FR2650633A1

FR2650633A1 - METHOD FOR CONTROLLING THE SLOW MOTION OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: FR2650633A1
Application number: FR8910439A
Authority: FR
Inventors: Jean-Marie Andre Taupin; Franck Boutet; Richard Marchand
Original assignee: Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1989-08-02
Filing date: 1989-08-02
Publication date: 1991-02-08
Anticipated expiration: 2009-08-02
Also published as: DE69001728T2; DE69001728D1; FR2650633B1; EP0412010B1; EP0412010A1

Abstract

Procédé de régulation du ralenti d'un moteur à essence à injection, comportant une vanne d'air de bi-passe du papillon des gaz commandée par un courant hâché dont le rapport cyclique d'ouverture R est calculé par un calculateur appliquant une formule linéaire avec terme constant, terme intégral et terme proportionnel, caractérisé par le fait que le calculateur applique en outre un terme différentiel évalué en calculant directement la dérivée D par rapport au temps de la période P entre deux points morts hauts, convenablement filtrée et multipliée par un gain G variable en fonction de divers paramètres.Method of regulating the idling speed of an injection gasoline engine, comprising a two-pass air valve of the throttle valve controlled by a chopped current, the opening duty cycle of which R is calculated by a computer applying a linear formula with constant term, integral term and proportional term, characterized in that the computer also applies a differential term evaluated by directly calculating the derivative D with respect to the time of the period P between two high dead points, suitably filtered and multiplied by a gain G variable according to various parameters.

Description

2650633-2650633-

Procédé de régulation du ralenti d'un moteur à Method for regulating the idling of an engine

combustion interne.internal combustion.

L'invention concerne la régulation du régime du moteur eu ralenti.pour des moteurs à combustion interne comportant un calculateur de régulation du ralenti qui pilote une électrovanne de bipasse du papillon, permettant de modifier le remplissage du moteur en vue de réguler le ralenti et également pour des moteurs à essence à injection monopoint ou multipoint comportant un calculateur qui pilote à la fois l'injection d'essence, pour assurer. la richesse voulue à tous les régimes, l'allumage, et également une électrovanne de bipasse du papillon, permettant de modifier le remplissage du moteur en vue de réguler le ralenti. On sait que, sur de tels moteurs, on a intérêt à ménager un volume d'admission important en aval du papillon des gaz pour améliorer la puissance. Il en résulte, par contre, une grande inertie pour la régulation qui, lors.des retours au ralenti, peut conduire jusqu'au calage du moteur. Cet inconvénient est encore aggravé par la présence sur le véhicule de consommateurs d'énergie, tels que direction assistée, boîte de vitesses automatique, climatisation, - qui perturbent de manière variable le ralentissement du moteur. En raison de ces difficultés, la régulation du ralenti par action sur l'électrovanne a jusqu'ici été The invention relates to the regulation of the engine speed in idle mode. For internal combustion engines comprising an idle speed control computer which controls a throttle bypass solenoid valve, making it possible to modify the filling of the engine in order to regulate the idle speed and also for gasoline engines with single-point or multi-point injection comprising a computer which controls both gasoline injection, to ensure. the desired richness at all speeds, ignition, and also a butterfly bypass solenoid valve, allowing to modify the filling of the engine in order to regulate the idling. It is known that, on such engines, it is advantageous to provide a large intake volume downstream of the throttle valve to improve power. This results, on the other hand, a great inertia for the regulation which, during returns to idling, can lead to stalling of the engine. This drawback is further aggravated by the presence on the vehicle of energy consumers, such as power steering, automatic gearbox, air conditioning, - which vary disturbingly the deceleration of the engine. Due to these difficulties, the regulation of idling by action on the solenoid valve has so far been

limitée à une régulation comportant un terme- limited to a regulation comprising a term-

proportionnel et un terme intégral, mais sans terme différentiel en raison des grandes fluctuations des paramètres lors du retour au ralenti. En outre, il a été nécessaire d'ajouter de nombreux capteurs dont un pressostat de direction assistée, et des capteurs d'état i5 de fonctionnement de la boîte de vitesses automatique s'il y a lieu ou de Ia climatisation, afin d'agir sur le calculateur pour accroître en conséquence l'ouverture de la vanne afin de pallier tout calage lors du fonctionnement de ces consommateurs. L'ensemble est finalement assez compliqué et d'un fonctionnement proportional and an integral term, but without differential term due to the large fluctuations of the parameters during the return to idling. In addition, it was necessary to add numerous sensors, including a power steering pressure switch, and i5 operating status sensors for the automatic gearbox if necessary or for the air conditioning, in order to act. on the computer to consequently increase the opening of the valve in order to overcome any stalling during the operation of these consumers. The whole is ultimately quite complicated and functioning

néanmoins assez peu satisfaisant.nevertheless quite unsatisfactory.

