FR2749885A1 - Procede pour produire un signal de synchronisation permettant le pilotage d'un systeme d'injection electronique d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Procédé pour produire un signal de synchronisation pour un moteur à combustion interne à injection multipoint séquentielle phasée, le moteur comportant un capteur vilebrequin pour fournir le repérage des passages au Point Mort Haut pour chacun des cylindres et un système de mesure du couple gaz produit par chaque combustion, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - modification de l'injection pour un cylindre donné de référence; - repérage de l'altération consécutive du couple gaz pour ledit cylindre de référence; - comparaison des instants d'arrêt de l'injection et de détection de l'altération du couple, et - identification de l'instant de passage au Point Mort Haut Admission pour le cyclindre de référence.

Description

PROCEDE POUR PRODUIRE UN SIGNAL DE
SYNCHRONISATION PERMETTANT LE PILOTAGE D'UN
SYSTEME D'INJECTION ELECTRONIOUE D'UN MOTEUR A
COMBUSTION INTERNE
La présente invention concerne un procédé permettant de générer un signal de synchronisation, représentatif du déroulement du cycle de fonctionnement d'un moteur à combustion interne à quatre temps, du type multicylindre et muni d'une injection électronique de carburant multipoint séquentielle phasée, destiné à équiper un véhicule automobile ou routier.

L'invention concerne plus précisément un procédé pour générer un signal permettant 5 le suivi du déroulement du cycle de fonctionnement dans chacun des différents cylindres du moteur et en particulier le repérage d'un instant prédéterminé du cycle tel que le passage au Point Mort Haut
Admission ou encore au Point Mort Bas Admission et ce, de façon à phaser précisément l'injection du carburant.

Dans le but d'améliorer le fonctionnement des moteurs à combustion interne tant du point de vue des performances que du point de vue de l'émission de polluants, de nombreux systèmes d'injection de carburant ont été développés. Parmi ceux-ci, on peut citer les systèmes d'injection indirecte multipoint à commande électronique, comme le système RENIX ou comme le système L(ou LH)-Jetronic commercialisé par la société
BOSCH.

Une des caractéristiques importantes de l'injection électronique multipoint est son fonctionnement intermittent, les injecteurs sont en effet actionnés périodiquement : au moins une fois par cycle moteur, soit encore dans le cas d'un moteur à quatre temps une fois pendant deux tours vilebrequin ou 720" d'angle. Deux modes d'ouverture des injecteurs ont été développés l'actionnement simultané et l'actionnement séquentiel.

L'injection simultanée, ou Full-Group, consiste à injecter la quantité de carburant, déterminée par le dispositif électronique de contrôle, en faisant fonctionner tous les injecteurs en même temps. L'actionnement des injecteurs peut s'opérer une fois par cycle (une injection tous les deux tours de vilebrequin) ou deux fois par cycle (une injection par tour de vilebrequin). Cette dernière solution simplifie l'organisation du dispositif électronique de contrôle qui pilote les injecteurs : un seul étage de commande est nécessaire.

Cependant le mode de fonctionnement Full-Group présente l'inconvénient d'injecter le carburant alors qu'il y a toujours une soupape d'admission en position ouverte. Or, l'expérience montre que l'injection quand il y a une soupape ouverte n'est pas souhaitable parce qu'elle entraîne une augmentation des émissions de polluants : le carburant injecté vient mouiller la bougie et provoque une mauvaise initiation de la combustion.

L'injection séquentielle consiste à injecter la quantité de carburant en actionnant successivement et dans un ordre donné, les différents injecteurs de façon à injecter dans chaque cylindre au mieux par rapport à la phase d'admission correspondante. L'injection séquentielle est de préférence phasée de façon à ce que ltouverture de chaque injecteur se termine avant l'ouverture de la soupape d'admission du cylindre correspondant, ouverture qui débute juste avant le passage au Point Mort Haut Admission du cylindre correspondant.

L'injection séquentielle phasée donne d'excellents résultats en terme de dépollution. En effet, I'injection séquentielle phasée permet, en contrôlant précisément l'instant d'injection cylindre par cylindre, de supprimer dans la quasi-totalité des conditions de fonctionnement du moteur, l'injection directe du carburant dans un cylindre par la soupape ouverte.

Toutefois, les systèmes d'injection électronique multipoint séquentielle phasée présentent l'inconvénient d'engendrer un surcoût important par rapport à une installation classique d'injection électronique de type "Full
Group" où tous les injecteurs sont activés simultanément.

En effet, les systèmes d'injection séquentielle phasée ont notamment besoin de disposer de moyens de repérage très précis du déroulement du cycle moteur dans chacun des cylindres, pour permettre à la centrale électronique de contrôle moteur de calculer et de commander le débit de chaque injecteur à un moment adéquat prédéterminé, en dehors de la période d'ouverture de la soupape correspondante.

Il est d'usage, comme cela est divulgué dans la demande de brevet français
FR-A-2.441.829, de repérer, sur un disque (ou cible) solidaire du vilebrequin, les zones de position angulaire correspondantes à une phase déterminée de la course des différents pistons. Le disque présente des éléments de repérage disposés le long de sa périphérie, telles que des dents de longueur différente, et qui en passant devant un organe récepteur fixe, génèrent des impulsions électriques permettant de produire un signal repérant le passage à la position Point Mort Haut d'un piston déterminé.

Un tel dispositif de repérage s'avère toutefois insuffisant pour effectuer le pilotage d'une injection séquentielle phasée. En effet, pour un moteur à combustion interne à quatre temps, le vilebrequin exécute deux tours complets (ou 720" d'angle), avant qu'un piston donné se retrouve dans la même position de fonctionnement dans le cycle moteur. Il en résulte qu'à partir de la seule observation de la rotation de la cible solidaire du vilebrequin, il n'est, a priori, pas possible de fournir une information sur chaque cylindre sans une indétermination de deux temps moteur dans le cycle (le repérage de la position Point Mort Haut recouvrant aussi bien la phase Admission que la phase Détente).

