FR2760254A1 - Procede et dispositif de commande d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Procede et dispositif de commande d'un moteur a combustion interne Download PDF

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Abstract

Ce dispositif permet de commander un moteur à combustion interne auquel est associé un capteur qui relève une grandeur mesurée (TCO, TOIL, FL) à partir de laquelle une valeur prévisionnelle d'un couple dissipé du moteur (TQ-LOSS) est déduite, une valeur mesurée de la grandeur mesurée étant chaque fois déterminée à des intervalles de temps préfixés. Les valeurs mesurées sont corrigées de façon telle que la diminution des valeurs mesurées corrigées, sur l'étendue d'un intervalle de temps préfixé, est limitée à une valeur de diminution (DTCO, DTOIL, DFL) préfixée.

Description

L'invention concerne un procédé de commande d'un moteur à combustion
interne auquel est associé un capteur qui relève une grandeur mesurée à partir de laquelle une valeur prévisionnelle d'un couple dissipé du moteur est déduite, une valeur mesurée de la grandeur mesurée étant
chaque fois déterminée à des intervalles de temps préfixés.
L'invention concerne aussi un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne auquel est associé un capteur qui relève une grandeur mesurée à partir de laquelle une valeur prévisionnelle d'un couple dissipé du moteur est déduite, une valeur mesurée de la grandeur mesurée étant chaque fois déterminée à des intervalles de
temps préfixés.
Par DE 43 04 779, on connaît un procédé et un
dispositif de commande d'un moteur à combustion interne.
Une valeur prévisionnelle du couple dissipé est déterminée au moyen d'une table caractéristique formée à partir de la vitesse de rotation du moteur et de la température du moteur, en tenant compte du couple nécessaire à des appareillages auxiliaires tels qu'une installation de
climatisation, une génératrice ou une direction assistée.
Par ailleurs, la valeur prévisionnelle du couple dissipé est adaptée au moyen d'un écart stationnaire de la valeur de couple de correction d'un régulateur de vitesse de rotation de ralenti. En fonction de la position d'une pédale d'accélérateur, un couple souhaité par le conducteur est calculé et, à partir de celui-ci, un couple effectif est déterminé en fonction de la valeur prévisionnelle du couple dissipé. Le couple effectif est alors réglé par fixation de valeurs de consigne appropriées correspondant à des organes de réglage qui influent sur le couple. Des mesures devant être adoptées pour un fonctionnement sûr du moteur à combustion interne ne sont pas proposées dans le
document connu.
Par DE 39 90 872 Tl, on connaît un autre procédé et
un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne.
Si une défaillance d'une sonde prévue pour la température de l'eau de refroidissement est reconnue, la commande du moteur à combustion interne est alors réalisée en supposant
une température d'eau préfixée fixe (par exemple 80 OC).
Le problème que l'invention vise à résoudre consiste à fournir un procédé et un dispositif qui permettent un fonctionnement sûr et confortable d'un moteur à combustion interne. Ce problème est résolu au moyen d'un procédé, du type défini en introduction, caractérisé en ce que les valeurs mesurées sont corrigées de façon telle que la diminution des valeurs mesurées corrigées sur l'étendue d'un intervalle de temps préfixé est limitée à une valeur de
diminution préfixée.
Le problème est résolu aussi au moyen d'un dispositif, du type défini en introduction, caractérisé en ce qu'il est prévu des premiers moyens qui corrigent les valeurs mesurées de façon telle que la diminution des valeurs mesurées corrigées sur l'étendue d'un intervalle de temps
préfixé est limitée à une valeur de diminution préfixée.
Le procédé conforme à l'invention se caractérise par le fait qu'une valeur mesurée d'une grandeur de mesure, à partir de laquelle une valeur prévisionnelle du couple dissipé du moteur est déduite, est chaque fois déterminée à des intervalles de temps préfixés, et le fait que les valeurs mesurées sont corrigées de façon telle que la diminution des valeurs mesurées corrigées, sur l'étendue d'un intervalle de temps préfixé, est limitée à une valeur de diminution préfixée. L'intervalle de temps correspond de préférence à l'intervalle de temps pendant lequel deux valeurs mesurées successives de la grandeur de mesure sont déterminées. La valeur prévisionnelle du couple dissipé est
déterminée en fonction des valeurs mesurées corrigées.
