FR2735233A1

FR2735233A1 - Procede et dispositif de mesure du couple d'un moteur thermique a combustion interne prenant en compte les conditions particulieres de combustion

Info

Publication number: FR2735233A1
Application number: FR9506781A
Authority: FR
Inventors: Xavier Moine; Jean Marie Andre Taupin
Original assignee: Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1995-06-08
Filing date: 1995-06-08
Publication date: 1996-12-13
Anticipated expiration: 2015-06-08
Also published as: FR2735233B1

Abstract

Ce procédé et dispositif de mesure de couple prennent en compte les conditions particulières de combustion dans les cylindres telles que le taux de recirculation des gaz d'échappement, le taux de gaz résiduels, l'excès de carburant et les régimes transitoires des moteurs. Le procédé consiste à déterminer la masse d'air M pompée dans un cylindre au cours de la période de combustion d'un autre cylindre; déterminer le couple de pompage Cp nécessaire à cet effet; mémoriser ces deux données pendant les deux périodes de combustion suivantes; combiner ces données pour produire un terme Hn de correction du couple Cgn afférent à la période de combustion de rang n selon la relation: Hn = - vdelta (Mn-2 + Mn-1 ) + alpha.Cpn-2 , dans laquelle vdelta et alpha sont des constantes dépendant du type de moteur, et calculer le couple gaz moyen corrigé, engendré au cours de la période de combustion de rang n, selon la relation Cgcn = h.Cgn + Hn , dans laquelle h est une constante d'étalonnage dépendant du type de moteur.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DU COUPLE D'UN MOTEUR
THERMIQUE A COMBUSTION INTERNE PRENANT EN COMPTE LES
CONDITIONS PARTICULIERES DE COMBUSTION
L'invention se rapporte à un procédé et dispositif de mesure du couple d'un moteur thermique à combustion interne prenant en compte les conditions particulières de combustion dans les cylindres, c'est-à-dire le taux de recirculation des gaz d'échappement, le taux de gaz résiduels, l'excès de comburant et les régimes transitoires du moteur.

Un procédé et un dispositif de mesure du couple d'un moteur thermique à combustion interne ont été décrits dans le brevet français N" 91 11273, déposé par la demanderesse. Dans ce brevet est décrit un dispositif pour produire une valeur numérique Cg représentative du couple gaz moyen engendré par chaque combustion du mélange gazeux dans les cylindres d'un moteur thermique fonctionnant à bas régime.Ce dispositif comprend - des repères de mesure disposés sur une couronne
solidaire du volant d'inertie du moteur ou du
vilebrequin - des moyens pour définir au moins une référence
d'indexation des repères - un capteur de défilement des repères, monté fixe au
voisinage de la couronne - des moyens de calcul pour produire une valeur
numérique primaire di représentative de la durée
instantanée de défilement devant le capteur de chacun
des repères - des moyens de calcul pour élaborer à partir des
valeurs numériques di une première valeur numérique
secondaire T représentative de la durée totale de
défilement devant le capteur de chaque série de
repères compris dans l'intervalle angulaire des
combustions dans le moteur - des moyens de calcul pour élaborer une seconde valeur
numérique K représentative de la projection, sur une
ligne de référence de phase des repères correspondant
à l'origine des périodes de combustion, de
l'amplitude de la composante alternative des durées
instantanées di, à la fréquence des combustions dans
le moteur; - des moyens de calcul pour élaborer la valeur
numérique recherchée Cg à partir de la relation
Cg = A.K/T3 + B/T2, dans laquelle les termes A et B
sont des constantes déterminées expérimentalement.

Selon une première forme de réalisation décrite dans le brevet visé plus haut, le nombre de repères compris dans l'intervalle angulaire des combustions dans le moteur étant m, la relation définissant K est
m-l
K = z discos (i.2ff/m).

0
Selon une deuxième forme de réalisation décrite dans la demande de brevet déposée le 8 juin 1995 sous le NO 95 06780 par la demanderesse et intitulée : "procédé et dispositif de mesure de couple d'un moteur thermique à combustion interne", une manière simplifiée de calculer le terme K est présentée.

Le dispositif de mise en oeuvre de cette manière simplifiée comprend - des moyens pour établir un horizon de mesure au moins égal à l'intervalle angulaire entre deux explosions consécutives dans le moteur - des moyens pour diviser cet horizon en un nombre
relativement petit de paquets de repères - des moyens pour calculer les durées de défilement de
chacun de ces paquets devant le capteur et pour leur
affecter un rang dans chaque horizon de mesure ;; - des moyens pour combiner ensemble, par addition de
soustraction, un nombre donné de durées ayant des
rangs déterminés, de manière à produire une grandeur
Q ayant une valeur moyenne nulle et une réponse
fréquentielle non-nulle à la fréquence d'analyse des
explosions du moteur - des moyens pour calculer le terme K selon la relation
simplifiée K = p.Q dans laquelle p est une constante
de pondération qui donne au terme K, obtenu pour la
combinaison des durées retenue pour Q, une réponse
fréquentielle, au moins pour la fréquence d'analyse,
identique à celle obtenue plus haut.