Le but de l'invention est de trouver un procédé de régulation du ralenti d'un tel moteur, mis en oeuvre dans le calculateur habituel pour commander la vanne d'air, et qui élimine les inconvénients précédents, en simplifiant le dispostif, notamment par la suppression de la plupart des capteurs, tout en améliorant sa sécurité de fonctionnement et ses performances. Conformément à l'invention, le rapport cyclique de l'ouverture de la vanne d'air, qui selon l'habitude, est calculé par addition d'une constante, d'un terme intégral et d'un terme proportionnel, se voit rajouter un terme différentiel calculé directement à partir de la dérivée par rapport au temps de la période -3 entre deux points morts hauts, convenablement filtrée et multipliée par un gain variable en fonction de divers paramètres. En particulier, le filtrage est assuré par le calcul, non -par rapport' au temps mais par rapport au nombre de points morts hauts, en calculant à chaque point mort haut la dérivée brute en multipliant par un facteur d'échelle la différence entre la période mesurée et la période précédente, puis en calculant la dérivée filtrée en incrémentant la valeur précédente de cette dérivée d'une certaine fraction seulement de la différence entre la dérivée brute et cette valeur précédente. Par ailleurs, le gain variable est calculé en effectuant le produit de plusieurs termes évalués à The object of the invention is to find a method for regulating the idling of such an engine, implemented in the usual computer for controlling the air valve, and which eliminates the above drawbacks, by simplifying the device, in particular by the removal of most sensors, while improving its operational safety and performance. In accordance with the invention, the duty cycle of the opening of the air valve, which according to custom, is calculated by adding a constant, an integral term and a proportional term, is added a differential term calculated directly from the derivative with respect to the time of the period -3 between two high dead centers, suitably filtered and multiplied by a variable gain as a function of various parameters. In particular, filtering is ensured by calculation, not in relation to time but in relation to the number of top dead centers, by calculating the gross derivative at each top dead center by multiplying by a scale factor the difference between the measured period and the previous period, then calculating the filtered derivative by incrementing the previous value of this derivative by only a certain fraction of the difference between the gross derivative and this previous value. Furthermore, the variable gain is calculated by performing the product of several terms valued at

partir de tables, chacun en fonction d'un paramètre. from tables, each according to a parameter.

En particulier, le premier terme tenant compte des variations du régime est calculé, au signe près et à un facteur près, en multipliant la dérivée précédemment évaluée par le carré du régime, -le résultat étant utilisé en entrée dans une table.qui donne le facteur de In particular, the first term taking into account the variations of the regime is calculated, to the nearest sign and to a factor near, by multiplying the derivative previously evaluated by the square of the regime, the result being used as input in a table. factor of

correction de régime.diet correction.

Un deuxième terme de correction de fréquence des oscillations est calculé également par une table avec en entrée une fonction d'accumulation qui se trouve incrémentée d'une première valeur, et plafonnée à un maximum, si la fonction de variation du régime calculée précédemment sort de la bande correspondant à une certaine valeur d'hystérésis de part et d'autre du zéro, et décrémentée d'une seconde valeur à chaq'ue point morE A second oscillation frequency correction term is also calculated by a table with an accumulation function at the input which is incremented by a first value, and capped at a maximum, if the speed variation function calculated previously leaves the band corresponding to a certain hysteresis value on either side of the zero, and decremented by a second value at each point morE

haut, avec une valeur plancher.high, with a floor value.

Enfin, un troisième terme est fonction de la température de l'eau et calculé également par une table Finally, a third term is a function of the water temperature and also calculated by a table

en fonction de la température de l'eau mesurée. depending on the measured water temperature.

D'autres particularités ' de l'invention Other features of the invention

apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode will appear in the following description of a mode

de mise en oeuvre pris comme exemple en se référant aux diagrammes annexés, parmi lesquels: la figure 1 représente en fonction du nombre de points morts hauts, les variations du terme de variations de régime en fonction du temps; et la figure 2 reprsente, toujours en fonction du nombre de points morts hauts, la valeur de la fonction d'accumulation. Conformément à l'invention, le rapport cyclique d'ouverture R de la vanne d'air est calculé par l'expression of implementation taken as an example with reference to the attached diagrams, among which: FIG. 1 represents, as a function of the number of top dead centers, the variations in the term of variations in speed as a function of time; and FIG. 2 represents, still as a function of the number of top dead centers, the value of the accumulation function. According to the invention, the opening duty cycle R of the air valve is calculated by the expression

