FR2715438A1 - Procédé et dispositif de prévision d'un signal de charge futur en liaison avec la commande d'un moteur à combustion interne. - Google Patents

Abstract

Procédé et dispositif de prévision d'un signal de charge futur en liaison avec la commande d'un moteur à combustion. On détermine tout d'abord un intervalle d'angle de vilebrequin (wPr) à partir de l'avance de carburant exprimée en unité de temps ou en angle de vilebrequin, de la durée de l'injection de carburant et du temps nécessaire au calcul (wB). Le signal de charge futur est alors obtenu à partir d'un signal principal de charge (tL), présent, d'un signal auxiliaire de charge en avance sur le signal principal de charge présent, ainsi que de l'intervalle de l'angle du vilebrequin (wPr). La détermination se fait avec un filtre passe-bas du premier ordre dont la constante de filtre dépend de la charge.

Description

" Procédé et dispositif de prévision d'un signal de charge futur en

liaison avec la commande d'un moteur à combustion interne "

Etat de la technique.

L'invention concerne un procédé et un disposi- tif de prévision d'un signal de charge futur en liaison

avec la commande d'un moteur à combustion interne.

Selon le document EP-0 449 851 B1 on connaît un procédé pour déterminer la quantité de carburant à fournir à chaque cycle à un moteur à combustion interne. Dans ce procédé connu on calcule la pression fixe dans la tubulure d'aspiration à partir de l'angle du papillon d'étranglement

et de la vitesse de rotation. En utilisant une formule ré-

currente on détermine la pression future prévisible dans la

tubulure d'aspiration.

Pour une commande aussi optimale que possible d'un moteur à combustion interne il faut connaître, aussi

précisément que possible, le remplissage d'air des cylin-

dres du moteur pour doser une quantité exacte de carburant en fonction de ce remplissage d'air et obtenir ainsi le

couple souhaité avec une faible émission de produit pol-

luant et une consommation réduite de carburant. Le dosage optimum du carburant est rendu difficile car à l'instant à partir duquel on connaît le remplissage réel d'un cylindre du moteur à combustion interne, le dosage du carburant est

déjà terminé pour ce cylindre. En d'autres termes, on uti-

lise en général des valeurs dépassées du remplissage d'air pour le dosage du carburant. Dans le cas o le remplissage d'air ne varie pas ou que légèrement d'une phase d'aspiration à l'autre, on peut obtenir un dosage optimum ou pratiquement optimum même avec une valeur périmée du remplissage d'air. Mais, pour des états de fonctionnement avec une variation très forte du remplissage d'air, il est

toutefois plus avantageux de déterminer le dosage du carbu-

rant en fonction de chaque remplissage d'air prévisible.

Pour cela il faut un procédé permettant une prévision aussi précise que possible du remplissage d'air du cylindre au moment du calcul de la quantité de carburant à doser, pour

le cylindre dans lequel on veut injecter le carburant.

La présente invention a pour but de permettre

une commande aussi optimale que possible d'un moteur à com-

bustion interne. L'invention se propose notamment de pré-

voir aussi précisément que possible le remplissage d'air

des cylindres.

Avantages de l'invention.

A cet effet, l'invention concerne un procédé correspondant au type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on détermine le signal de charge futur à partir de: - un signal principal de charge présent, - un signal auxiliaire de charge présent qui est en avance par rapport au signal principal de charge présent, et - un intervalle d'angle de vilebrequin qui est prédéterminé en fonction de l'avance de carburant dépendant des unités

de temps ou des unités d'angle de vilebrequin, de la du-

rée de l'injection de carburant et du temps nécessaire au

calcul.

Selon le procédé de l'invention, on détermine un signal de charge futur qui représente le remplissage d'air prévisible. Le signal de charge futur se détermine à partir d'un signal principal de charge, instantané, d'un signal auxiliaire de charge, instantané, qui est en avance

sur le signal principal de charge instantané et d'un inter-

valle d'angle de vilebrequin. L'intervalle d'angle de vile-

brequin dépend du décalage de carburant exprimé en unité de temps ou d'unité d'angle de vilebrequin, de la durée de l'injection du carburant et du temps de calcul. Intégrer

l'intervalle d'angle de vilebrequin a l'avantage de permet-

tre de déterminer le signal de charge futur à l'instant le plus tard possible et d'arriver ainsi à une très grande précision.

Il est particulièrement avantageux que le si-

gnal de charge futur soit fourni par un filtre passe-bas dont la constante de filtre se prédétermine en fonction de la charge. La constante de filtre est lue sur une première courbe caractéristique pour une charge croissante et sur

une seconde courbe caractéristique pour une charge décrois-

sante. Cela permet de prédéterminer le remplissage d'air

d'une manière particulièrement économe en temps de calcul.