Dans le brevet et/ou la demande de brevet visés cidessus, des moyens complémentaires sont décrits pour corriger les mesures de couple affectées par les perturbations à basse fréquence subies par le moteur et par celles engendrées par un moteur fonctionnant à haut régime.

L'objet de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif pour effectuer une nouvelle correction intégrant les effets de la richesse du mélange du taux de recirculation des gaz d'échappement et des régimes transitoires du moteur. Cette nouvelle correction peut être combinée ou non avec les corrections précitées.

Selon cette invention, le procédé pour prendre en compte les conditions particulières de combustion affectant la détermination de la valeur numérique Cg du couple gaz moyen engendré par chaque combustion de mélange gazeux dans les cylindres d'un moteur thermique à quatre temps et quatre cylindres fonctionnant à bas régime, et pour corriger en conséquence cette valeur numérique, laquelle est exprimée par la relation
Cg = A.K/T + B/T, est caractérisé en ce qu'il consiste à :: - déterminer la masse d'air M pompée dans un cylindre
au cours de la période de combustion d'un autre
cylindre ; - déterminer le couple de pompage Cp nécessaire à cet
effet - mémoriser ces deux données pendant les deux périodes
de combustion suivantes - combiner ces données pour produire un terme H n de
correction du couple Cg afférent à la période de
combustion de rang n selon la relation
Hn = -#(Mn-2 + Mn-1) + α;.Cpn-2,
dans laquelle 6 et a sont des constantes dépendant du
type de moteur, et - calculer le couple gaz moyen corrigé, engendré au
cours de la période de combustion de rang n, selon la
relation CgCn = h.Cgn + Hnî dans laquelle h est une
constante d'étalonnage dépendant du type de moteur.

Selon une caractéristique particulière du procédé selon l'invention - déterminer la masse d'air M consiste à mesurer la
pression Pc dans le collecteur d'admission d'air du
moteur et à calculer M = Pc.RN, avec RN le
coefficient sensiblement constant de remplissage des
cylindres du moteur - déterminer le couple de pompage Cp consiste à mesurer
la pression atmosphérique Pa et à calculer
Cp = (Pc - Pa).

La mise en oeuvre de cette caractéristique particulière du procédé selon l'invention permet d'exprimer le terme H n selon la relation:
Hn = -#.RN(Pcn-2 + Pcn-1) + α(Pcn-2 - Pa).

Grâce à ces dispositions, on réalise une correction de la mesure du couple d'un moteur à quatre temps et quatre cylindres, adaptée à un fonctionnement en mélange pauvre, à fort taux de recirculation des gaz d'échappement et/ou aux conditions transitoires du moteur (variation de l'angle papillon). L'ensemble de ces avantages résulte des considérations ci-après.

Le couple exercé par la pression des gaz sur le vilebrequin est la composée du couple exercé par le cylindre en détente et du couple exercé par le cylindre en compression. Dans le cas d'un cycle thermodynamique théorique, les deux couples de détente et de compression sont des adiabatiques, donc identiques à un facteur k près (k augmente lorsque l'énergie de combustion, donc la richesse augmente).

Dans le cas d'un moteur quatre temps à quatre cylindres, si CCOmp (e) représente le couple instantané exercé par le cylindre en compression, le couple exercé par le cylindre en détente vaut alors
Cdét (o) = k Ccomp ( (n-8).

Le couple gaz est la somme du couple de détente, du couple de compression (négatif car résistant) et du couple de pompage. Pc étant la pression dans le collecteur d'admission et Pa la pression atmosphérique, on peut considérer que le couple de pompage est proportionnel à (Pc - Pa). Le couple gaz vaut donc
Cgaz Cdét~Ccomp + t(Pc-Pa) = (k-l)Ccomp+a(Pc- Pa).

Dans le cas de l'estimation logicielle du couple Cg définie par la relation visée plus haut, la symétrie de la courbe des coefficients par rapport au plan milieu de l'horizon de mesure se transforme en courbe impaire vis-à-vis du couple. I1 en résulte que le couple de compression résistant est vu comme un couple positif, au même titre que le couple de détente, par le procédé de mesure de Cg. La valeur mesurée du couple est
Cg = A.K/T + B/T = ss(Ccomp +Cdét).

Or, le couple de compression Ccomp peut être calculé à partir de la masse d'air introduite dans le cylindre, laquelle peut être déduite, soit d'une mesure débitmétrique soit d'une mesure de pression. Dans le cas de la pression, le couple de compression est proportionnel à la pression Pc dans le collecteur et au coefficient RN de remplissage du cylindre du moteur (lequel dépend du régime moteur) : Ccomp = 6.RN.Pc.