L'invention est donc basée sur la reconnaissance du fait que, pendant le fonctionnement du moteur, sur l'étendue d'un intervalle de temps préfixé, les valeurs mesurées de la grandeur de mesure à partir desquelles la valeur prévisionnelle du couple dissipé est déduite ne diminuent alors pas plus que de la valeur de diminution préfixée, lorsque le capteur qui détecte la grandeur de mesure est défectueux. Le procédé conforme à l'invention a ainsi l'avantage d'empêcher un accroissement brusque de la valeur prévisionnelle du couple dissipé. Un accroissement brusque de la valeur prévisionnelle du couple dissipé aurait pour conséquence une accélération brusque non souhaitée du véhicule dans lequel le moteur est disposé et nuirait par
suite à un fonctionnement de conduite sûr.
Suivant une mise en oeuvre avantageuse de l'invention, il est en outre prévu que l'accroissement des valeurs mesurées corrigées sur l'étendue de l'intervalle de temps
préfixé est limité à une valeur d'accroissement préfixée.
L'avantage en est que la valeur prévisionnelle du couple dissipé ne diminue pas brusquement à la suite d'un accroissement brusque des valeurs mesurées de la grandeur de mesure. On a ainsi l'assurance que le couple effectivement disponible sur le vilebrequin ne diminue pas brusquement, ce qui entraînerait un danger pour le véhicule et le conducteur, notamment lors d'un dépassement de véhicule. Le procédé conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - la valeur de diminution dépend de la valeur mesurée corrigée de la grandeur de mesure au début de l'intervalle de temps, - les valeurs mesurées sont corrigées de façon telle qu'en outre, l'accroissement des valeurs mesurées corrigées sur l'étendue de l'intervalle de temps préfixé est limité à une valeur d'accroissement préfixée, - la valeur d'augmentation dépend de la valeur mesurée corrigée de la grandeur de mesure au début de l'intervalle de temps, - le capteur est une première sonde de température qui détecte la température d'eau de refroidissement, - le capteur est une seconde sonde de température qui détecte la température d'huile, - le capteur est un détecteur de fluidité qui détecte la
fluidité de l'huile du moteur.
Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont exposés ci-après en regard des dessins schématiques. On voit: à la figure 1, un moteur à combustion interne comportant un dispositif de commande du moteur conforme à l'invention, à la figure 2, un schéma-blocs du dispositif de commande, à la figure 3, un autre schéma-blocs d'une variante de réalisation du dispositif de commande, à la figure 4, un ordinogramme, à la figure 5, la variation dans le temps de la valeur mesurée TCO de la température d'eau de refroidissement et de la valeur mesurée corrigée TCO COR de la température d'eau de refroidissement et, à la figure 6, un autre ordinogramme d'une variante
de réalisation du procédé conforme à l'invention.
Des éléments ayant les mêmes structure et fonction sont pourvus des mêmes repères et ne sont décrits chacun
qu'une seule fois.
Un moteur à combustion interne (figure 1) comprend une ligne d'admission 1, dans laquelle un papillon des gaz 10 est disposé, et un bloc moteur 2 qui comporte un cylindre et un vilebrequin 24. Un piston 21, une bielle 22 et une bougie d'allumage 23 sont associés au cylindre 20. La
bielle 22 est reliée au piston 21 et au vilebrequin 24.
La ligne d'admission 1 peut comporter aussi une
dérivation, non représentée, menant au papillon des gaz 10.
Il est prévu une valve d'injection 3 qui est associée à un système d'injection individuelle et est disposée sur la ligne d'admission 1 au voisinage du cylindre 20. Le moteur comporte par ailleurs une ligne d'échappement 4 dans laquelle un catalyseur 40 est disposé. Le moteur est représenté à la figure 1 avec un cylindre 20. Il comporte toutefois de préférence plusieurs cylindres. La valve d'injection 3 peut aussi être associée à un système
d'injection centrale ou à un système d'injection directe.