Le signal auxiliaire de charge se détermine à partir de l'angle d'ouverture du papillon d'étranglement, de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et

le cas échéant également à partir de la quantité d'air tra-

versant un canal de dérivation du papillon d'étranglement, en corrigeant en fonction de la température de l'air aspiré

et de la pression atmosphérique.

Pour un petit angle d'ouverture du papillon

d'étranglement on peut déterminer le signal de charge auxi-

liaire à partir de la masse d'air détectée à l'aide d'un dispositif de mesure massique de l'air; cela conduit en général à une plus grande précision dans cette plage de

fonctionnement.

Le signal de la charge principale peut se dé-

terminer à partir de la pression mesurée dans la tubulure d'aspiration et de la vitesse de rotation, à partir de la masse d'air détectée par le débitmètre massique d'air ou

par filtrage du signal auxiliaire de charge.

Un autre avantage du procédé selon l'invention est de pouvoir s'utiliser à la fois pour un fonctionnement non stationnaire que pour un fonctionnement stationnaire car en déterminant le signal de charge futur on utilise un signal auxiliaire de charge accordé sur le signal principal

de charge. La valeur de compensation nécessaire pour com-

penser le signal auxiliaire de charge est déterminée par intégration de la différence entre le signal principal de

charge et le signal auxiliaire de charge, filtré et compor-

tant la valeur de compensation. Le signal auxiliaire de charge, filtré, est créé par filtrage du signal auxiliaire

de charge, corrigé.

Il est particulièrement avantageux que le si-

gnal futur de charge soit utilisé pour déterminer la quan-

tité de carburant injectée. Selon un exemple de réalisation avantageux, on peut même tenir compte d'une montée de la charge après le calcul du signal futur de charge et de la quantité de carburant à injecter, en répétant le calcul pour la même opération d'injection pour au moins un angle

ultérieur du vilebrequin. Si au moment de ce calcul ulté-

rieur on obtient une quantité de carburant plus importante, on peut prolonger la durée d'injection initiale ou encore

prévoir une impulsion d'injection supplémentaire.

Une autre variante est encore plus souple; elle consiste à diviser la quantité de carburant obtenue en

une première et une seconde impulsion d'injection. La pre-

mière impulsion d'injection est libérée immédiatement. La seconde impulsion d'injection est corrigée en fonction du

résultat d'une autre détermination du signal de charge fu-

tur et de la quantité de carburant injectée puis elle est libérée. Cela permet de corriger la quantité de carburant,

initiale, calculée, sur des valeurs plus petites.

Dessins. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre l'environnement technique

dans lequel s'intègre l'invention.

- la figure 2 montre la relation entre l'injection de carburant et le degré d'ouverture de la sou- pape d'admission d'un cylindre en fonction de l'angle du vilebrequin.

- la figure 3 montre le tracé du signal princi-

pal de la charge et du signal auxiliaire de la charge en

fonction de l'angle du vilebrequin.

- la figure 4 montre un ordinogramme de la

structure de principe du procédé de l'invention.

- la figure 5 montre un schéma par blocs des

moyens permettant de créer le signal auxiliaire de charge.

- la figure 6 est un schéma pour déterminer

l'angle de prévision.

- la figure 7 est un schéma par blocs des

moyens permettant de créer le signal de charge futur.

Description des exemples de réalisation.

La figure 1 montre schématiquement un moteur à combustion interne 100 et les éléments pour commander le

moteur 100. Le mélange air/carburant est fourni par une tu-

bulure d'aspiration 102 au moteur à combustion interne 100 et les gaz d'échappement passent dans un canal de gaz d'échappement 104. Dans la tubulure d'aspiration 102 on a (dans le sens d'écoulement de l'air aspiré) un débitmètre

quantitatif ou massique de l'air 106, par exemple un débit-

mètre massique à fil chaud, un capteur de température 108 pour détecter la température de l'air aspiré, un papillon d'étranglement 110 avec un capteur 111 pour détecter

l'angle d'ouverture du papillon d'étranglement 110, un cap-

teur de pression 112 et un ou plusieurs injecteurs 113. En général le débitmètre quantitatif ou massique d'air 106 et

le capteur de pression 112 sont prévus en variante. Le pa-

pillon d'étranglement 110 est contourné par un canal de dé-

rivation 114 équipé du moyen de réglage de ralenti 115. Le canal de dérivation 114 et l'organe de réglage de ralenti

peuvent être supprimés lorsque la régulation de la vi-

tesse de rotation de ralenti se fait à l'aide du papillon d'étranglement 110. Le cas échéant on peut avoir des soupa-

pes de dérivation supplémentaires, qui garantissent une vi-

tesse de rotation de ralenti, suffisante, par exemple lorsqu'on branche une installation de climatisation. Un capteur d'oxygène 116 est prévu dans le canal des gaz

d'échappement 104. Le moteur à combustion interne 100 com-

porte un capteur d'angle de vilebrequin 118 et un capteur 119 détectant la température du moteur 100. En outre, le moteur 100 comporte par exemple quatre bougies d'allumage

pour allumer le mélange air/carburant dans les cylin-

dres.