Dans le cas du couple gaz engendré, le couple Ccomp est le couple de compression du cylindre qui sera en détente au moment de la mesure (pression Pc(n2)) tandis que pour Cg le couple gaz mesuré, on mesure le couple comp du cylindre en compression au moment de la mesure (pression Pc(n-1)). En revanche, le coefficient de remplissage peut être le même pour les deux cylindres car le régime moteur varie peu.En combinant les équations ci-dessus, on obtient Cgc = Cdét - Ccomp + α(Pc(n-2) - Pa) ou Cg c = h.Cg + H, avec h, une constante d'étalonnage dépendant du type de moteur et
H = #.RN.(Pc(n-1) + Pc(n-2) + α(Pc(n-2) - Pa), dans laquelle a = V/o, avec V la cylindrée unitaire du moteur, 8 = 1,14V en première approximation (avec k = 4,5) ajustable pour chaque type de moteur et RN le coefficient de remplissage du moteur, dépendant du régime mais égal à 1 en première approximation (il varie de 0,8 à 1,02 en fonction du régime croissant).

On rappellera que le terme RN.Pc représente la masse d'air introduite dans le cylindre. I1 peut, en conséquence, être remplacé par un autre estimateur D/N, avec D le débit massique d'air dans le collecteur et N le nombre de tours par seconde du vilebrequin. De même, le terme (Pc - Pa) peut être remplacé par (D.T - Mg) avec Mo, la masse d'air introduite dans un cylindre pour un papillon à pleine ouverture.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'une manière plus précise de la description d'une forme de réalisation particulière de l'invention, faite ci-après à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente le schéma des différents
éléments constitutifs d'un dispositif de mesure du
couple d'un moteur incorporant une première forme de
réalisation de l'invention ; - la figure 2 représente le schéma des éléments
spécifiques d'une seconde forme de réalisation de
l'invention.

Selon la figure 1, est représenté un circuit 10 de mesure de couple gaz moyen corrigé dans un premier temps des perturbations à basse et haute fréquence produit par chaque combustion du mélange gazeux dans un moteur thermique à quatre temps et quatre cylindres fonctionnant à bas et haut régime (CgCl) et, dans un deuxième temps, des perturbations affectant la mesure du fait des conditions particulières des combustions dans le moteur (Cgc2).

A cet effet, une couronne de mesure dentée 12 est montée solidaire du volant d'inertie d'un moteur à allumage électronique. A titre d'exemple, la couronne 12 comporte sur sa périphérie cinquante-six dents identiques régulièrement espacées, telles celle formée par le plein 14 et le creux 16, réparties en deux séries de vingt-huit dents séparées par deux dents de référence diamétralement opposées, telles celle formée par le plein 18 et le creux 20, qui ont une largeur double de celle des autres dents. En fait, la couronne 12 comporte (2x28 + 2x2) = 60 repères équidistants constitués par des dents réelles ou virtuelles de même module. Les deux dents larges diamétralement opposées servent de référence ou d'origine d'indexation afin de permettre de numéroter chacune des dents et notamment d'identifier la dent do qui sera définie ci-après.

Avec le moteur thermique à quatre temps et quatre cylindres visé ci-dessus, on notera dès à présent que la période angulaire des combustions concerne trente dents et est égale à la moitié de la période de rotation du vilebrequin.

A la couronne 12 est associé un capteur fixe 22, par exemple à réluctance variable, adapté à délivrer un signal alternatif 24 de fréquence proportionnelle à la vitesse de défilement des dents de la couronne, c'està-dire proportionnelle à la vitesse instantanée du volant.

La position angulaire de ce capteur 22 par rapport aux dents d'indexation 18 au moment où le piston d'un cylindre est au point mort haut, est connue ou relevée.

Cela permet d'identifier la dent do comme étant celle qui défile devant le capteur pendant le passage du piston du cylindre concerné à son point mort haut de combustion. Le signal délivré par le capteur 22 est appliqué à l'entrée d'un circuit de mise en forme 26 adapté à délivrer des signaux 28 à flancs raides, de durée égale à la période instantanée di des signaux incidents 24, l'indice i variant de 0 à 29 au fur et à mesure que les dents défilent devant le capteur. Chaque période di du signal ainsi produit correspond à la durée de passage d'une dent, soit un plein et un creux, devant le capteur 22. Pour ce qui concerne les signaux incidents produits par les dents de référence 18, le circuit de mise en forme 26 les transforme de la même façon en un signal à flancs raides, de durée exactement double de celle des signaux afférents aux autres dents.

Les signaux 28 sont appliqués à un étage 30 de mesure et de calcul des périodes instantanées di de défilement des dents réelles et virtuelles de la couronne de mesure 12 devant le capteur 22.