La détermination précise de la position de chaque cylindre dans le cycle ne pouvant pas être déduite de la seule observation de la position du vilebrequin, la recherche d'informations complémentaires est donc nécessaire pour savoir si le cylindre est dans la première ou dans la seconde moitié du cycle moteur (phases Admission puis Compression durant le premier tour vilebrequin, phases Détente puis Echappement lors du second tour).

Afin d'obtenir de telles informations complémentaires, on utilise classiquement des éléments de repérage portés par un disque émetteur qui tourne deux fois moins vite que le vilebrequin. A cet effet, on peut disposer ce disque émetteur sur l'arbre à cames ou bien sur l'arbre du répartiteur d'allumage qui est entraîné par l'intermédiaire d'un réducteur de rapport 1/2 à partir du vilebrequin.

Classiquement donc, L'arbre à cames (ou encore la poulie d'entraînement de l'arbre à cames) est équipé d'une cible portant un repère qui coopère avec un capteur fixe pour délivrer un signal fréquentiel valant " 1 " pendant la première moitié du cycle et "0" pendant la seconde moitié. C'est la combinaison des signaux issus du capteur vilebrequin et du capteur arbre à cames qui permet au système de piloter une injection séquentielle phasée.

De tels systèmes de repérage angulaire utilisant à la fois un capteur vilebrequin et un capteur arbre à cames sont relativement encombrants, coûteux et d'un montage délicat. En outre, dans le cas où l'un des capteurs tombe en panne, c'est-à-dire en mode de fonctionnement dégradé du moteur, les systèmes de mesure classiques ne permettent pas de fournir suffisamment d'informations au système de pilotage de l'injection électronique du moteur, d'où un risque de dérèglement de cette dernière.

La présente invention a pour objet de pallier aux inconvénients des systèmes de repérage connus, nécessaires à la mise en oeuvre des systèmes d'injection séquentielle phasée, proposant un procédé de repérage simple et efficace qui ne nécessite aucun capteur de position spécifique en dehors de celui qui sert à repérer la position angulaire du vilebrequin.

Le procédé pour produire un signal de synchronisation, selon l'invention, concerne un système électronique de contrôle coopérant avec un moteur à combustion interne multicylindre fonctionnant selon un cycle à quatre temps, ce moteur étant plus particulièrement destiné à équiper un véhicule automobile. Ce signal de synchronisation destiné notamment au phasage de l'injection, permet le repérage d'un instant prédéterminé dans le déroulement du cycle moteur dans chacun des cylindres du moteur, tel que le passage au Point Mort Haut Admission (ou encore le passage au Point
Mort Bas Admission, etc.). Le système électronique de contrôle gérant les conditions de combustion dans chacun des cylindres du moteur à partir de stratégies adaptées exploitant les informations transmises par des moyens de mesure correspondants permettant de surveiller le fonctionnement du moteur et notamment des moyens de mesure fournissant un signal permettant de suivre la qualité des combustions ainsi qu'un capteur de position coopérant avec une couronne dentée portée par le vilebrequin du moteur adressant au système électronique de contrôle un signal correspondant au défilement des dents de la couronne qui après traitement permet de générer un signal de repérage des passages successifs au Point
Mort Haut des cylindres du moteur.

Selon l'invention le procédé pour produire un signal de synchronisation est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes
a) suivi des conditions de fonctionnement du moteur et lorsque des conditions prédéterminées sont réunies
b) modification d'au moins un facteur régissant la combustion dans un cylindre donné de référence de façon à provoquer une altération contrôlée de la combustion qui n'engendre aucun à-coup perceptible par le conducteur;
c) détection, grâce au signal permettant de suivre la qualité des combustions d'une altération de la qualité de la combustion dans le cylindre de référence consécutive à la modification opérée à l'étape précédente, et de l'instant de survenue de l'altération;
d) détermination du délai d'apparition de l'altération de la combustion pour le cylindre de référence séparant la modification du facteur régissant la combustion et la détection de l'altération qui en résulte, et identification de l'instant prédéterminé, servant de repère, dans le déroulement du cycle de fonctionnement moteur pour le cylindre de référence;
e) élaboration du signal de synchronisation, ce signal de synchronisation étant initialisé à l'instant prédéterminé dans le déroulement du cycle moteur dans le cylindre de référence identifié à l'étape précédente puis étant ensuite phasé avec le signal de repérage des passages au Point
Mort Haut en suivant l'ordre de succession des combustions dans les cylindres.

Conformément à l'invention, le procédé d'élaboration d'un signal de synchronisation est basé sur le principe de l'action et de la réaction.

L'action consiste à créer une modification des paramètres de combustion ou "défaut" sur un injecteur ou une bougie à un moment précis (appauvrissement ou enrichissement d'un cylindre ; sous avance ou sur avance appliquée sur un cylindre). Cette action est soigneusement choisie pour ne pas être ressentie par le conducteur et notamment donc pour ne pas provoquer d'à-coup dans le fonctionnement du moteur.

La réaction du moteur au "défaut" ainsi créé se traduit par une modification du niveau de la combustion repérable par exemple par une chute ou une augmentation du couple gaz qui peut avoir des incidences sur le régime ou la pression d'admission en fonction du mode de fonctionnement du moteur.

Le délai d'apparition de la singularité sur le paramètre moteur observé (couple gaz, régime, pression collecteur ou encore sonde de richesse) ainsi que la valeur de la singularité par rapport à la moyenne du paramètre, permettent alors d'opérer le détrompage cylindre c'est-à-dire en déduire la survenue de l'instant prédéterminé dans le déroulement du cycle moteur dans le cylindre de référence servant à initialiser le signal de synchronisation.