Les signaux de sortie des capteurs décrits sont

transmis par l'appareil de commande central 122. De ma-

nière détaillée il s'agit des signaux suivants: un signal m du débitmètre d'air ou débitmètre massique d'air 106, un signal T du capteur de température 108 pour détecter la température de l'air aspiré, un signal a du capteur 111 qui détecte l'angle d'ouverture du papillon d'étranglement 110, un signal p du capteur de pression 112, un signal X de la

sonde à oxygène 116, un signal w du capteur d'angle de vi-

lebrequin 118 et un signal TBKM du capteur 119 pour détec-

ter la température du moteur à combustion interne 100.

L'appareil de commande 122 exploite les signaux des cap-

teurs et commande le ou les injecteurs 113, le régulateur

de ralenti 115 et les bougies d'allumage 120.

La figure 2 montre la relation entre la charge,

l'injection de carburant et le degré d'ouverture de la sou-

pape d'injection d'un cylindre en fonction de l'angle de vilebrequin w dans le cas d'un moteur à combustion interne

à quatre cylindres. Cette figure montre le dosage de carbu-

rant pour le cylindre n 4. Le trait plein inférieur repré-

sente le degré d'ouverture de la soupape d'entrée pour le cylindre n 4; le trait inférieur, interrompu représente le

degré d'ouverture des soupapes d'admission des autres cy-

lindres. Pour un angle de vilebrequin w égal à 0 , la sou-

pape d'admission du cylindre n 4 commence à s'ouvrir. Pour un angle w = 90 , la soupape d'admission du cylindre n 4

est ouverte au maximum et pour un angle w = 180 , la sou-

pape d'admission est de nouveau fermée. Puis les soupapes d'admission des cylindres 2, 1, 3 reprennent dans cet ordre le même cycle d'ouverture et de fermeture et pour un angle

de vilebrequin w de 720 la soupape d'admission du cylin-

dre n 4 commence de nouveau à s'ouvrir.

Au-dessus de la courbe du degré d'ouverture des soupapes d'admission, on a représenté la courbe de l'injection de carburant pour le cylindre n 4. Pour que le carburant puisse arriver correctement dans le cylindre n 4, il faut que son injection soit terminée d'un angle d'avance wV précédant le début de l'ouverture de la soupape

d'admission à w = 720 . Dans l'exemple de réalisation re-

présenté, l'angle d'avance est égal à 180 si bien que l'injection est terminée pour un angle de vilebrequin de 540 . Le début de l'injection du carburant se situe alors en avant de l'angle de vilebrequin wti par rapport à la fin

de l'injection de carburant. L'angle de vilebrequin wti re-

présente la durée d'injection ti convertie en angle de vi-

lebrequin. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'injection de carburant commence à environ 315 . Le calcul de la durée d'injection ti s'effectue une fois par segment,

c'est-à-dire pour tous les angles de vilebrequin de 180 .

Comme le calcul de la durée d'injection doit se faire avant

le début de l'injection il faut que le calcul de la quanti-

té de carburant introduite dans le cylindre n 4 sur le seg-

ment angulaire compris entre 720 et 900 d'angle de vilebrequin, soit fait au plus tard dans le segment compris entre 180 et 360 d'angle. Le début du calcul est repéré par une ligne verticale en trait interrompu qui se situe à

un angle de vilebrequin d'environ 360 .

La courbe supérieure de la figure 2 montre le tracé du signal principal de charge tL. Le signal principal de charge tL peut se déterminer par exemple à partir du si- gnal p créé par le capteur de pression 112 et la vitesse de rotation n ou encore à partir du signal m dont on a fait la moyenne et qui a été filtré pour le débitmètre massique d'air 106. Pour le calcul de la durée d'injection il faut connaître le remplissage d'air du cylindre correspondant (à la figure 2, le cylindre n 4). Le signal principal de

charge tL pour un angle de vilebrequin déterminé à proximi-

té de l'angle de vilebrequin pour lequel la soupape d'admission du cylindre se ferme (figure 2, cylindre n 4, environ 20 avant la fermeture de la soupape d'admission à 900 C) est représentatif du remplissage de l'air. Cet angle de vilebrequin, déterminé, sera appelé ci-après angle de remplissage. La valeur précise de l'angle de remplissage dépend du type de moteur à combustion interne 100 et peut par exemple se déterminer de manière empirique. Comme déjà décrit ci- dessus et comme représenté à la figure 2, il faut que le calcul de la durée d'injection soit fait bien en amont de l'angle de remplissage. Pour le calcul il faut toutefois le remplissage d'air représenté par le signal

principal de charge tL pour l'angle de remplissage. Le tra-

cé futur du signal principal de charge tL n'est toutefois pas connu en général car il dépend par exemple du souhait

du conducteur. Si pour le calcul on utilise le signal prin-

cipal de charge tL actuel à l'instant du calcul, cela con-

duit à un dosage non optimum du carburant lorsque le signal principal de charge tL varie jusqu'à atteindre l'angle de

remplissage (voir la courbe supérieure à la figure 2); ce-

la signifie le fonctionnement non stationnaire.