L'étage de mesure et de calcul 30 comprend des circuits de comptage qui reçoivent des impulsions chronométriques de fréquence élevée (10 MHZ par exemple) produites par une horloge à quartz 32 et il délivre en sortie des valeurs numériques représentatives des nombres d'impulsions d'horloge comptées entre deux transitions creux-plein des signaux à flancs raides produits par l'étage de mise en forme 26. Pour ce qui est du traitement de chaque signal 28 produit par lune des dents longues d'indexation 18-20 dans le cadre de l'exemple décrit, sa valeur sera divisée par deux (décalage d'un bit) et le résultat affecté aux deux dents virtuelles correspondantes. De la sorte, l'étage 30 de mesure et de calcul des périodes di adresse à une mémoire-tampon 34 des séries successives de trente valeurs numériques diî respectivement associées à trente nombres consécutifs allant de o à 29 définissant le rang i de chacune des dents réelles ou virtuelles comprises dans un horizon de mesure.

La mémoire-tampon 34 est connectée à un étage de calcul 36 adapté à regrouper par paquets de cinq les trente durées instantanées di comprises entre deux dents de référence. De la sorte, l'étage 36 produit successivement six durées de défilement de paquets de cinq dents-repères, respectivement numérotées duo, ....

du5 au fur et à mesure de leur production, la valeur angulaire de chaque paquet étant n/6. Ces durées et ces numéros sont ensuite transmis à une mémoire tampon 38 placée sous le contrôle d'un étage de commande de transfert 40 adapté par ailleurs à recevoir les durées du0.

La mémoire-tampon 38 est adaptée à contenir trois suites successives de six durées de paquets-repères une suite centrale qui définit l'horizon de mesure en cours d'analyse, une suite avant qui précède cette suite centrale dans le temps et une suite arrière qui la suit. A l'arrivée d'une nouvelle durée dug, l'étage de commande de transfert 40 est adapté à transférer aux étages suivants les six durées référencées duo, ....

du5 de la suite centrale ainsi que, sous la référence du,l, la durée du5 du dernier paquet de la suite avant et sous la référence du+1, la durée duo du premier paquet de la suite qui vient d'arriver.

Un premier étage de calcul 42 qui reçoit ces huit durées successives est programmé pour sélectioner les six durées référencées dug, ... du5 et pour en calculer la somme, laquelle est la période instantanée T d'un intervalle angulaire des combustions. Chaque nouvelle valeur T ainsi calculés est adressée à une mémoiretampon 44 où elle remplace la valeur précédemment calculée.

Un deuxième étage de calcul 46 qui reçoit ces huit durées successives (du~1, dugl ..., du5, du+1) est programmé pour sélectionner les six durées suivantes du-1, du0 du2, du3, du5 et du+1 et pour les combiner selon la relation :
Qc : 2du0 - du-1 - du2 + 2du5 - du3 - du+1.

Le terme Qc ainsi calculé est adressé à une mémoiretampon 48 dans laquelle il demeure jusqu'à l'arrivée d'une nouvelle valeur de Qc La mémoire-tampon 48 est reliée à un troisième étage de calcul 50 qui reçoit par ailleurs une mémoire 52, la constante de pondération p = w/2ç3. L'étage de calcul 50 est adapté à calculer le produit Kc = p.Qc et à l'appliquer à un quatrième étage de calcul 54.

Cet étage de calcul 54 reçoit en outre d'une mémoire 56, deux constantes A et B déterminées expérimentalement et, de la mémoire-tampon 44, le terme
T. A partir de ces quatre grandeurs, l'étage 54.calcule le couple gaz, corrigé des perturbations à basse fréquence, selon la relation Cg = A.KC/T3 + B/T2. Le couple Cg ainsi obtenu est corrigé des perturbations à basse fréquence.

Comme cela a été dit dans le préambule de la présente description, la formule utilisée pour le calcul du couple gaz moyen, à savoir Cg = A.K/T3 + B/T2 n'est valable que pour des moteurs fonctionnant à bas régime.

Dans le cas d'un moteur fonctionnant à haut régime, une correction doit être apportée au coefficient A en question, comme cela est indiqué dans le brevet NO 91 11273 visé dans le préambule. Pour ce faire, le coefficient A est remplacé par Ac = A(1 - z) avec z = (fi/fr)2. Dans cette relation fi = 1/T, la fréquence instantanée des combustions et fr est la fréquence de résonance en torsion de la liaison vilebrequin/volant d'inertie. Pour mettre en oeuvre cette correction dans le cadre de la présente invention, la mémoire 56 contiendra le terme constant fr et l'étage de calcul 54 calculera fi = 1/T puis z = (fi/fr)2 puis Ac = A(1 z) puis finalement la valeur recherchée Cg = AC.K/T3 + B/T21 laquelle sera dans ce cas à la fois valable à bas et à haut régimes du moteur et corrigé des perturbations à basses fréquences.

La description qui précède concerne le dispositif de mesure de couple par calcul simplifié, décrit dans la demande de brevet déposée ce jour par la demanderesse intitulée "Procédé et dispositif de mesure du couple d'un moteur thermique à combustion interne".

Selon la présente invention, la forme de réalisation représentée à la figure 1 comporte, en outre, un capteur 58 de pression atmosphérique Pa, un capteur 60 de pression Pc dans le collecteur d'admission d'air, et une mémoire-tampon 62 à laquelle sont appliquées les données produites par les capteurs de pression 58-60.