Selon une autre caractéristique du procédé pour produire un signal de synchronisation objet de la présente invention, les conditions prédéterminées requises pour opérer l'altération de la combustion incluent des conditions sur les paramètres agissant sur le fonctionnement du moteur de façon que l'altération de la combustion produite dans le cylindre de référence ne puisse pas être ressentie par le conducteur, lesdites conditions étant par exemple le passage du rapport de transmission au-dessus d'une valeur prédéterminée et/ou le maintien du régime de rotation moteur ou encore de la pression d'admission dans des plages de valeurs prédéterminées.

Selon une autre caractéristique du procédé pour produire un signal de synchronisation objet de la présente invention, les conditions prédéterminées requises pour opérer l'altération de la combustion incluent également des conditions de stabilité de tout ou partie des paramètres agissant sur la qualité des combustions du moteur, tels que le régime de rotation du moteur, ou l'avance à l'allumage, ou la pression d'admission, ou encore l'état stable des consommateurs électriques du véhicule.

Selon une autre caractéristique du procédé pour produire un signal de synchronisation objet de la présente invention, l'altération de la combustion est opérée par une modification prédéterminée de la valeur de la richesse du mélange carburé admis dans le cylindre donné de référence.

Selon une autre caractéristique du procédé pour produire un signal de synchronisation objet de la présente invention, la modification prédéterminée de la valeur de la richesse consiste en une diminution de cette dernière, cette diminution étant adaptée suivant les conditions de fonctionnement du moteur et notamment selon la pression de l'air d'admission, de façon à produire une altération de la combustion qui soit sensiblement identique quel que soit le point de fonctionnement du moteur.

Selon une autre caractéristique du procédé pour produire un signal de synchronisation objet de la présente invention, l'altération de la combustion est opérée par une modification correspondante de la quantité de carburant injectée pour le cylindre donné de référence, la modification étant réalisée par application dans la formule de calcul du temps d'injection d'un coefficient correcteur multiplicatif cartographié suivant les conditions de fonctionnement moteur, ledit coefficient étant compris de préférence entre 0,7 et 0,9.

Selon une autre caractéristique du procédé pour produire un signal de synchronisation objet de la présente invention, I'injection de la quantité de carburant modifiée est opérée sur un seul cycle moteur et dans un seul tour vilebrequin.

Selon une autre caractéristique du procédé pour produire un signal de synchronisation objet de la présente invention, les étapes de détection et de détermination du délai d'apparition de l'altération de la combustion pour le cylindre de référence consistent
à comparer les valeurs du signal permettant de suivre la qualité des combustions par les moyens de mesure au cinquième et au septième demi-tours suivant le Point Mort Haut débutant le tour où est opéré l'injection de la quantité de carburant modifiée
et, à déduire de la valeur et du signe de la différence entre ces deux valeurs, L'instant prédéterminé dans le déroulement du cycle pour le cylindre de référence.

Selon une autre caractéristique du procédé pour produire un signal de synchronisation objet de la présente invention, le signal permettant de suivre la qualité des combustions dans le cylindre de référence exploite une grandeur représentative du couple gaz moyen généré par chacune des combustions du moteur.

Selon une autre caractéristique du procédé pour produire un signal de synchronisation objet de la présente invention, la grandeur représentative du couple gaz moyen peut être obtenue par des moyens d'analyse du régime instantané de rotation du moteur, ou bien par des moyens d'analyse de la pression de l'air d'admission, ou bien encore par des moyens d'analyse de la composition des gaz d'échappement.

On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après de modes de réalisation de l'invention appliqués à un moteur quatre temps et quatre cylindres, ces modes de réalisation étant donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant notamment aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique du dispositif de contrôle moteur intégrant le procédé objet de la présente invention
La figure 2 présente les différents chronogrammes caractérisant le procédé objet de la présente invention la figure 3 est un bloc diagramme détaillant les différentes étapes du procédé objet de l'invention.

En se reportant sur la figure 1, on voit, présentée de façon simplifiée, la configuration d'un système de contrôle moteur mettant en oeuvre le procédé permettant de générer le signal de synchronisation objet de la présente invention. Seules les parties constitutives nécessaires à la compréhension de l'invention ont été montrées.

Le moteur à combustion interne, qui est référencé 1, est plus particulièrement destiné à équiper un véhicule automobile ou routier. Ce moteur multicylindre à quatre temps est équipé d'un dispositif d'injection du carburant du type multipoint à commande électronique grâce auquel chaque cylindre est alimenté en carburant à partir d'un électro-injecteur 5 spécifique. L'ouverture de chaque électro-injecteur 5 est commandée par le système électronique de contrôle moteur 7, qui ajuste la quantité de carburant injectée et l'instant d'injection dans le cycle suivant les conditions de fonctionnement du moteur, de façon à asservir précisément la richesse du mélange combustible air-carburant admis dans les cylindres à une valeur de consigne prédéterminée.

Le système électronique de contrôle moteur 7 comprend classiquement un microprocesseur (CPU), des mémoires vives (RAM), des mémoires mortes (ROM), ainsi que des convertisseurs analogiques-numériques (A/D), et différentes interfaces d'entrées et de sorties. Le microprocesseur comporte des circuits électroniques et des logiciels appropriés pour traiter les signaux en provenance de capteurs adaptés, déterminer les états du moteur et mettre en oeuvre des opérations prédéfinies afin de générer des signaux de commande à destination notamment des injecteurs (et des bobines d'allumage dans le cas d'un moteur à allumage commandé) de façon à gérer au mieux les conditions de combustion dans les cylindres du moteur. Le système électronique de contrôle moteur 7 est plus particulièrement destiné à opérer une injection indirecte de carburant de type séquentielle phasée qui consiste à déclencher isolément chaque injecteur 5 de façon que l'injection de carburant soit terminée avant l'ouverture de la ou des soupapes d'admission correspondantes.