Le procédé selon l'invention permet une prévi-

sion approximative du signal de charge tL existant au mo-

ment de l'angle de remplissage et qui sera appelé dans la suite signal de charge futur tLPr. On utilise notamment le fait que le coefficient principal d'influence est connu par le tracé du signal de charge futur tLPr, de l'angle d'ouverture a du papillon d'étranglement 111 et que le si-

gnal a est légèrement en avance par rapport au signal tL.

D'autres détails apparaissent à la figure 3.

La figure 3 montre un diagramme dans lequel le signal principal de charge tL (ligne en trait interrompu) et le signal auxiliaire de charge tL' (ligne en trait

plein) sont représentés en fonction de l'angle de vilebre-

quin w. A l'état stationnaire les courbes tL et tL' coinci-

dent (à gauche et tout à fait à droite). Au passage d'une charge faible à une charge plus élevée, la courbe pour tL' augmente beaucoup plus rapidement que la courbe pour tL de sorte qu'à partir des valeurs présentes de tL' et de tL on peut prévoir des valeurs futures pour tL; cela signifie qu'à partir du signal auxiliaire de charge tL', présent et du signal principal de charge tL présent on peut obtenir le

signal futur de charge tLPr.

Pour déterminer le signal futur de charge tLPr on utilise un simple modèle de tubulure d'aspiration décrit par un filtre passe-bas du premier ordre avec une constante

de filtre dépendant de la charge. Pour l'angle de vilebre-

quin w, présent, on prévoit le signal de charge futur tLPr que l'on aura pour l'angle de vilebrequin futur w+wPr en utilisant l'équation suivante: tLPr = tL(w+wPr) = tL(w) + (tL' (w)-tL(w)) * (1-exp(-wPr/wF)) Dans cette formule, wPr est l'angle prévisible, c'est-à-dire la différence de l'angle de vilebrequin futur pour lequel on prévoit le signal de charge futur tLPr (en général il s'agit de l'angle de remplissage et de l'angle de vilebrequin instantané ou présent w). Les détails pour déterminer l'angle prévisible wPr sont donnés à la figure 6

et seront décrits dans la description qui s'y rapporte. Les

détails pour déterminer les constantes de filtre désignées par wF sont représentés à la figure 5 et seront décrits

dans la description correspondante.

La figure 4 montre un ordinogramme du déroule-

ment de principe du procédé de l'invention. Au cours d'une première étape 400 on détermine l'angle prévisible wPr. Le schéma donné à la figure 6 montre comment on avance dans le détail. L'étape 400 est suivie d'une étape 402 dans

laquelle on détermine le signal auxiliaire de charge tL'.

Comme représenté à la figure 5, le signal auxiliaire de charge tL' déterminé en fonction de l'angle a du papillon d'étranglement, de la vitesse de rotation n et le cas

échéant de la quantité d'air qLL traversant un canal de dé-

rivation 114 et/ou des soupapes de dérivation supplémentai-

res, en partant d'un champ de courbe caractéristique.

L'étape 402 est suivie d'une étape 404. Dans l'étape 404 on

détermine le signal principal de charge tL, présent ou ins-

tantané. Ce signal principal de charge, instantané tL peut s'obtenir par exemple en filtrant avec un filtre passe-bas du premier ordre, la masse d'air mesurée et dont on a fait la moyenne sur un segment de vilebrequin. En variante, le signal principal de charge tL, instantané, peut également s'obtenir à partir de la pression P dans la tubulure d'aspiration et de la vitesse de rotation n ou encore en filtrant le signal auxiliaire de charge tL'. L'étape 404

est suivie d'une étape 406 au cours de laquelle on déter-

mine les constantes de filtre wF dépendant de la charge.

Enfin, on a une étape 410. Au cours de cette étape 410, à partir des grandeurs obtenues dans les étapes 400 jusqu'à 408, on détermine suivant l'équation évoquée précédemment, le signal de charge futur tLPr = tL(w+ wPr) pour l'angle de

vilebrequin w+wPr. Pour arriver à une plus grande préci-

sion, on utilise l'équation sous une forme légèrement modi-

fiée par rapport au signal auxiliaire de charge tL'. La fi-

gure 7 donne d'autres détails ainsi que le texte qui s'y

rapporte. L'étape 410 termine le passage de l'ordinogramme.

La figure 5 montre un schéma par blocs pour dé-

terminer, corriger et filtrer le signal auxiliaire de

charge tL' et pour obtenir les constantes de filtre wF.