R = C + TI + TP + TDR = C + TI + TP + TD

dans laquelle les trois premiers termes sont les termes habituels, à savoir une constante C, un terme intégral TI et un terme proportionnel TP, TD étant le terme différentiel rajouté conformément à l'invention.' Ce terme différentiel TD est calculé directement en prenant la dérivée E par rapport.au temps de la période P entre deux points morts hauts, convenablement filtrée et mutlipliée par un gain G variable en fonction de divers paramètres, de manière que l'on ait TD = G x D Conformément à l'invention, le filtrage a lieu non par rapport au temps mais par rapport au nombre de points morts hauts. Pour cela, à chaque point mort haut d'indice i, on calcule la dérivée brute B en multipliant par un facteur b l'écart entre la période Pi (nombre d'impulsions d'horloge comptabilisé entre deux points morts hauts) et la période précédente Pi-I1 mise en mémoire, donc B = b(Pi-Pi-1) D'autre part, la dérivée filtrée à l'instant i est calculée par in which the first three terms are the usual terms, namely a constant C, an integral term TI and a proportional term TP, TD being the differential term added in accordance with the invention. This differential term TD is calculated directly by taking the derivative E with respect to the time of the period P between two high dead centers, suitably filtered and multiplied by a gain G variable according to various parameters, so that we have TD = G x D According to the invention, the filtering takes place not with respect to time but with respect to the number of top dead centers. For this, at each top dead center of index i, the raw derivative B is calculated by multiplying by a factor b the difference between the period Pi (number of clock pulses counted between two top dead centers) and the period previous Pi-I1 put in memory, so B = b (Pi-Pi-1) On the other hand, the derivative filtered at time i is calculated by

Di = Di-1 + a (B-Di-1)-Di = Di-1 + a (B-Di-1) -

c'est-à-dire en incrémentant la valeur précédente de valeur filtrée Di_1 d'une fraction seulement a de l'écart entre la dérivée brute et - cette valeur précédente. - D'autre part, conformément à l'invention, le gain variable G est calculé en effectuant le produit de plusieurs termes correctifs évalués à partir de tables, that is to say by incrementing the previous value of filtered value Di_1 by only a fraction of the difference between the gross derivative and - this previous value. - On the other hand, in accordance with the invention, the variable gain G is calculated by performing the product of several corrective terms evaluated from tables,

chacun en fonction d'un paramètre.each according to a parameter.

Le premier de ces termes est un terme de correction en fonction du régime CR. Il est calculé par une table, par exemple en neuf points, en fonction d'un facteur signé DN de variation du régime, lui-même calculé par DN = D x NX/k dans laquelle N est le régime moteur et k un facteur choisi, comme b, pour que les variations pratiques utilisent au mieux la capacité des registres utilisés et x une valeur calibrable. Il y a, en outre, intérêt à choisir pour la valeur de k une puissance de 2 pour remplacer la division par un simple décalage des bits, ou plus simplement encore, en sélectionnant l'octet de The first of these terms is a correction term based on the CR regime. It is calculated by a table, for example at nine points, as a function of a signed factor DN of variation of the speed, itself calculated by DN = D x NX / k in which N is the engine speed and k a factor chosen , like b, so that practical variations make the best use of the capacity of the registers used and x a calibratable value. There is, moreover, interest to choose for the value of k a power of 2 to replace the division by a simple shift of the bits, or more simply still, by selecting the byte of

poids fort.high weight.

Le deuxième terme est de préférence un terme de correction de fréquence CF, évalué également à partir d'une table en fonction.d'une fonction d'accumulation F, traduisant le nombre et l'amplitude d'oscillations du The second term is preferably a frequency correction term CF, also evaluated from a table as a function of an accumulation function F, translating the number and amplitude of oscillations of the

terme DN.DN term.

Les figures 1 et 2 illustrent l'application d'une telle variation et l'on voit les divers accroissements correspondant aux divers franchissements des courbes -h, +h par la fonction DN, ainsi que la réinitialisation de cette fonction au bout. d'un temps défini. Enfin, un troisième terme CT de correction de Figures 1 and 2 illustrate the application of such a variation and we see the various increases corresponding to the various crossings of the curves -h, + h by the DN function, as well as the reinitialization of this function at the end. of a defined time. Finally, a third CT correction term

" 2650633"2650633

température est également évalué par une table en fonction de la température de l'eau TE mesurée directement. En définitive, le gain G est calculé par G = CR x CF x CT. En conséquence, l'application par le calculateur habituel du procédé selon l'invention, permet une grande simplification de l'ensemble' du' dispositif en le débarrassant des nombreux capteurs temperature is also evaluated by a table as a function of the TE water temperature measured directly. Ultimately, the gain G is calculated by G = CR x CF x CT. Consequently, the application by the usual computer of the method according to the invention allows a great simplification of the whole of the device by ridding it of the numerous sensors.

d'état et du pressostat de direction assistée. and the power steering pressure switch.