Parmi les signaux d'entrée du microprocesseur figurent notamment ceux adressés par un capteur vilebrequin 22. Ce capteur 22, du type par exemple à réluctance variable, est monté fixe sur le bâti du moteur pour être positionné devant une couronne de mesure 12 solidaire du volant d'inertie fixé à une extrémité du vilebrequin. Cette couronne 12 est munie à sa périphérie d'une succession de dents et de creux identiques à l'exception d'une dent qui a été supprimée de façon à définir un repère absolu permettant de déduire l'instant de passage au Point Mort Haut d'un cylindre donné de référence, en l'occurrence le cylindre n"l. Le capteur 22 délivre un signal Dn correspondant au défilement des dents de la couronne 12, signal qui après traitement permet de générer un signal PMH à chaque demi-tour vilebrequin permettant le repérage des passages au
Point Mort Haut alternativement des cylindres ne1,4 et n02,3. I1 est à noter que, dans l'exemple représenté d'un moteur à quatre cylindres en ligne, présentant un ordre d'allumage selon la séquence 1-3-4-2, les cylindres n"l et n"4 (resp. n"2 et n03) passent simultanément à la position
Point Mort Haut mais à des phases différentes du cycle moteur, l'un entrant en phase Admission et l'autre en phase Détente.

Le traitement du signal Dn émis par le capteur 22 permet également de mesurer la vitesse de défilement des dents de la couronne 12, et ainsi d'obtenir le régime de rotation instantané du moteur. Ce signal Dn est de plus traité par des moyens décrits ci-après pour produire un signal Cg de mesure du couple gaz engendré par chacune des combustions.

Conformément à la figure 2, le principe du procédé d'élaboration du signal de synchronisation selon l'invention est alors le suivant.

Le repérage de l'instant prédéterminé dans le déroulement du cycle moteur servant au phasage de l'injection de chacun des cylindres, qui dans l'exemple illustré est le passage au Point Mort Haut Admission mais qui pourrait être le passage au Point Mort Bas Admission, ou tout autre instant pouvant servir de repère, est opéré à partir d'un signal de synchronisation
NOCYL, signal synchronisé avec le signal PMH et fournissant le repérage du passage au Point Mort Haut Admission de chacun des cylindres du moteur.

Ce signal NOCYL est arbitrairement initialisé à 1 (ou O), à la première détection du passage au Point Mort Haut du cylindre de référence qui est donc considéré arbitrairement comme un Point Mort Haut Admission, puis il est incrémenté (modulo quatre) à chaque passage au Point Mort Haut d'un cylindre dans l'ordre de succession des combustion dans les cylindres.

Compte tenu du choix arbitraire effectué lors de l'initialisation du signal
NOCYL, deux cas de figure se présentent - soit le signal NOCYL est bien phasé, le Point Mort Haut de référence ayant servi à l'initialisation du signal correspondant effectivement à un Point Mort Haut Admission pour le cylindre n l; - soit le signal NOCYL est mal phasé, le Point Mort Haut de référence correspondant à un Point Mort Haut Détente pour le cylindre n"l (et donc un Point Mort Haut Admission pour le cylindre ne4).

Pour lever cette indétermination, le moteur ayant été lancé et fonctionnant dans des conditions prédéterminées de fonctionnement depuis un certain nombre de cycles, on provoque volontairement un "défaut" d'injection sur le cylindre de référence n"l, consistant à réduire de façon prédéterminée la richesse du mélange carburé alimentant ce cylindre pendant un cycle moteur.

Les conditions de fonctionnement requises pour opérer la réduction de la richesse et l'amplitude de cette réduction de richesse sont choisies de façon à limiter l'impact du "défaut" sur le fonctionnement du moteur et éviter tout phénomène d'à-coup du véhicule qui puisse être ressenti par le conducteur, tout en permettant un repérage sûr et incontestable à travers l'analyse du signal Cg de l'altération du couple résultant de la diminution de richesse.

Les conditions de fonctionnement requises pour limiter l'impact sur le fonctionnement du moteur de la variation de richesse, concernent plus particulièrement le rapport de transmission, qui doit se trouver au-dessus d'une valeur prédéterminée, ainsi que les paramètres de fonctionnement du moteur et notamment la pression et le régime qui doivent être dans des plages de valeurs prédéterminées. En effet, plus le rapport de transmission est long et moins l'impact d'une modification de richesse se fait sentir, l'inertie du véhicule filtrant pour le conducteur l'à-coup moteur produit par la brusque variation de richesse sur le cylindre n"l. A l'inverse, plus le rapport est court et moins l'inertie vue du moteur est importante. I1 est donc préférable d'opérer la modification de richesse en dehors des rapports courts que constituent la première ou la marche arrière. D'autre part, à trop faible régime (ralenti) toute modification de richesse a un impact important sur le fonctionnement et la bruyance du moteur, et il en va de même du facteur pression d'admission. Il en résulte l'élaboration de plages de fonctionnement pression-régime, adaptées à chaque type de moteur par des mesures aux bancs d'essai, à l'intérieure desquelles on opère de façon préférentielle la stratégie objet de la présente invention.

Les conditions de fonctionnement requises doivent également permettre un repérage sûr et incontestable de l'altération du couple résultant de la diminution de richesse. Il convient donc que l'altération détectée par l'intermédiaire du signal couple gaz Cg résulte bien de la chute de la richesse générée par la stratégie objet de la présente invention et non du bruit affectant le signal de mesure du couple gaz Cg. Pour ce faire, il est préférable d'attendre un fonctionnement stabilisé du moteur -défini par des conditions de stabilité sur les paramètres agissant directement sur le couple: le régime de rotation du moteur, la pression d'admission, l'avance à l'allumage, et le maintien dans un même état de tous les consommateurs de couple entraînés par le moteur (climatisation, pompe de direction assistée, pare-brise chauffant, etc.). Le critère de stabilité retenu peut être défini par le maintien des valeurs des paramètres sélectionnés à l'intérieur d'une fourchette de valeurs pendant une durée donnée. Les fourchettes de valeurs peuvent être alors fixes ou bien encore données par des tables fonctions des valeurs prises par ces paramètres.