Dans un bloc 500 on injecte un signal correspondant à l'angle d'ouverture c du papillon d'étranglement 110, un

signal de la vitesse de rotation n et un signal de la quan-

tité d'air qLL traversant un canal de dérivation 114 et/ou des soupapes de dérivation supplémentaires. Le bloc 500, en partant des grandeurs d'entrée, donne un signal auxiliaire

de charge tL' et le fournit à la sortie. Cette détermina-

tion se fait par lecture dans un champ de caractéristiques et/ou par calcul. La sortie du bloc 500 est reliée à une première entrée d'un point de combinaison 502. La seconde entrée du point de combinaison 502 reçoit un coefficient de correction FT dépendant de la température T de l'air aspiré par le moteur à combustion interne 100. La sortie du point de combinaison 502 est reliée à une première entrée d'un point de combinaison 504. La seconde entrée du point de

combinaison 504 reçoit un coefficient de correction FH dé-

pendant de l'altitude. La sortie du point de combinaison 504 est reliée à une première entrée d'un filtre passe-bas 506. La seconde entrée du filtre passe-bas 506 reçoit un signal de l'angle de vilebrequin w créé par exemple par le

capteur d'angle de vilebrequin 118 ou à l'aide de la vi-

tesse de rotation n et du temps. L'angle de vilebrequin w représente la variable indépendante du filtre passe-bas

506. Fréquemment on choisit le temps comme variable indé-

pendante des filtres passe-bas. Comme dans le cas présent le procédé ne se déroule pas de manière synchrone dans le temps mais synchrone suivant l'angle du vilebrequin, cela

simplifie la description mathématique si l'on choisit

l'angle de vilebrequin w comme variable indépendante du filtre passe-bas 506. Dans ces conditions la constante du filtre passe-bas 506 n'est pas un temps mais un angle de vilebrequin wF. La constante de filtre wF est injectée dans le filtre passe-bas 506 par une troisième entrée. Le filtre passe-bas 506 crée à partir du signal auxiliaire de charge tLK', corrigé, et qui ne représente correctement la charge

que pour les états de fonctionnement stationnaires, un si-

gnal auxiliaire de charge tLF', filtré, qui représente cor-

rectement la charge également pour les états de fonctionnement dynamiques. Le signal auxiliaire de charge

tLF', filtré, peut être pris à la sortie du filtre passe-

bas 506. Le filtre passe-bas 506 peut se représenter par l'équation suivante: tLF'(w2) = tLF'(wl) + (tlk'(w2) - tLF'(wl)) * (l-exp((wlw2)/wF)) Dans cette équation, wl et w2 représentent des

angles de vilebrequin successifs.

La description suivante concerne la détermina-

tion de la constante de filtre wF.

Une première entrée d'un point de combinaison 508 est reliée à la sortie du bloc 500; cela signifie que sa première entrée reçoit le signal auxiliaire de charge tL'. La seconde entrée du point de combinaison 508 reçoit

un signal dtL. Le signal dtL est une mesure de la diffé-

rence entre le signal principal de charge tL et le signal auxiliaire de charge tLF' filtré; ce signal sert à adapter le signal auxiliaire de charge au signal principal de charge. Des détails correspondants, servant à déterminer le

signal dtL, sont donnés à la figure 7 et dans la descrip-

tion qui s'y rapporte. Au point de combinaison 508 on

ajoute les signaux tL' et dtL pour les fournir à la sortie.

La sortie du point de combinaison 508 est reliée à l'entrée d'une courbe caractéristique 510, à l'entrée d'une courbe caractéristique 512 et à la première entrée d'un point de combinaison 513. La seconde entrée du point de combinaison 513 reçoit le signal principal de charge tL. Le point de combinaison 513 retranche le signal de la seconde entrée de celui de la première entrée et fournit la différence à la sortie. La sortie du point de combinaison 513 est reliée à

l'entrée d'un étage de sélection 514.

La courbe caractéristique 510 contient la cons-

tante de filtre wF pour le cas o la charge augmente. La courbe caractéristique 512 contient la constante de filtre wF pour le cas o la charge diminue. La sortie de la courbe

caractéristique 510 est reliée à un contact A d'un commuta-

teur 516 et la sortie de la courbe caractéristique 512 est

reliée à un contact B du commutateur 516. De plus, le com-

mutateur 516 comporte un troisième contact C qui peut être relié au choix avec le contact A ou avec le contact B. Le

commutateur 516 est commandé par l'étage de sélection 514.

Au cas o l'étage de sélection 514 reconnaît une charge croissante (le signal à l'entrée de l'étage de sélection 514 > 0), cet étage commande le commutateur 516 pour relier

entre eux les contacts A et C; cela signifie que le con-

tact C est relié à la sortie de la courbe caractéristique 510. Par contre, si l'étage de sortie 514 constate que la charge diminue (signal à l'entrée de l'étage sélecteur 514

< 0) il commande le commutateur 516 pour relier les con-

tacts B et C; cela signifie que la sortie de la courbe ca-

ractéristique 512 est reliée au contact C. Cela garantit

que la constante de filtre wF soit lue dans des courbes ca-

ractéristiques différentes pour la charge croissante et

pour la charge décroissante.