Ces deux capteurs de pression seront par exemple du type à jauges de contrainte diffusées dans une pastille de silicium. Ils produisent tout d'abord une grandeur analogique représentative de la pression mesurée. Cette grandeur est ensuite convertie en une valeur numérique par un convertisseur analogique/numérique incorporé avant d'être appliquée à la mémoire-tampon 62. Cette mémoire-tampon 62 est adaptée à détenir à tout instant trois mesures successives de la pression Pc, faites au cours de trois intervalles de combustion successifs.

Ces mesures sont la dernière reçue Pc (n) et les deux précédentes Pc (n-l) et Pc(n~2), chaque mesure étant identifiée par son rang n, (n-l) ou (n-2). La mémoiretampon 62 est placée sous le contrôle d'un étage de calcul 64 auquel elle communique les quatre données de pression qu'elle détient. L'étage de calcul 64 est adapté à calculer le terme H, -G.RN.(Pc(,,2) +Pc(n-l)) + a (Pc(n2) - Pa) à partir de trois des quatre données de pression cidessus et de trois constantes 6, RN et a stockées dans une mémoire permanente 66. Les valeurs de ces constantes ont été indiquées plus haut.

Un dernier étage de calcul 68 reçoit, d'une part, la valeur CgCl produite par l'étage de calcul 54 et, d'autre part, la valeur du terme Hn, calculée par l'étage de calcul 64 ainsi qu'une constante h également stockée dans la mémoire 66. L'étage de calcul 68 est adapté à calculer la valeur recherchée Cgcn2 selon la relation CgCn2 = h-Cgcn1 + Hn
Comme cela a été indiqué plus haut, la grandeur Cgcn2 ainsi obtenue est la valeur numérique totalement corrigée du couple d'un moteur thermique à combustion interne, du type à quatre temps, quatre cylindres et à injection, qui fonctionne à bas et haut régimes, cette valeur étant, en effet, en outre corrigée des perturbations à basse fréquence affectant le moteur ainsi que des erreurs occasionnées par les conditions particulières des combustions dans le moteur (taux de recirculation des gaz d'échappement, taux de gaz résiduels, excès de comburant et régimes transitoires).

Comme cela a été indiqué plus haut, l'invention peut être mise en oeuvre à partir d'une mesure de débit d'air dans le collecteur, en lieu et place d'une mesure de pression. Les moyens particuliers de mise en oeuvre de cette variante sont représentés à la figure 2.

Selon la figure 2, un capteur de débit massique 70 est placé dans le collecteur d'admission d'air. Ce capteur 70 sera par exemple du type à fil chaud ou à lame élastique encastrée à une extrémité. Les éléments sensibles de ces capteurs sont montés en pont, de manière à produire tout d'abord un signal analogique qu'un convertisseur analogique/numérique incorporé transforme ensuite en grandeur numérique. Cette grandeur numérique est appliquée à une mémoire-tampon 72, laquelle est adaptée à détenir à tout moment trois données Dn, Dn~1 et Dn2 représentatives respectivement des débits d'air dans le collecteur d'admission, au cours de l'intervalle de combustion de rang n en cours d'analyse et des deux intervalles de combustion le précédant dans le temps.Les données stockées dans la mémoire-tampon 72 sont appliquées à un étage de calcul 74 recevant par ailleurs de la mémoire-tampon 44, la période T de l'intervalle de combustion en cours d'analyse (cette période est pratiquement constante au cours des trois périodes successives concernées).

L'étage de calcul 74 est adapté à calculer successivement les termes (Dnî.T) et (Dn2.T) et à les appliquer à une mémoire-tampon 76. Ces deux derniers termes sont respectivement Mnî et Mn~2 comme cela a été indiqué plus haut (en rappelant que T = 1/2N). Par ailleurs, la donnée Dn2 stockée dans la mémoire-tampon 72 est appliquée à un étage de calcul 78 adapté à calculer (Dn-2.T - M0) à partir de Dn-2 et de M0, la masse d'air introduite dans un cylindre pour un papillon à pleine ouverture, qui est une constante mesurée, stockée dans une mémoire permanente 80. Le terme (Dn-2.T - M0) ainsi calculé est Cp(n-2). Ce terme est ensuite appliqué à une mémoire-tampon 82.

Dans une mémoire permanente 84 sont stockées les termes constants 6, a et h définis plus haut. Les termes (Dn-1.T) et Dn-2.T) stockés dans la mémoire-tampon 76, le terme (Dn-2.T - M0) stocké dans la mémoire-tampon 82 et les constantes 6 et a stockées dans la mémoire permanente 84 sont appliqués à l'étage de calcul 86 adapté à élaborer le terme H n visé ci-dessus. Dans cet étage 86, la relation exprimant H n est
Hn = -#.(Dn-1.T + Dn-2.T) + α(Dn-2.T - M0).