L'amplitude de la diminution de richesse opérée sur le cylindre de référence n"l, est également ajustée suivant les conditions de fonctionnent du moteur pour limiter l'impact du "défaut" sur le fonctionnement du moteur et éviter tout phénomène d'à-coup du véhicule qui puisse être ressenti par le conducteur, tout en permettant un repérage sûr et incontestable à travers l'analyse du signal Cg de l'altération du couple résultant de la diminution de richesse. La variation de richesse étant opérée selon l'exemple illustré par une diminution de la quantité de carburant injectée, diminution effectuée par application d'un coefficient correcteur multiplicatif PARTINJ (compris entre 0 et 1) dans la formule de calcul du temps d'injection du cylindre de référence n"l. I1 en résulte que ce coefficient réducteur PARTINJ est calibré dans une table appropriée dépendant des conditions de fonctionnement du moteur et notamment de la pression d'admission.

De préférence, le coefficient correcteur PARTINJ est choisi de façon que l'altération du couple gaz correspondante soit comprise entre des valeurs de seuil prédéterminées Smin et Smax, Smin correspondant à la valeur minimale en dessous de laquelle la diminution de couple n'est pas discernable du bruit affectant le signal Cg, ce seuil Smin a donc une valeur prédéterminée fonction du niveau de bruit observé et d'une marge réglable, et Smax correspondant à la valeur maximale au-dessus de laquelle la diminution de couple provoque un à-coup. De préférence encore, les valeurs du coefficient correcteur sont choisies pour produire un effet comparable sur toute la plage de pression, ce qui est obtenu en choisissant des valeurs du coefficient PARTINJ (comprises entre 0,5 et 0,95) selon une fonction de la pression d'admission.

La richesse du mélange carburé alimentant le cylindre de référence ayant été réduite de façon prédéterminée pendant un cycle moteur, l'étape suivante du procédé objet de l'invention consiste donc à repérer grâce à des moyens spécifiques de détection, et grâce plus particulièrement au signal Cg, l'incidence sur la valeur du couple gaz de cette brusque diminution de richesse et notamment le moment où le couple gaz s'en trouve affecté. La connaissance du délai d'apparition de l'altération de la valeur de couple gaz séparant l'instant de la modification de la richesse et l'instant de détection de ladite altération de couple qui en résulte, permet de déduire simplement l'instant de passage au Point Mort Haut Admission du cylindre de référence n"l. Dans l'hypothèse où l'altération observée est inférieure à la valeur Smin, on réitère le processus en opérant à nouveau une injection particulière dès que les conditions de fonctionnement du moteur le permettent.

La connaissance du délai séparant la commande d'une injection modifiée et la détection de la chute du couple détermine si le signal NOCYL est bien synchronisé ou non. En effet, la phase de l'injection de carburant est réglée pour que l'injection soit réalisée sur un tour moteur, pendant les phases de Détente et Echappement, et se termine juste avant l'ouverture des soupapes d'admission. Dans le cas où le signal est bien phasé, cinq demi-tours vilebrequin séparent l'injection de la mesure de la chute de couple : deux demi-tours pour l'injection, deux demi-tours pour l'admission et la compression du mélange carburé et un demi-tour (détente) pour mesurer la baisse de couple induit. Dans le cas où le signal
NOCYL est mal phasé, sept demi-tours vilebrequin séparent l'injection de la mesure de la chute de couple : deux demi-tours pour l'injection, deux demi-tours pour la détente et l'échappement du mélange carburé correspondant à l'injection non modifiée du cycle précédent, deux demitours pour l'admission et la compression du mélange carburé correspondant à l'injection partielle et un demi-tour (détente) pour mesurer la chute de couple.

Lorsque la reconnaissance de l'instant de passage au Point Mort Haut
Admission du cylindre synchronisation NOCYL servant au repérage des Points Morts Hauts
Admission des différents cylindres.

La figure 3 décrit par un schéma fonctionnel de type analogique, les différents éléments constitutifs d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention.

Le moteur 1 est donc équipé d'un capteur 22 monté fixe sur le bâti du moteur, ce capteur est associé à une couronne de mesure dentée 12, solidaire du volant d'inertie. La couronne 12 comporte à sa périphérie cinquante huit dents identiques, qui sont séparées par une dent de référence, qui a une largeur triple de celle des autres dents et qui est suivie d'un espace où il manque une dent. Cette dent permet le repérage du passage à la position Point Mort Haut du cylindre de référence n"l (ainsi que du cylindre n"4) et par déduction, après un demi-tour vilebrequin, le repérage du passage à la position Point Mort Haut des cylindres n"2 et n"3.

Le capteur 22 délivre un premier signal Dn représentatif de la rotation de la couronne 22. On en déduit par l'intermédiaire d'un système de traitement du signal 10, un signal PMH caractéristique du passage à la position Point Mort Haut des différents cylindres. Ce signal PMH présente à chaque tour vilebrequin un premier front montant déduit du passage de la dent de référence (la position Point Mort Haut du cylindre n"l correspondant par exemple au front montant de la quinzième dent après la dent manquante) et un second front au passage de la trentième dent suivant le premier front montant (position Point Mort Haut des cylindres n"2 et ne3).

Ce signal PMH alimente un compteur logiciel 224 de type modulo 4 qui s'incrémente à chaque impulsion correspondant au passage d'un cylindre au Point Mort Haut. Lors du démarrage du moteur, le compteur 224 est initialisé, par des moyens adéquats à la valeur "1" dès la première impulsion du signal PMH correspondant au passage de la dent de référence devant le capteur 22.

L'objet de ce compteur 224 est de piloter divers paramètres de contrôle moteur et notamment l'injection du carburant en indiquant en permanence, pendant les phases de fonctionnement du moteur, le numéro de cylindre en phase admission. Pour ce faire, le compteur 224 délivre un signal NOCYL à destination de l'ensemble démultiplexeur 222 qui pilote les différents injecteurs 5.