Le moteur peut aussi comporter un système de recyclage des gaz d'échappement, non représenté, comportant un tuyau de recyclage de gaz d'échappement et une valve de recyclage
de gaz d'échappement.
Il est prévu un dispositif 5 de commande du moteur à combustion interne auquel sont associés des capteurs qui relèvent différentes grandeurs de mesure et déterminent
pour chacune la valeur mesurée de la grandeur de mesure.
Le dispositif de commande 5 détermine, en fonction d'au moins une grandeur de mesure, un ou plusieurs signaux de
réglage qui commandent chacun un dispositif de réglage.
Les capteurs sont un capteur de position de pédale 6, qui détecte la position PV d'une pédale d'accélérateur 7, un capteur de position de papillon des gaz 11, qui détecte l'angle d'ouverture THR du papillon des gaz 10, un débitmètre d'air 12, qui détecte le débit d'air MAF, et/ou un capteur de pression de collecteur d'admission 13, qui détecte la pression de collecteur d'admission MAP, une première sonde de température 26, qui détecte la température d'eau de refroidissement TCO, une deuxième sonde de température 27, qui détecte la température d'huile TOIL, une troisième sonde de température 15, qui détecte la température d'air d'admission TAL, un capteur de vitesse de rotation 25, qui détecte la vitesse de rotation N du vilebrequin 24, et une sonde d'oxygène 41 qui relève la teneur des gaz d'échappement en oxygène résiduel et qui
associe à celle-ci un coefficient d'air LAM.
En variante à la deuxième sonde de température 27, il peut être prévu un détecteur de fluidité 28 qui détecte la fluidité FL de l'huile du moteur. Un détecteur de viscosité doit être considéré comme équivalent à un détecteur de
fluidité.
L'invention n'est pas limitée à des moteurs à
combustion interne qui comprennent le papillon des gaz 10.
En fonction de la forme de mise en oeuvre de l'invention, il est possible qu'un sous-ensemble choisi des capteurs mentionnés ou aussi des capteurs supplémentaires soient prévus. Il est notamment possible, dans une forme de mise en oeuvre économique de l'invention, de renoncer au débitmètre d'air 12 et/ou au capteur de pression de
collecteur d'admission 13.
Les dispositifs de réglage comportent chacun un actionneur de réglage et un organe de réglage. L'actionneur de réglage est un entraînement par moteur électrique, un entraînement électromagnétique, un entraînement mécanique ou un autre entraînement connu du spécialiste. Les organes de réglage sont réalisés sous forme du papillon des gaz 10, de la valve d'injection 3, de la bougie d'allumage 23 ou d'un commutateur, non représenté, disposé entre deux tronçons différents du collecteur d'admission. En ce qui concerne les dispositifs de réglage, on se réfère ci-après
à l'organe de réglage associé.
Le dispositif de commande 5 est de préférence réalisé sous forme d'une commande électronique de moteur. Il peut toutefois comprendre aussi plusieurs dispositifs de commande qui sont reliés entre eux électriquement, par
exemple au moyen d'un système de bus.
La figure 2 représente un schéma-blocs d'une première forme de réalisation du dispositif de commande 5. Dans un premier bloc B1, une valeur mesurée TCO de la température d'eau de refroidissement est corrigée de façon telle que la diminution des valeurs mesurées corrigées TCO_COR de la température d'eau de refroidissement sur l'étendue d'un intervalle de temps préfixé est limitée à une valeur de diminution préfixée DTCO. La correction des valeurs mesurées TCO de la température d'eau de refroidissement est
décrite en détail ci-après en regard de la figure 4.
Dans un deuxième bloc B2, une valeur prévisionnelle TQ_LOSS du couple dissipé du moteur à combustion interne est calculée. Cette valeur prévisionnelle du couple dissipé est déterminée essentiellement par la puissance consommée par une pompe d'agent de refroidissement et une pompe à huile, par le travail de frottement dans l'entraînement de valve, sur le piston 21 et sur la paroi intérieure du cylindre 20, et par le travail de frottement dans les paliers de la bielle 22 et dans les paliers du vilebrequin 24. Au moyen d'une première table caractéristique KF1, une première valeur de couple dissipé est déterminée en fonction du débit d'air MAF et de la vitesse de rotation N. A partir de la valeur mesurée corrigée TCO_COR de la température d'eau de refroidissement, une deuxième valeur de couple dissipé est déterminée au moyen d'une seconde
table caractéristique KF2.