D'autre part, il en résulte une très grande simplification du calibrage des paramètres, étant donné que les divers paramètres une fois déterminés ont une valeur quasiment universelle. Seule la table de correction de température CT est à adapter au type de On the other hand, this results in a very great simplification of the calibration of the parameters, given that the various parameters once determined have an almost universal value. Only the temperature correction table CT is to be adapted to the type of

moteur et à la cylindrée.engine and displacement.

Enfin, il en résulte.une très grande efficacité pour les raisons suivantes: - la présence du terme différentiel TD dans le calcul de R supprime en grande partie l'effet nuisible Finally, this results in very high efficiency for the following reasons: - the presence of the differential term TD in the calculation of R largely eliminates the harmful effect

dû au volume en aval du papillon (dit "effet plenum"). due to the volume downstream of the butterfly (called "plenum effect").

- la correction du gain variable G en fonction de DN tient compte du couple de frottements auquel est soumis le moteur et permet, par la table de correction en fonction du régime CR, d.'avoir des gains différents, d'une part, pour les retours au ralenti normaux et pour les retours au ralenti à problème, notamment lorsqu'un des consommateurs tire de la puissance sur le moteur et accroît les risques de calage et, d'tautre part, pour les montées en. régime et les décélérations - the correction of the variable gain G as a function of DN takes account of the friction torque to which the motor is subjected and allows, by the correction table according to the speed CR, to have different gains, on the one hand, for normal idling returns and for problem idling returns, in particular when one of the consumers draws power from the engine and increases the risks of stalling and, on the other hand, for ascents. regime and decelerations

avec vitesse engagée.with gear engaged.

- l'influence du terme de correction de fréquence CF sur le gain permet de modifier la correction différentielle dans les cas critiques, tels que les oscillations de forte amplitude à haute fréquence, évitant les risques de reprise brutale de l'injection après coupure en décélération, ainsi que les instabilités du moteur. En effet, dans ces conditions, * la fonction d'accumulation F s'élève, éventuellement jusqu'à son plafond, ce qui correspond à une réduction du gain, alors qu'au contraire, en cas de stabilité, cette fonction décroît, éventuellement jusqu'à sa valeur plancher, ce qui correspond dans la- table à des gains - the influence of the frequency correction term CF on the gain makes it possible to modify the differential correction in critical cases, such as high-amplitude oscillations at high frequency, avoiding the risks of sudden resumption of the injection after deceleration cut-off , as well as the instabilities of the engine. Indeed, under these conditions, * the accumulation function F rises, possibly up to its ceiling, which corresponds to a reduction in gain, whereas on the contrary, in the case of stability, this function decreases, possibly up to its floor value, which corresponds in the table to gains

plus forts.stronger.

- enfin, le terme CT de correction en fonction de la température de l'eau permet de tenir compte des besoins de moteurs différents, de la non linéarité de la vanne d'air, et dé la différence de sensibilité du - finally, the term CT correction as a function of the water temperature makes it possible to take into account the needs of different motors, the non-linearity of the air valve, and the difference in sensitivity of the

moteur au calage selon la température. engine stalled according to temperature.

Claims

1. Method for regulating the idle speed of an injection petrol engine, comprising a two-pass air valve of the throttle valve controlled by a chopped current whose opening duty cycle (R) is calculated by a calculator applying a linear formula with constant term, integral term and proportional term, characterized in that the calculator also applies a differential term evaluated by directly calculating the derivative (D) with respect to the time of the period (P) I between two top dead center, suitably filtered and multiplied by a gain (G)

i5 variable according to various parameters.

2. Method according to claim 1, characterized in that said derivative (D) is filtered not with respect to time but with respect to the number of top dead centers, by calculating at each top dead center the gross derivative (B) by multiplication by a factor (b) of the difference between the value. current (Pi) of the period and the previous value (Pi-1), then calculating the filtered derivative (Di) by incrementing the previous value (Di_1) by only a fraction (a) of the difference between the gross derivative (B) and this value

previous (Di_1).

3. Method according to one of claims

previous, characterized in that the variable gain (G) is calculated by performing the product of several corrective terms evaluated from tables,

each according to a parameter.

4. Method according to claim 3, characterized in that a first correction term is used as a function of the regime (CR) evaluated using a table in function of a term (DN) of variation of the regime , itself calculated to the nearest sign and to a factor near by multiplying iadite filtered derivative (D) by a

engine power (N).

5. Method according to claim 4, characterized in that a second term (CF) of correction is used as a function of the frequency evaluated from a table as a function of a certain function of accumulation (F) in a -register with ceiling value and floor value, by incrementing the register each time the variable of speed variation (DN) calculated previously leaves a band representing in addition and in minus a certain value of hysteresis (h) with respect to zero, and by decrementing the register by a second value (q) as soon as. that the variation of the DN regime does not exceed the thresholds (h) for a defined time.

6. Method according to one of claims 3 to 5,

characterized by the fact that a third term (CT) of temperature correction evaluated by. a

water temperature table (TE).