Ce système démultiplexeur 222 a pour rôle de déterminer en fonction des signaux INJ (en provenance du bloc de calcul du microprocesseur en charge d'élaborer le temps d'injection pour chacun des cylindres à partir des conditions de fonctionnement du moteur) et NOCYL, l'injecteur à actionner et la durée d'injection. Le système démultiplexeur décode l'information NOCYL en fonction de l'ordre d'allumage qui est une donnée du moteur : ainsi, dans l'exemple de réalisation choisie la valeur "1" issue du compteur 224 est associée au cylindre n"l, la valeur "2" au cylindre n"3, la valeur "3" au cylindre n"4 et la valeur "4" au cylindre n"2.

Le compteur 224 génère par ailleurs un signal CYC caractéristique de chaque retour à l'état "1" pour un second compteur logiciel 221 qui compte ainsi le nombre de cycles complets du moteur. Ce compteur 221 est remis à "0" à chaque démarrage moteur par une commande appropriée.

Le contenu du compteur 221, NBCYC est traité par des moyens comparateurs 191 à une valeur de référence REFCYC prédéterminée, pour appliquer un facteur correctif PARTINJ. Cette valeur de référence
REFCYC caractéristique du moteur est éventuellement susceptible d'évoluer suivant le fonctionnement du moteur.

Le signal issu des moyens comparateurs 191 a pour objet de permettre une correction PARTINJ sur le temps d'injection INJ de l'injecteur correspondant au cylindre n"l, pendant un cycle, lorsque les conditions prédéterminées de fonctionnement du moteur sont atteintes et respectées pendant toute la durée d'incrémentation du compteur 221, jusqu'à ce que ce dernier ait atteint la valeur REFCYC. Pour ce faire, la sortie à destination de l'injecteur n"l du démultiplexeur 222 est reliée avec la sortie du comparateur 191 aux entrées d'un multiplicateur 201, la sortie du multiplicateur 201 étant reliée à l'injecteur n 1.

Simultanément à la diminution de la quantité de carburant injecté par l'injecteur n"l, l'application du facteur correctif PARTINJ déclenche la mise en fonctionnement et l'initialisation d'un troisième compteur logiciel 225. Ce compteur est alimenté avec le signal PMH et s'incrémente donc à chaque impulsion correspondant au passage d'un cylindre au Point Mort
Haut. L'initialisation du compteur 225 est opérée de façon à prendre la valeur "1" dès la première impulsion du signal PMH suivant l'ordre de mise en fonctionnement transmis par le signal provoquant la correction
PARTINJ.

L'information CPT2 contenue dans le compteur 225 est alors comparée à deux valeurs de référence REF-1 et REF-2 pour produire un signal de repérage détectant les instants de passage de deux nombres prédéterminés de Points Morts Hauts postérieurs à la décision de blocage de l'injecteur n"l.

Le contenu du compteur 225 est donc traité par des moyens comparateurs 161 et 181 aux valeurs prédéterminée REF-1 et REF-2 pour produire des signaux caractéristiques de l'état à REF-1 ou à REF-2 du compteur 225.

Ces valeurs REF-1,REF-2 sont choisies pour l'exemple décrit, respectivement égales à "7" et à "5".

Ces signaux caractéristiques sont ensuite comparés avec un signal Cg de repérage des ratés de combustion décrit ci-après, par un ensemble de portes logiques de façon à isoler les deux valeurs du signal Cg correspondant à l'état "7" ou "5", ces valeurs étant ensuite comparées par un soustracteur 275 et suivant la valeur obtenue le compteur 224 est réinitialisé ou non.

L'isolement des deux valeurs de couple gaz Cg est opérée par deux portes "ET" 207 et 205 dont les entrées sont respectivement connectées au signal
Cg et à la sortie du comparateur 161 d'une part et au signal Cg et à la sortie du comparateur 181 d'autre part. Les sorties des portes 207 et 205 sont ensuite connectées à un soustracteur 275 lequel alimente un système 241 apte à analyser la valeur ainsi obtenue et à générer un signal INIT à destination du compteur 224 pour modifier éventuellement le contenu de ce dernier.

L'obtention du signal Cg est produit par traitement du signal Dn par l'intermédiaire d'un système de traitement du signal 10. Tout d'abord, le signal Dn est traité par des moyens de mesure adaptés pour produire une valeur du couple gaz engendrée par chacune des combustions du mélange gazeux dans les cylindres du moteur. Le couple gaz est notamment obtenu à partir de l'analyse de la raie quatre du spectre du signal Dn délivré par le capteur fixe 22 observant la roue dentée 12 solidaire du vilebrequin. Les demandes de brevets n Fr-A-91/11273 et Fr-A-91/11274 détaillent des procédés d'élaboration d'un tel signal Cg.

Conformément à la description qui précède la mise en oeuvre du dispositif est alors la suivante.

Lors de la mise en marche du moteur, le compteur 224 est initialisé arbitrairement à "1" dès la première impulsion du signal PMH. Ce choix arbitraire entraîne une indétermination : le cylindre 1 pouvant être au
Point Mort Haut Admission ou Détente. On utilise néanmoins directement le signal NOCYL pour piloter l'injection. Cette indétermination est toutefois prise en compte dans la loi de commande pour éviter toute injection soupape d'admission ouverte et ce, notamment lors de la phase de démarrage du moteur . Pour ce faire, on choisi de fonctionner en mode "semi Full-Group" pendant toute la phase de démarrage.

Lorsque les conditions prédéterminées de fonctionnement du moteur sont atteintes et respectées pendant toute la durée d'incrémentation du compteur 221, jusqu'à ce que ce dernier ait atteint la valeur REFCYC, de façon notamment à stabiliser le fonctionnement du moteur, on modifie pendant la durée d'un cycle moteur le temps d'injection du cylindre n 1 par application du facteur correctif PARTINJ et simultanément on libère l'incrémentation à chaque Point Mort Haut du compteur 225 initialement à "1".

La décision de modifier l'injection est donc opérée deux demi-tours avant le passage au Point Mort Haut Admission alors donc que le cylindre n"l, se trouve au Point Mort Haut Détente (1 'incrémentation du compteur 221 étant opérée lors du passage à "4" du compteur 224).