Le contact C du commutateur 516 est relié à la troisième entrée du filtre passe-bas 506, c'est-à-dire que

la constante de filtre wF appliquée au contact C est injec-

tée dans la troisième entrée du filtre passe-bas 506. De plus, la constante de filtre wF est disponible pour

d'autres applications (voir figure 7).

La figure 6 montre un schéma pour le calcul de l'angle prévisible wPr. Le calcul de l'angle prévisible wPr est nécessaire car la prévision du remplissage d'air futur et ainsi du signal de charge futur tLPr doit être réalisée aussi tard que possible pour des raisons de précision et l'instant ou l'angle de vilebrequin le plus tard possible dépend entre autre de l'angle d'avance wV et de la durée d'injection ti et n'est pas de ce fait constant. La figure 6 montre un axe pour l'angle de vilebrequin w; sur cet axe on a indiqué les événements significatifs en liaison avec

la détermination de l'angle prévisible wPr. La détermina-

tion se fait par un calcul à l'envers en partant de l'angle de remplissage pour lequel on veut prévoir le signal de charge futur tLPr. Cette première composante de l'angle prévisible wPr résulte de l'avance de carburant et de l'introduction du mélange air/carburant dans le cylindre; il est appelé wEE. L'intervalle d'angle de vilebrequin wEE est fixé par le spécialiste selon les procédés connus qui ne sont pas décrits ici. Comme autre composante wti on tient compte de la durée d'injection ti transformée par calcul en un angle de vilebrequin. Mais étant donné que

l'on ne détermine la durée d'injection ti qu'après la pre-

mière précision du signal de charge futur tLPr, on utilise la durée d'injection ti de l'injection précédente. Comme troisième composante wB on tient compte du temps converti

en angle de vilebrequin, et qu'il faut pour calculer le si-

gnal de charge futur tLPr et la durée d'injection présente ti.

La figure 6 donne également une quatrième com-

posante de 90 , c'est-à-dire un demi-segment. Cette qua-

trième composante doit toujours être prise en compte lorsqu'on fait la moyenne du signal principal de charge tL sur un segment. Il est conseillé de faire une moyenne si l'on détermine le signal principal de charge tL à partir

d'un signal variant fortement, par exemple à partir du si-

gnal de sortie fourni par un débitmètre massique d'air à fil chauffant. Par l'addition des composants de wEE, wti, wB et le cas échéant de 90 ,comme cela est représenté à la

figure 6, on obtient l'angle prévisible wPr.

* La figure 7 montre un schéma bloc pour créer le signal de charge futur tLPr. Le calcul du signal de charge futur tLPr se fait de façon analogue à celle déjà décrite

dans la description se rapportant à la figure 3; ce calcul

est effectué en partie dans un bloc 700 et en partie dans

un bloc 702. Le calcul se fait suivant l'équation sui-

vante: tLPr = tL + (tLK'+dtL-tL) * FP Dans ce cas le coefficient FP se calcule comme suit: FP = 1-exp(-wPr/wF)

Le coefficient FP se calcule dans un bloc 700.

Le bloc 700 reçoit un signal pour l'angle prévisible wPr et un signal pour la constante de filtre wF. La sortie du bloc

700 est reliée à une entrée du bloc 702. A partir du coef-

ficient FP ainsi que d'autres grandeurs d'entrée, le bloc 702 utilisant l'équation donnée ci-dessus calcule le signal de charge futur tLPr et fournit ce signal à sa sortie pour la suite du traitement. Une autre entrée du bloc 702 reçoit le signal principal de charge tL. La dernière entrée du bloc 702 est reliée à la sortie d'un point de combinaison 704. La première entrée du point de combinaison 704 reçoit le signal auxiliaire de charge tLK', corrigé, fourni par le point de combinaison 504 de la figure 5. La seconde entrée

du point de combinaison 504 est reliée à la sortie d'un in-

tégrateur 706. L'intégrateur 706 fournit à sa sortie le si-

gnal dtL. l'entrée de l'intégrateur 706 est reliée à la

sortie d'un point de combinaison 708.

Une première entrée du point de combinaison 708 reçoit le signal principal de charge tL. La seconde entrée du point de combinaison 708 est reliée à la sortie d'un

point de combinaison 710. Le point de combinaison 708 re-

tranche, le signal appliqué à la seconde entrée, du signal principal de charge tL appliqué à la première entrée. La

première entrée du point de combinaison 710 reçoit le si-

lO gnal auxiliaire de charge tLF' filtré selon la figure 5 (bloc 506). La seconde entrée du point de combinaison 710 est reliée à la sortie de l'intégrateur 706; cela signifie que la seconde entrée du point de combinaison 710 reçoit le

signal dtL. L'intégrateur 706 et les deux points de combi-

naison 708, 710 servent à compenser l'un par rapport à l'autre le signal auxiliaire de charge tLF', filtré et le signal principal de charge tL. Cela garantit que le signal auxiliaire de charge tLF' filtré et le signal principal de

charge tL se correspondent en fonctionnement stationnaire.