Cette relation est équivalente à celle utilisée plus haut à partir de données représentatives des pressions dans le collecteur d'air et de la pression atmosphérique.

Au cours de la période d'analyse de rang (n-2), on produit des données Pc (n-2) ou D (n-2) permettant, d'une part, de calculer le couple de pompage Cp (n-2) du cylindre qui sera en détente pendant la période d'analyse de rang n et d'autre part, la masse d'air M (n-2) qui participera à la combustion effectuée pendant cette période de rang n. Au cours de la période d'analyse de rang (n-l), on produit des données Pc(n-l) ou D (n-l) permettant de calculer le couple de compression du cylindre en compression pendant la période d'analyse de rang n, qui sera en détente pendant la période d'analyse de rang (n+l), ce couple de compression étant proportionnel à M(n~1).

Ces couples de pompage puis de compression et cette masse d'air participant à la combustion au cours de la période d'analyse de rang n sont directement dépendantes des conditions particulières des combustions. Leur prise en compte permet de corriger les effets sur Cg du taux de recirculation des gaz d'échappement, du taux de gaz brûlés résiduels, de l'excès de carburant et des régimes transitoires du moteur.

L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits. A titre de variante, on pourra calculer Cg à partir de la relation générale définissant K, au lieu de la relation simplifiée mise en oeuvre dans l'exemple décrit. De même, on pourra dans certains cas, ne pas faire intervenir les corrections à l'égard des perturbations à basse fréquence et/ou celles concernant les hauts régimes du moteur. Par ailleurs, pour tenir compte des variations limitées du coefficient de remplissage des cylindres en fonction de la vitesse de rotation du moteur, un circuit de correction recevant la valeur moyenne R de ce coefficient et la période des combustions T pourra être prévu qui produira RN à partir d'une cartographie déterminée par l'expérience.

Un tel circuit sera placé entre la mémoire 66 et l'étage de calcul 64.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour produire une valeur numérique Cg représentative du couple gaz moyen, engendré par chaque combustion du mélange gazeux dans les quatre cylindres d'un moteur thermique à quatre temps, et corrigé des influences des conditions particulières de ces combustions, ledit moteur comprenant - des repères de mesure (14, 16) disposés sur une

couronne (12) solidaire du volant d'inertie du moteur

ou de son vilebrequin - des moyens (18, 20) pour définir au moins une

référence d'indexation des repères - un capteur (22) de défilement des repères (14, 16),

monté fixe au voisinage de la couronne (12) ; - ledit procédé consistant à

- produire (26, 30) une valeur numérique primaire di

représentative de la durée instantanée de défilement

devant le capteur (22) de chacun des repères (14,

16) ;;

- élaborer (42), à partir des valeurs numériques

primaires di, une première valeur numérique

secondaire T représentative de la durée totale de

défilement devant le capteur (22) de chaque série de

m repères définissant l'intervalle angulaire des

combustions dans le moteur

- élaborer (46) une seconde valeur numérique

secondaire K, représentative de la projection sur la

ligne de référence de phase des repères (18, 20)

correspondant à l'origine des périodes angulaires des

combustions, de l'amplitude de la composante

alternative desdites durées instantanées di à la

fréquence des combustions dans le moteur ;; - élaborer (54) une valeur numérique intermédiaire Cg à

partir de la relation Cg = A.K/T3 + B/T21 dans

laquelle A et B (56) sont des constantes déterminées

expérimentalement - ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste

également à

- mesurer (58 - 60 - 70), notamment dans le

collecteur d'admission d'air du moteur, les

paramètres physiques permettant de déterminer la

masse d'air M (64 - 74) pompée dans un cylindre au

cours de la période de combustion d'un autre

cylindre, ainsi que le couple de pompage Cp (64 - 78)

nécessaire à cet effet,

- mémoriser (62 - 72) les valeurs de ces paramètres

physiques ou celles des grandeurs M et Cp, pendant

les deux périodes de combustion suivantes,

- combiner (68 - 86) les données ainsi mémorisées

pour produire un terme H n de correction du couple Cg

afférent à la période de combustion de rang n selon

la relation H n = -6(Mn-2 + M n-i) + a.Cp(n-2) r dans

laquelle 6 et a sont des constantes dépendant du type

de moteur ;

- calculer (68) le couple gaz moyen corrigé, engendré

au cours de la période de combustion de rang n, selon

la relation Cgcn = h.Cgn + H n dans laquelle h est une

constante d'étalonnage dépendant du type de moteur.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que - déterminer la masse d'air M consiste à mesurer (60)

la pression Pc dans le collecteur d'admission d'air

du moteur et à calculer (64) M selon la relation

M = Pc.RN dans laquelle RN est le coefficient,

sensiblement constant en fonction de la vitesse N du

moteur, de remplissage des cylindres du moteur - déterminer le couple de pompage Cp consiste à mesurer

(58) la pression atmosphérique Pa et à calculer (64)

Cp selon la relation Cp = (Pc - Pa).

