d'échantillonnage du rythme synchronisé et des valeurs moyennes des valeurs d'échantillonnage de fréquence supérieure est sélectionnée, et que la valeur de commande est déterminée au moyen de la valeur ainsi sélectionnée Un fonctionnement stable du moteur est ainsi assuré quel que soit le régime du moteur, depuis les basses vitesses de rotation jusqu'aux 35 plus élevées, même en cas de fluctuations de la dépression régnant dans la
conduite d'admission d'air.
Claims (4)
1 Procédé pour commander l'état de fonctionnement d'un moteur, dans lequel un fonctionnement stable du moteur est commandé en fonction d'une valeur détectée de la dépression régnant dans une conduite d'admission d'air ( 2), en aval de l'obturateur ( 4), caractérisé en ce qu'il comprend: une première étape d'échantillonnage pour échantillonner, sur la base de la valeur de la dépression détectée, le niveau de dépression (PBA)dans la conduite d'admission d'air ( 2) selon un premier rythme d'échantillonnage synchronisé avec la rotation (Ne) du moteur; une seconde étape d'échantillonnage pour échantillonner le niveau de dépression (P) dans la conduite d'admission d'air ( 2) selon un second ryBA thme d'échantillonnage dont la fréquence est supérieure à celle du rythme d'échantillonnage de la première étape d'échantillonnage; une étape de calcul pour calculer la moyenne (P BAV En) des valeurs 15 d'échantillonnage obtenues lors de la seconde étape d'échantillonnage; une étape de sélection pour sélectionner, en fonction d'un état de fonctionnement du moteur, soit l'une des valeurs (BA) obtenues lors de la première étape d'échantillonnage, soit la valeur moyenne (BAV En) obtenue lors de l'étape de calcul de la moyenne; et une étape de commande pour déterminer la valeur de commande (Tout),
au moyen de la valeur sélectionnée obtenue à l'étape de sélection.
2 Procédé de commande pour un moteur à combustion interne selon la
revendication 1, caractérisé en ce que ledit état de fonctionnement du moteur est un état de ralenti, et en ce que la valeur moyenne (PBAV En) est sélection25 née si le moteur tourne au ralenti.
- 3 Procédé de commande pour un moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit état de fonctionnement du moteur est détecté selon ledit premier rythme d'échantillonnage synchronisé
avec la rotation de l'arbre à cames du moteur.
4 Procédé de commande pour un moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valeur de commande (Tout) est déterminée à chaque instant dudit premier rythme d'échantillonnage, et en ce que ladite valeur moyenne (P BAV En) est calculée à l'aide des valeurs d'échantillonnage (PB An)de ladite seconde étape d'échantillonnage, échantillonnées un 35 nombre pré-déterminé de fois jusqu'à l'instant précédant immédiatement ledit
premier temps d'échantillonnage.
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