Cela constitue une condition pour que la prévision du si-

gnal futur de charge tLPr soit toujours active, c'est-à-

dire même en fonctionnement stationnaire. Sans cette com-

pensation on risquerait que le signal auxiliaire de charge tLF' et le signal principal de charge tL diffèrent en mode stationnaire; il faudrait en conséquence commuter entre

les deux signaux de charge selon l'état de fonctionnement.

Le fonctionnement de la compensation correspond à celui d'un régulateur I (mode intégral) pour lequel le signal principal de charge tL représente la valeur de consigne, le signal dtL, la grandeur de réglage alors que la valeur réelle est représentée par la somme du signal auxiliaire de

charge tLF' filtré et du signal dtL.

Dans le cas de la formule utilisée dans le bloc

702 pour calculer le signal de charge futur tLPr on a sup-

posé que le signal auxiliaire de charge, corrigé tLK' ne varie plus; cela signifie que pour le papillon d'étranglement 110, le mode de fonctionnement dynamique est déjà terminé et l'angle d'ouverture a du papillon d'étranglement 110 et la vitesse de rotation n restent constants. Cette hypothèse est satisfaite en général avec une bonne approximation. Dans les états de fonctionnement dans lesquels la vitesse de variation de l'angle

d'ouverture C du papillon d'étranglement 110 prend une va-

leur moyenne et dans lesquels l'angle d'ouverture a change

globalement plus fortement, il peut toutefois être avanta-

geux d'utiliser une valeur extrapolée pour le signal auxi-

liaire de charge tLK' corrigé. Dans le cas le plus simple

on peut extrapoler de manière linéaire deux signaux succes-

sifs tLK'.

Le signal de charge futur tLPr peut être utili-

sé pour calculer la durée d'injection ti en tenant compte de l'établissement ou non d'un film laminaire en mode de fonctionnement stationnaire. La prévision du signal de

charge futur tLPr peut être répétée pour un angle de vile-

brequin après l'angle prévisible wPr donné ci-dessus. Comme la seconde prévision s'étend toujours sur un intervalle d'angle de vilebrequin plus petit, on peut arriver ainsi à une précision plus élevée. Si dans le cas de la seconde prévision il s'avère que la durée d'injection ti, obtenue initialement, était trop courte, on peut prolonger la durée d'injection ti ou, dans le cas o l'injection a déjà été terminée mais que l'injecteur n'est pas encore fermé, on peut fournir une impulsion d'injection supplémentaire. Pour qu'au cas o initialement on a déterminé une quantité de carburant trop importante, on puisse néanmoins effectuer

encore une correction, on peut procéder de la manière sui-

vante: la durée d'injection calculée initialement est sub-

divisée en deux impulsions d'injection par exemple selon le

rapport 2/1. L'impulsion la plus longue commence immédiate-

ment. L'impulsion la plus courte est remise après la se-

conde prévision du signal tLPr et est corrigée sur la base

de cette seconde prévision.

Dans un exemple de réalisation avantageux on a une variante pour la détermination du signal auxiliaire de charge tLF' filtré par rapport à ce qui est représenté à la figure 5. Pour les petits angles d'ouverture a du papillon d'étranglement 110, le capteur 111 ne fournit en général qu'un signal très peu précis. C'est pourquoi, dans cette plage de fonctionnement, on remplace le signal auxiliaire

de charge tLK' corrigé, par un signal de charge, non fil-

tré, fourni par le débitmètre massique d'air 106, pour l'injecter dans le filtre passe-bas 506. En dehors de cette plage de fonctionnement on procède comme cela est indiqué à

la figure 5.

Selon un autre exemple de réalisation, on cal-

cule le signal de charge futur tLPr et la durée d'injection ti en synchronisme avec l'allumage. Dans ce cas on utilise l'angle prévisible wPr calculé selon la figure 6 pour fixer le segment dans lequel doit se faire le calcul de tLPr et de ti. A l'intérieur du segment ainsi défini le calcul est

prévu de manière fixe.

Contrairement au calcul des impulsions

d'injection, pour le calcul de l'angle d'allumage on uti-

lise non pas le signal de charge futur tLPr mais le signal

principal de charge tL.