Deux cas peuvent alors se produire - soit le cylindre n"l est effectivement en phase Détente et la chute du couple consécutive à la diminution de carburant injecté pendant les phases
Détente et Echappement interviendra cinq temps ou demi-tours moteur après (ou encore cinq Points Morts Hauts repérés par le signal PMH) - soit le cylindre n"l est en phase Admission et la chute de couple consécutive à la diminution de carburant injecté pendant les phases
Admission et Compression interviendra sept temps ou demi-tours moteur après (ou encore sept Points Morts Hauts repérés par le signal PMH).

Il suffit donc de comparer le signal Cg correspondant aux valeurs "7" et "5" du compteur 225 pour déduire la position exacte du cylindre n"l et modifier en conséquence le compteur 224. On opère donc le calcul
Altération de couple = Cg (7ème PMH) - Cg (5ème PMH)
Si l'altération de couple est négative (Cg (7ème PMH) < Cg (5ème
PMH)) cela implique que le délai entre l'action et la réaction est de sept
Points Morts Hauts et que le signal NOCYL est mal phasé, si par contre cette valeur est positive (Cg (7ème PMH) > Cg (5ème PMH)) cela implique que le délai entre l'action et la réaction est de cinq Points Morts
Hauts et donc que le signal NOCYL est bien phasé. Par ailleurs, indépendamment de l'analyse du signe de l'altération du couple ainsi calculée, on contrôle également sa valeur absolue qui doit être supérieure à une valeur de seuil prédéterminée (Smin), si cela n'est pas le cas on procède à une nouvelle injection particulière dès que le fonctionnement du moteur le permet.

Le procédé d'élaboration du signal de synchronisation peut être complété par une procédure de surveillance qui permet de vérifier régulièrement si le compteur 224 présente une information exacte. Pour ce faire plusieurs solutions sont possibles, la plus simple consistant à disposer d'un compteur 221 de type modulo N, le repérage du Point Mort Haut admission du cylindre n"l ayant alors lieu à nouveau tous les REFCYC + p*N cycles avec p = 1,2,3,4...

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.

Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit.

Ainsi, l'injection partielle unique peut être remplacée par toute autre action sur les conditions de combustion que pilote le système électronique de contrôle 7 et qui provoque une altération de la qualité de la combustion qui soit mesurable. Il en est ainsi d'une augmentation de la richesse du mélange carburé en lieu et place de la diminution décrite dans l'exemple donné ci-dessus. I1 en est également ainsi par exemple de l'avance à l'allumage dans le cas d'un moteur à allumage commandé, un retrait d'avance à l'allumage a un effet sur le couple gaz qui est similaire à une injection partielle. Pour ce faire, le dispositif d'allumage doit être de type allumage statique (une commande d'allumage par cylindre). Avant le détrompage cylindre, deux étincelles sont émises par cycle moteur (à chaque passage au Point Mort Haut) et par cylindre, l'étincelle utile étant celle générée lors du Point Mort Haut Détente. Une correction d'avance appropriée (sous ou sur avance) est générée sur l'un des deux allumages.

Si une altération de la combustion (positive ou négative) est détectée c'est que la correction a porté sur l'allumage généré au Point Mort Haut
Détente, si aucune altération de la combustion n'est observée c'est que la correction sur l'allumage a porté sur l'allumage généré au Point Mort Haut
Admission.

Ainsi, l'injection partielle unique peut être remplacée par plusieurs injections partielles enchaînées, puis un "vote" effectué : la décision est prise suivant le nombre de décisions prises "repère injection bien phasé" et "repère injection mal phasé".

Ainsi, le bruit de mesure affectant le signal Cg et intervenant dans le seuil de décision pourra être appris et suivre le vieillissement du moteur, cet apprentissage pouvant être opéré lors d'un fonctionnement stabilisé, par le calcul des écarts de couple avec la valeur moyenne. Il est alors possible de modifier les valeurs du coefficient correcteur en fonction de cet apprentissage, de façon à obtenir pour une injection adaptée qui produira une altération appropriée compromis optimal entre sa détectabilité et l'absence d'à-coup.

Ainsi, on peut utiliser ce procédé avec un signal NOCYL de commande des injecteurs utilisant non plus le repérage des passages au Point Mort
Haut Admission des différents cylindres mais tout autre instant prédéterminé dans le déroulement du cycle moteur pouvant constituer un repère comme par exemple le passage au Point Mort Haut Détente (ou encore le Point Mort Bas Admission, etc.).

Ainsi, il est possible d'opérer la détection de l'altération de la combustion pour le cylindre de référence n"l indépendamment de la mesure du couple gaz moyen, par exemple par simple analyse du régime instantané de rotation du moteur, ou par des moyens d'analyse de la pression de l'air d'admission, ou par des moyens d'analyse du courant d'ionisation des bougies (pour les moteurs à allumage commandé), ou encore par des moyens d'analyse de la composition des gaz d'échappement en utilisant une sonde de richesse, etc.

Pour ce qui est de la mise en oeuvre du dispositif de mesure du couple gaz résultant des combustions, quel que soit le mode de réalisation choisi, elle peut être réalisée sous diverses formes - soit avec des composants d'électronique analogique pour lesquels les sommateurs, comparateurs et autres filtres sont réalisés à l'aide d'amplificateurs opérationnels - soit avec des composants d'électronique numérique qui réaliseraient la fonction en logique câblée - soit par un algorithme de traitement du signal implanté sous forme d'un module logiciel composant d'un système logiciel de contrôle moteur faisant fonctionner le microprocesseur d'un calculateur électronique.

- soit encore, par une puce spécifique (custom) dont les ressources matériel et logiciel auront été optimisées pour réaliser les fonctions objet de l'invention puce microprogrammable ou non, encapsulée séparément ou bien tout ou partie d'un coprocesseur implanté dans un microcontrôleur ou microprocesseur etc.