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce

que - déterminer la masse d'air M consiste à mesurer (70)

le débit massique D de l'air dans le collecteur et à

calculer (74) M selon la relation M = D.T, dans

laquelle T est la période des combustions, - déterminer le couple de pompage Cp consiste à

calculer (78) Cp selon la relation Cp = (D.T - Mg)

dans laquelle Mg est la masse d'air introduite dans

un cylindre pour un papillon à pleine ouverture.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le terme K de la relation définissant Cg est

5. Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3, caractérisé en ce que le terme K de la relation définissant Cg est obtenu par la mise en oeuvre des étapes ci-après

- établir un horizon de mesure au moins égal à

l'intervalle angulaire entre deux explosions

consécutives dans le moteur et diviser cet horizon de

mesure en un nombre relativement petit de paquets de repères - calculer (36) les durées de défilement de chacun de ces paquets devant le capteur (22) et leur affecter un rang dans chaque horizon de mesure.

- combiner ensemble, par addition et soustraction (46), un nombre donné de durées ayant des rangs déterminés, de manière à produire une grandeur Q ayant une valeur moyenne nulle et une réponse fréquentielle non-nulle à la fréquence d'analyse des explosions du moteur; - déterminer une constante de pondération p telle que le terme K = p.Q obtenu par un calcul simplifié ait une réponse fréquentielle au moins pour ladite fréquence d'analyse et pour la combinaison des durées retenue pour exprimer Q, identique à celle obtenue pour un terme

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valeur angulaire de chaque paquet de repères est o/6.

7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour produire un terme Kc = p.Qc corrigé des perturbations à basse fréquence affectant le moteur, chaque paquet de repères mesure r/6, la constante p = o/2ç3 et la valeur du terme Q ainsi corrigé est

Qc = (2duo - duel - du2 - du3 - du+l + 2du5), avec du,l et du+1, les durées respectives de défilement des paquets disposés à un instant donné de part et d'autre dudit intervalle angulaire.

8. Dispositif pour produire une valeur numérique Cg représentative du couple gaz moyen engendré par chaque combustion du mélange gazeux dans les quatre cylindres d'un moteur thermique à quatre temps fonctionnant à bas régime, ladite valeur étant corrigée des influences des conditions particulières de ces combustions, - ledit moteur comprenant

- des repères de mesure (14, 16) disposés sur une

couronne (12) solidaire du volant d'inertie ou du

vilebrequin,

- des moyens (18, 20) pour définir au moins une

référence d'indexation des repères

- un capteur (22) de défilement des repères (14, 16)

monté fixe au voisinage de la couronne (12) - ledit dispositif étant du genre comprenant

- des moyens de calcul (30) pour produire une valeur

numérique primaire di représentative de la durée

instantanée de défilement devant le capteur (22) de

chacun des repères (14, 16)

- des moyens de calcul (42) pour élaborer à partir

des valeurs numériques primaires di une première

valeur numérique secondaire T représentative de la

durée totale de défilement devant le capteur (22) de

chaque série de m repères définissant l'intervalle

angulaire séparant deux combustions consécutives dans

le moteur ;;

- des moyens de calcul (46) pour élaborer une seconde

valeur numérique K représentative de la projection,

sur la ligne de référence de phase des repères (18,

20) correspondant à l'origine des périodes angulaires

des combustions, de l'amplitude de la composante

alternative des durées instantanées di de défilement

des repères (14, 16) devant le capteur (22) à la

fréquence des combustions dans le moteur,

- des moyens de calcul (54) pour élaborer une valeur

numérique intermédiaire Cg à partir de la relation

Cg = A.K/T3 + B/T2 dans laquelle A et B sont des

constantes expérimentalement déterminées, contenues

dans une mémoire (56) - caractérisé en ce qu'il comprend également

- des moyens (60 - 62 - 64 ou 70 - 72 - 74) incluant

des capteurs (60 - 70) installés dans le collecteur

d'admission d'air, pour déterminer la masse d'air M

pompée dans un cylindre au cours de la période de

combustion d'un autre cylindre,

- des moyens (58 - 60 - 62 - 64 ou 70 - 72 - 78) pour

déterminer le couple de pompage Cp nécessaire à cet

effet ;

- des moyens pour mémoriser (62 ou 72 - 76 - 82) les

données M et Cp ou les éléments constitutifs de ces

données pendant les deux périodes de combustion

suivantes,

- des moyens (64 ou 86) pour combiner ces données ou

leurs éléments constitutifs pour produire en terme

H n de correction du couple Cg afférent à la période

de combustion de rang n selon la relation

Hn 6(Mn-2 + Mn-l) + a.Cpn~2 dans laquelle s et

a sont des constantes dépendantes du type de moteur,

- des moyens de calcul (68) pour calculer le couple

gaz moyen corrigé, engendré au cours de la période de

combustion de rang n, selon la relation

CgCn = h.Cgn + Hn, dans laquelle h est une constante

d'étalonnage dépendant du type de moteur.

mémoire permanente (66 ou 84).