R E V E N D ICATIONS

1 ) Procédé de prévision d'un signal de charge

futur (tLPr) en liaison avec la commande d'un moteur à com-

bustion interne (100), caractérisé en ce qu'on détermine le signal de charge futur (tLPr) à partir de: - un signal principal de charge (tL) présent, - un signal auxiliaire de charge (tL') présent qui est en avance par rapport au signal principal de charge (tL) présent, et

- un intervalle d'angle de vilebrequin (wPr) qui est prédé-

terminé en fonction de l'avance de carburant (wEE) dépen-

dant des unités de temps ou des unités d'angle de vilebrequin, de la durée de l'injection de carburant

(wti) et du temps nécessaire au calcul (wB).

2 ) Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'on détermine le signal de charge futur (tLPr) par un filtre passe-bas dont la constante de filtre (wF)

est prédéterminée en fonction de la charge.

3 ) Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la constante de filtre (wF) est lue sur une première caractéristique (510) pour une charge croissante et sur une seconde caractéristique (512) pour une charge décroissante.

4 ) Procédé selon l'une des revendications pré-

cédentes, caractérisé en ce que le signal auxiliaire de charge (tL') présent est déterminé à partir de l'angle

d'ouverture (a) du papillon d'étranglement (110), de la vi-

tesse de rotation (n) du moteur à combustion interne (100) et d'une quantité d'air (qLL) traversant le cas échéant un canal de dérivation (114) du papillon d'étranglement (110)

et/ou des soupapes de dérivation supplémentaires.

) Procédé selon l'une des revendications pré-

cédentes, caractérisé en ce que le signal principal de charge (tL) présent est déterminé à partir de la pression mesurée (p) dans la tubulure d'aspiration et de la vitesse

de rotation (n), de la masse d'air (m) détectée par un dé-

bitmètre massique d'air (106) ou par filtrage du signal

auxiliaire de charge (tL') présent.

6 ) Procédé selon l'une des revendications pré-

cédentes, caractérisé en ce que le signal auxiliaire de

charge (tL') présent est corrigé en fonction de la tempéra-

ture (T), de l'air aspiré et de la pression barométrique.

7 ) Procédé selon l'une des revendications pré-

cédentes, caractérisé en ce que le signal auxiliaire de charge (tL') présent est déterminé pour les petits angles d'ouverture (a) du papillon d'étranglement (100) à partir de la masse d'air (m) mesurée par un débitmètre massique

d'air (106).

8 ) Procédé selon la revendication 6 ou 7, ca-

ractérisé en ce que le signal auxiliaire de charge (tLK'), corrigé, est compensé à l'aide d'une valeur de compensation

(dtL) par rapport au signal principal de charge (tL), pré-

sent et en ce que cette compensation est supprimée au cas o le signal principal de charge (tL), présent, est obtenu

à partir du signal auxiliaire de charge (tL') présent.

) Procédé selon la revendication 8, caracté-

risé en ce que la valeur de compensation (dtL) se détermine par intégration de la différence entre le signal principal de charge (tL) présent et un signal auxiliaire de charge

(tLF'), filtré, auquel on a adjoint la valeur de compensa-

tion (dtL), le signal auxiliaire de charge (tLF') filtré étant créé par filtrage du signal auxiliaire de charge

(tLK') corrigé.

) Procédé selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine la quantité de carburant à injecter à partir du signal de charge futur (tLPr).

11 ) Procédé selon la revendication 10, carac-

térisé en ce qu'on détermine le signal de charge (tLPr) fu-

tur et la quantité de carburant à injecter pour la même opération d'injection en répétant au moins pour un angle de

vilebrequin (w), ultérieur, et en ce que si pour cette an-

gle de vilebrequin (w), ultérieur, on arrive à une quantité de carburant plus grande, on prolonge la durée d'injection (ti) initiale, ou on fournit une impulsion d'injection sup- plémentaire.

12 ) Procédé selon la revendication 10, carac-

térisé en ce qu'on décompose la quantité de carburant obte-

nue en une première et une seconde impulsion d'injection,

la première impulsion d'injection étant libérée immédiate-

ment, la seconde étant libérée en fonction du résultat d'une autre détermination du signal de charge futur (tLPr) et la quantité de carburant à injecter est corrigée puis libérée. 13 ) Dispositif pour prévoir un signal de charge futur (tLPr) en liaison avec la commande d'un moteur à combustion interne (100), comprenant: - 1. des moyens pour créer un signal principal de charge (tL) présent, - 2. des moyens pour créer un signal auxiliaire de charge (tL') présent qui est en avance du signal principal de charge présent (tL), - 3. des moyens pour déterminer un intervalle d'angle de vilebrequin (wPr) en fonction de l'avance de carburant (wEE) exprimée en unité de temps ou en unité d'angle

de vilebrequin, de la durée de l'injection de carbu-

rant (wti) et du temps nécessaire au calcul (wB) et - 4. des moyens pour créer le signal de charge futur (tLPr) à partir: - du signal principal de charge (tL), présent, - du signal auxiliaire de charge (tL') présent et

- de l'intervalle d'angle de vilebrequin (wPr).