Dans un troisième bloc B3, une valeur mesurée corrigée TOILCOR de la valeur mesurée TOIL de la température d'huile est déterminée. La valeur mesurée TOIL de la température d'huile est corrigée de façon telle que la diminution des valeurs mesurées corrigées sur l'étendue de l'intervalle de temps préfixé est limitée à une valeur de diminution préfixée DTOIL de la température d'huile. La manière de procéder pour corriger la valeur mesurée TOIL de la température d'huile est équivalente à celle utilisée pour corriger la valeur mesurée TCO de la température d'eau
de refroidissement conformément au premier bloc B1.
Dans le deuxième bloc B2, une troisième valeur de couple dissipé est déterminée au moyen d'une troisième table caractéristique KF3 en fonction de la valeur mesurée
corrigée TOILCOR de la température d'huile.
En un premier emplacement de sommation Sl, une valeur prévisionnelle TQ_LOSS du couple dissipé est déterminée à partir de la somme de la première, la deuxième et la troisième valeurs de couple dissipé. Il est possible d'utiliser encore d'autres valeurs de couple dissipé qui
sont déduites de grandeurs de mesure.
Dans un quatrième bloc B4, un couple TQ_REQ souhaité par le conducteur sur un arbre de la ligne motrice, laquelle, outre le moteur à combustion interne, comprend encore une boîte de vitesses non représentée, est déterminé
en fonction de la position de pédale d'accélérateur PV.
L'arbre de la ligne motrice est de préférence le vilebrequin 24 ou un arbre de sortie, non représenté, de la boîte de vitesses. En un deuxième emplacement de sommation S2, un couple effectif TQI est calculé à partir de la somme du couple TQ_REQ souhaité par le conducteur et de la valeur
prévisionnelle TQ_LOSS du couple dissipé.
Dans un cinquième bloc B5, il est encore réalisé une adaptation du couple effectif aux couples exigés par un régulateur de ralenti et/ou une régulation antiglissement et/ou une limitation de vitesse de rotation et/ou une limitation de vitesse de véhicule et/ou une fonction de protection de catalyseur et/ou une régulation de couple de frein moteur. Des valeurs de consigne pour les organes de réglage du moteur sont alors calculées en fonction du couple effectif adapté TQI. De préférence, ce sont une valeur de consigne TISP de la durée d'injection et/ou une valeur de consigne THR_SP du degré d'ouverture du papillon des gaz 10 et/ou une valeur de consigne IGSP de l'angle d'allumage. Il se produit alors, d'une manière avantageuse, un réglage rapide du couple effectif TQI, au moyen d'une modification de la valeur de consigne IGSP de l'angle d'allumage, et une variation lente du couple effectif TQI au moyen d'une modification de la valeur de consigne THRSP de l'angle d'ouverture du papillon des gaz 10. Les valeurs de consigne constituent des grandeurs pilotes pour des circuits de régulation, connus en eux- mêmes et non représentés ici, servant à la régulation des organes de réglage. La figure 3 représente le schéma-blocs d'une seconde forme de réalisation du dispositif de commande 5. Dans un sixième bloc B6, une valeur mesurée corrigée FL_COR de la fluidité est déterminée en fonction de la valeur mesurée FL de la fluidité de l'huile du moteur. Les valeur mesurée de la fluidité sont déterminées à des intervalles de temps préfixés. Les valeurs mesurées de la fluidité de l'huile du moteur sont corrigées dans le bloc B6 d'une façon telle que la diminution des valeurs mesurées corrigées FLCOR de la fluidité de l'huile du moteur sur l'étendue de l'intervalle de temps préfixé est limitée à la valeur de diminution préfixée DFL. La manière de procéder pour déterminer la valeur mesurée corrigée FL COR est équivalente à celle pour déterminer la valeur mesurée corrigée de la température d'eau de refroidissement du bloc B1. Dans le deuxième bloc B2', la troisième valeur de couple dissipé est déterminée au moyen d'une quatrième table caractéristique KF4 en fonction de la valeur mesurée
corrigée FL_ COR de la fluidité.