- les constantes 6, a et h étant stockées dans une

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend - un capteur de pression (60) disposé dans le

collecteur d'admission d'air du moteur, produisant

une grandeur Pc, - un capteur de pression (58) disposé de manière à

mesurer la pression atmosphérique, produisant une

grandeur Pa, - une mémoire-tampon (62) adaptée à mémoriser la

grandeur Pa et les grandeurs Pc(n~2), Pc(n-l) et Pc n

mesurées au cours de la période de combustion de rang

n et des deux périodes précédentes, - des moyens de calcul (64) pour calculer le terme Hn

selon la relation

Hn = - #.RN.(Pc(n-2) + Pc(n-1)) + α;.(Pc(n-2) - Pa)

dans laquelle RN est le coefficient de remplissage

des cylindres du moteur stocké dans une mémoire

permanente (66), le cas échéant corrigé des

variations limitées apportées par la vitesse N de

rotation du moteur.

10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend - un capteur de débit massique (70) installé dans le

collecteur d'admission d'air du moteur, produisant

une grandeur D, - une mémoire-tampon (72) adaptée à mémoriser les

grandeurs Dn2, Dn-1 et Dn produites au cours de la

période de combustion de rang n et des deux périodes

précédentes, - des moyens (74) pour calculer les masses d'air Mn-2,

Mnî et M n selon la relation M = D.T dans laquelle T

est la période des combustions contenue dans la

mémoire-tampon (44), - une mémoire-tampon (76) pour mémoriser un moment ces

trois masses d'air Mn-2, Mn-1 et Mn, - des moyens (78) pour calculer le couple de pompage

Cp(n~2) selon la relation Cp = (D.T - Mo) dans

laquelle Mg est la masse d'air introduite dans un

cylindre pour un papillon à pleine ouverture, stockée

dans une mémoire permanente (80).

11. Dispositif selon l'une des revendications 8, 9 ou 10, caractérisé en ce que les moyens pour déterminer le terme K de la relation définissant le couple Cg comprennent

- des moyens de traitement et de calcul (36) pour

établir un horizon de mesure au moins égal audit

intervalle angulaire, pour diviser cet horizon de

mesure en un nombre pair relativement petit de

paquets de repères, pour calculer les durées de

défilement de chacun de ces paquets devant le capteur

(22) et pour leur affecter un rang dans chaque

horizon de mesure ;

- des moyens de calcul (46) pour combiner ensemble,

par addition et soustraction, un nombre pair, au

moins égal à quatre, de durées de paquets ayant des

rangs déterminés, de manière à produire une grandeur

Q ayant une valeur moyenne nulle et une réponse

fréquentielle non-nulle à la fréquence d'analyse des

explosions du moteur ;;

- des moyens de calcul (50) pour produire un terme

K = p.Q à partir de la valeur Q précédemment calculée

et d'un coefficient de pondération p déterminé

expérimentalement et stocké dans une mémoire (52), la

valeur de p et la combinaison des durées retenue pour

exprimer Q ayant été déterminées de manière que le

terme K ainsi obtenu par un calcul simplifié ait une

réponse fréquentielle, au moins pour ladite fréquence d'analyse, identique à celle obtenue pour un terme K calculé à partir de la relation

12.Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que, pour produire une valeur numérique Cg corrigée de l'influence des conditions particulières de combustion du mélange gazeux dans les cylindres d'un moteur thermique fonctionnant à bas et à haut régimes, - la mémoire (56) contient, outre les constantes A et

B, une constante fr définie par la fréquence de

résonance en torsion de la liaison vilebrequin/volant

d'inertie du moteur - les moyens de calcul (54) sont en outre adaptés à

calculer la fréquence instantanée des explosions

fi = 1/T, à calculer un facteur de correction

z = (fi/fr)2 puis une constante A corrigée

A c = A(1 - z) avant de procéder au calcul de la

valeur Cg corrigée selon la relation

Cg = AC.K/T3 + B/T2.

13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que, pour produire un terme Q également corrigé des perturbations à basse fréquence affectant le moteur, - les moyens de traitement de calcul (36) sont adaptés

à établir un horizon de mesure s'étendant de part et

d'autre de l'intervalle angulaire des explosions, à

constituer dans cet intervalle six paquets de repères

de durées égales référencées du0, ..., du5 et en-deçà

et au-delà respectivement de cet intervalle, deux

paquets complémentaires de même longueur que les

autres références duel et du+1 et à mesurer les

durées de ces huit paquets puis à les adresser à une

mémoire-tampon (38) en même temps que les références

de leur rang dans l'horizon de mesure ; ; - les moyens de calcul (46) sont adaptés à calculer la

valeur corrigée du terme Q selon la relation Qc = 2du0 - du-1 - du2 - du3 - du+1 + 2du5 ; - la mémoire (52) contient une constante de pondération p = #/2#3.