De même, l'invention comprend tous les équivalents techniques appliqués à un moteur à combustion interne quel que soit son type d'injection, le carburant utilisé diesel ou essence ou encore, le nombre de ses cylindres.

Claims (1)

REVENDICATIONS [1] Procédé pour produire un signal de synchronisation (NOCYL) par un système électronique de contrôle (7) coopérant avec un moteur à combustion interne (1) multicylindre à cycle quatre temps équipant un véhicule automobile, ce signal de synchronisation (NOCYL) permettant le repérage d'un instant prédéterminé dans le déroulement du cycle moteur dans chacun des cylindres du moteur, tel que le passage au Point Mort Haut Admission, ledit système électronique de contrôle (7) gérant les conditions de combustion dans chacun des cylindres du moteur à partir de stratégies adaptées exploitant les informations transmises par des moyens de mesure correspondants permettant de surveiller le fonctionnement du moteur et notamment des moyens de mesure (10) fournissant un signal (Cg) permettant de suivre la qualité des combustions et d'un capteur de position (22) coopérant avec une couronne dentée (12) portée par le vilebrequin du moteur adressant au système électronique de contrôle (7) un signal correspondant au défilement des dents de la couronne (12) qui après traitement permet de générer un signal (PMH) de repérage des passages au Point Mort Haut des cylindres du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) suivi des conditions de fonctionnement du moteur et lorsque des conditions prédéterminées sont réunies b) modification d'au moins un facteur régissant la combustion dans un cylindre donné de référence (n0 1) de façon à provoquer une altération contrôlée de la combustion qui n'engendre aucun à-coup perceptible par le conducteur
1. c) détection, grâce audit signal (Cg) produit par lesdits moyens de mesure (10), d'une altération de la qualité de la combustion dans ledit cylindre de référence (n0 1) consécutive à la modification opérée à l'étape b), et de l'instant de survenue de ladite altération

   d) détermination du délai d'apparition de l'altération de la combustion pour le cylindre de référence (n0 1) séparant la modification dudit facteur et de la détection de ladite altération qui en résulte, et identification de l'instant prédéterminé dans le déroulement du cycle de fonctionnement moteur pour ledit cylindre de référence ( n l);

   e) élaboration du signal de synchronisation (NOCYL), ledit signal de synchronisation étant initialisé à l'instant prédéterminé dans le déroulement du cycle moteur pour le cylindre de référence (n0 1) identifié à l'étape d), ledit signal de synchronisation (NOCYL) étant ensuite phasé avec ledit signal de repérage des passages au Point Mort Haut (PMH) en suivant l'ordre de succession des combustions dans les cylindres.

   [2] Procédé pour produire un signal de synchronisation (NOCYL) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites conditions prédéterminées requises pour opérer l'altération de la combustion incluent des conditions sur les paramètres agissant sur le fonctionnement du moteur de façon que l'altération de la combustion produite dans le cylindre de référence (n l) ne puisse pas être ressenti par le conducteur, lesdites conditions étant par exemple le passage du rapport de transmission audessus d'une valeur prédéterminée et/ou le maintien du régime de rotation moteur ou encore de la pression d'admission dans des plages de valeurs prédéterminées.

   [3] Procédé pour produire un signal de synchronisation (NOCYL) selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites conditions prédéterminées incluent également des conditions de stabilité de toute ou partie des paramètres agissant directement sur la qualité des combustions du moteur, tels que le régime de rotation du moteur, ou l'avance à l'allumage, ou la pression d'admission, ou encore l'état stable des consommateurs électriques du véhicule.

   [4] Procédé pour produire un signal de synchronisation (NOCYL) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'altération de la combustion est opérée par une modification prédéterminée de la valeur de la richesse du mélange carburé admis dans le cylindre donné de référence (n0 1).

   [5] Procédé pour produire un signal de synchronisation (NOCYL) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la modification prédéterminée de la valeur de la richesse consiste en une diminution de cette dernière, ladite diminution étant adaptée suivant les conditions de fonctionnement du moteur et notamment selon la pression de l'air d'admission, de façon à produire une altération de la combustion qui soit sensiblement identique quel que soit le point de fonctionnement du moteur.

   [6] Procédé pour produire un signal de synchronisation (NOCYL) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'altération de la combustion est opérée par une modification correspondante de la quantité de carburant injectée pour le cylindre donné de référence (n0 1), ladite modification étant réalisée par application dans la formule de calcul du temps d'injection d'un coefficient correcteur multiplicatif cartographié (PARTINJ), ledit coefficient étant de préférence compris entre 0,5 et 0,95.

   [7] Procédé pour produire un signal de synchronisation (NOCYL) selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'injection de la quantité de carburant modifiée est opérée sur un seul cycle moteur et dans un seul tour vilebrequin.

   [8] Procédé pour produire un signal de synchronisation (NOCYL) selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites étapes de détection et de détermination du délai d'apparition de l'altération de la combustion pour le cylindre de référence consistent

   à comparer les valeurs dudit signal (Cg) produit par lesdits moyens de mesure (10) au cinquième (Cg(5)) et au septième (Cg(7)) demitours vilebrequin suivant le Point Mort Haut débutant le tour où est opéré l'injection de carburant modifiée

   et, à déduire de la valeur et du signe de la différence entre ces deux valeurs (Cg(7)-Cg(5)), l'instant prédéterminé dans le déroulement du cycle pour le cylindre de référence (n0 1).

   [9] Procédé pour produire un signal de synchronisation (NOCYL) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le signal permettant de suivre la qualité des combustions exploite une grandeur représentative du couple gaz moyen (Cg) produit par chacune desdites combustions.

   [10] Procédé pour produire un signal de synchronisation (NOCYL) selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite grandeur représentative du couple gaz moyen (Cg) est obtenue par des moyens d'analyse (10) du régime instantané de rotation du moteur, ou par des moyens d'analyse de la pression de l'air d'admission, ou encore par des moyens d'analyse de la composition des gaz d'échappement.