La figure 4 représente un ordinogramme selon lequel une valeur mesurée corrigée TCO_COR de la température d'eau de refroidissement est déterminée. A un premier pas Sl, le processus débute. Le processus débute à des intervalles de temps préfixés pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne. Le début est déclenché soit d'une manière cyclique, soit en synchronisme avec l'angle de vilebrequin, soit dans les limites d'une durée préfixée dépendant de la charge de calcul du dispositif de commande 5. A un second pas S2, la valeur mesurée réelle TCO de la température d'eau de refroidissement est déterminée et la valeur mesurée corrigée TCOCOR de la température d'eau de refroidissement est lue dans une mémoire non représentée, telle qu'elle a été calculée lors du dernier appel du processus - donc au début de l'intervalle de temps. A un troisième pas S3, la valeur de diminution DTCO est déterminée au moyen d'une cinquième table caractéristique KF5 en fonction de la valeur mesurée corrigée TCOCOR de la température d'eau de
refroidissement.
La cinquième table caractéristique KF5 est de préférence appliquée de façon telle que, pour des valeurs mesurées corrigées TCO _COR de la température d'huile élevées (par exemple 120 C), la valeur de diminution DTCO est plus grande que pour des valeurs mesurées corrigées de la température d'eau de refroidissement faibles (par exemple - 10 C). Dans une forme simple de mise en oeuvre de l'invention, la valeur de diminution DTCO de la température d'eau de refroidissement est limitée à une valeur fixe, par exemple 2 C, l'intervalle de temps valant 1 s. A un quatrième pas S4, on vérifie si la valeur mesurée TCO de la température d'eau de refroidissement est inférieure à la différence de la valeur mesurée corrigée TCOCOR et de la valeur de diminution DTCO de la température d'eau de refroidissement. Si tel est le cas, on bifurque à un pas S5 auquel on assigne à la valeur mesurée corrigée TCOCOR de la température d'eau de refroidissement la valeur mesurée corrigée TCO_COR de la température d'eau de refroidissement diminuée de la valeur' de diminution DTCO de la température d'eau de
refroidissement.
Si la condition du pas S4 n'est pas remplie, on bifurque vers un pas S6 auquel on assigne à la valeur mesurée corrigée TCOCOR de la température d'eau de refroidissement la valeur mesurée TCO de la température
d'eau de refroidissement.
A un pas S7, la valeur mesurée corrigée TCOCOR est mise en mémoire et est appliquée à la sortie du premier
bloc B1. Au pas S8, le procédé est terminé.
Un déroulement dans le temps des valeurs mesurées TCO et des valeurs mesurées corrigées TCO_COR associées de la température d'eau de refroidissement est représenté à titre d'exemple à la figure 5. D'un instant tO à un instant tl, il se produit un accroissement des valeurs mesurées TCO de la température d'eau de refroidissement. De l'instant tl à l'instant t2, les valeurs mesurées TCO de la température d'eau de refroidissement diminuent fortement - d'environ C à - 30 C. A partir de l'instant t2, les valeurs mesurées TCO de la température d'eau de refroidissement restent constantes à - 30 C. La forte diminution des valeurs mesurées TCO de la température d'eau de refroidissement de l'instant tl à l'instant t2 doit être attribuée à une défaillance de la première sonde de températures 26. Si la valeur prévisionnelle du couple dissipé avait été calculée à partir de la valeur mesurée TCO de la température d'eau de refroidissement, cette valeur prévisionnelle du couple dissipé se serait accrue fortement - par exemple de 60 Nm. Etant donné toutefois que le couple dissipé effectif resterait constant de l'instant tl à l'instant t2 en supposant des valeurs constantes du débit d'air MAF, de la vitesse de rotation N, de la température d'huile effective et de la température d'eau de refroidissement effective TCO_AV, il se produirait une forte augmentation du couple sur l'arbre de la ligne motrice qui entraînerait une accélération non voulue du véhicule. La variation dans le temps des valeurs mesurées corrigées TCO_COR de la température d'eau de refroidissement est représentée en trait interrompu, telle qu'elle se présente grâce au procédé conforme à l'invention. On peut constater nettement qu'à partir de l'instant tl, les valeurs mesurées corrigées TCOCOR diminuent d'une manière beaucoup plus lente que les valeurs
mesurées TCO de la température d'eau de refroidissement.
La valeur prévisionnelle TQ_LOSS du couple dissipé ne s'accroît donc aussi que lentement, de sorte qu'une augmentation non voulue par le conducteur du couple sur l'arbre de la ligne motrice est compensée par le conducteur. La figure 6 représente un autre ordinogramme. Si la condition du pas S4 n'est pas remplie, le traitement se poursuit à un pas S4a auquel une valeur d'accroissement MTCO de la température d'eau de refroidissement est déterminée au moyen d'une septième table caractéristique en fonction de la valeur mesurée corrigée TCOCOR. Dans une forme simple de mise en oeuvre de l'invention, la valeur d'accroissement MTCO de la température d'eau de refroidissement est limitée à une certaine valeur. A un pas S4b, on vérifie si la valeur mesurée TCO de la température d'eau de refroidissement est supérieure à la valeur mesurée corrigée TCO_COR augmentée de la valeur d'accroissement MTCO de la température d'eau de refroidissement. Si tel est le cas, le programme bifurque vers le pas S4c auquel on assigne à la valeur mesurée corrigée TCO_COR de la température d'eau de refroidissement la valeur mesurée corrigée TCOCOR de la température d'eau de refroidissement augmentée de la valeur d'accroissement MTCO de la température d'eau de refroidissement. Si la condition du pas S4b n'est pas remplie, le traitement se poursuit au pas S6. Toutes les tables caractéristiques sont déterminées
en mesures statiques sur un banc d'essai de moteur.
L'invention n'est pas limités aux formes de
réalisation ici représentées.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Procédé de commande d'un moteur à combustion interne auquel est associé un capteur qui relève une grandeur mesurée à partir de laquelle une valeur prévisionnelle (TQLOSS) d'un couple dissipé du moteur est déduite, une valeur mesurée de la grandeur mesurée étant chaque fois déterminée à des intervalles de temps préfixés, caractérisé en ce que les valeurs mesurées sont corrigées de façon telle que la diminution des valeurs mesurées corrigées, sur l'étendue d'un intervalle de temps préfixé, est limitée à une valeur de diminution (DTCO, DTOIL, DFL) préfixée.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de diminution (DTCO, DTOIL, DFL) dépend de la valeur mesurée corrigée de la grandeur de mesure au
début de l'intervalle de temps.
3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les valeurs mesurées sont corrigées de façon telle qu'en outre, l'accroissement des valeurs mesurées corrigées sur l'étendue de l'intervalle de temps préfixé est limité à une valeur d'accroissement préfixée
(MTCO, MTOIL, MFL).
4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la valeur d'augmentation (MTCO, MTOIL, MFL) dépend de la valeur mesurée corrigée de la grandeur de mesure au
début de l'intervalle de temps.
5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur est une première sonde de température (26) qui détecte la température d'eau de refroidissement
(TCO).
6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur est une seconde sonde de température (27)
qui détecte la température d'huile (TOIL).
7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur est un détecteur de fluidité (28) qui
détecte la fluidité (FL) de l'huile du moteur.
8. Dispositif de commande d'un moteur à combustion interne auquel est associé un capteur qui relève une grandeur mesurée à partir de laquelle une valeur prévisionnelle d'un couple dissipé du moteur est déduite, une valeur mesurée de la grandeur mesurée étant chaque fois déterminée à des intervalles de temps préfixés, caractérisé en ce qu'il est prévu des premiers moyens (5) qui corrigent les valeurs mesurées de façon telle que la diminution des valeurs mesurées corrigées sur l'étendue d'un intervalle de temps préfixé est limitée à une valeur de diminution
préfixée.
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