FR2871522A1 - Dispositif de commande pour moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
Un ECU (16) convertit une pression P dans un cylindre et un volume V dans un cylindre correspondant à un angle θ de vilebrequin au moins depuis une course de compression jusqu'à une course de combustion et de détente, respectivement en valeur logarithmique log P et en valeur logarithmique log V, pour trouver un signal converti en logarithme et estime un signal de marche de moteur qui est obtenu en soustrayant du signal converti en logarithme une augmentation de pression résultant de la combustion dans un cylindre, c'est-à-dire qui correspond à un état sans combustion. En outre, l'ECU (16) calcule une ligne de détermination Y d'un instant d'allumage Tbum d'après la ligne de base X du signal de marche de moteur estimé et détermine l'inst ant d'allumage Tburn d'après cette ligne de détermination Y et le signal converti en logarithme.
Description
DISPOSITIF DE COMMANDE POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE
La présente invention est relative à un dispositif de commande pour moteur à combustion interne qui détecte un instant d'allumage (instant de début de combustion) d'un moteur à combustion interne d'après des signaux fournis par un capteur de pression dans un cylindre et un détecteur d'angle de vilebrequin.
Dans un moteur à combustion interne tel qu'un moteur diesel et un moteur à essence, il importe de détecter l'instant d'allumage du carburant dans un cylindre afin de commander de façon optimale l'instant de l'injection de carburant dans un cylindre. Cet instant d'allumage du carburant peut être déterminé en comparant un signal de pression dans un cylindre lorsque le carburant est brûlé avec un signal de pression dans le cylindre en l'absence de combustion du carburant (ce qu'on appellera signal de marche du moteur) (cf. P-2001-55 955 A). Dans ce cas, le signal de marche de moteur peut être calculé à l'aide d'une équation polytropique bien connue (PV = constante, P étant la pression dans le cylindre et V le volume du cylindre).
En particulier, comme représenté sur les figures 21A à 21C, une pression dans un cylindre pendant le cycle de combustion est détectée par le détecteur de cylindre pour trouver un signal de cylindre indiquant un changement de pression dans le cylindre en fonction d'un changement d'angle de vilebrequin (Fig. 21A). Ensuite, un signal de marche de moteur est soustrait de la pression trouvée dans le cylindre pour trouver un signal différentiel (Fig. 21B). Ce signal différentiel indique un changement de pression de combustion développée par la combustion dans le cylindre, c'est-à-dire un signal de pression de combustion. Ensuite, un point de changement indiquant un accroissement de la pression de combustion est trouvé d'après le signal de pression de combustion pour détecter un instant d'allumage Tburn d'après le point de changement (Fig. 21 C).
Par ailleurs, le signal de marche de moteur en l'absence de combustion du carburant est calculé (estimé) à l'aide de l'équation polytropique précitée, mais un coefficient utilisé dans cette équation polytropique (exposant polytropique n) varie en raison de variations dans les moteurs à combustion interne ou varie en raison de variations du régime du moteur à combustion interne (vitesse du moteur, pression de suralimentation, température de l'eau de refroidissement) et autres, par exemple, pour chaque cycle de combustion. C'est pourquoi on a couramment utilisé un procédé consistant à produire les exposants polytropiques n dans une mappe.
En outre, pour détecter l'instant d'allumage précité Tburn du carburant, la bonne position (angle) de vilebrequin du moteur à combustion interne doit être trouvée, aussi utilise-t-on à cette fin un détecteur d'angle de vilebrequin.
Cependant, il se pose un problème en ce que, lorsqu'un emplacement de montage du détecteur d'angle de vilebrequin ou des variations dans les moteurs provoquent une erreur dans la valeur détectée par le détecteur d'angle de vilebrequin (angle de vilebrequin), comme représenté sur la Fig. 22, la précision de la détection de l'instant d'allumage Tburn se dégrade.
En revanche, JP-11-210 546 A présente un procédé pour corriger l'erreur de détection d'un angle de vilebrequin par la pression dans un cylindre du moteur à combustion interne (ce qu'on appellera pression dans le cylindre). Ainsi, il est proposé un procédé de correction de l'angle de vilebrequin de la manière suivante: comme illustré sur la Fig. 23, un point, auquel une pression dans un cylindre détectée par le détecteur de pression dans un cylindre (ce qu'on appellera pression de marche de moteur) en l'absence de combustion de carburant dans le moteur à combustion interne (la pression de combustion résultant de la combustion dans le cylindre est développée) devient maximale, est supposé être un point mort haut (PMH) et le point mort haut est comparé avec un PMH trouvé à l'aide du détecteur d'angle de vilebrequin pour corriger l'angle de vilebrequin.
Cependant, le procédé de détection d'instant d'allumage proposé dans JP2001-55 955 A présente le problème suivant.
Lorsqu'un exposant polytropique "n" est trouvé dans une mappe, un changement du régime du moteur à combustion interne, en particulier les variations dans les moteurs à combustion interne, ne peut pas être suffisamment corrigé et, de ce fait, le signal de marche du moteur ne peut pas être correctement estimé (calculé), ce qui provoque une erreur de détection de l'instant d'allumage. De plus, comme l'exposant de l'équation polytropique doit être calculé, le travail de calcul devient lourd. De ce fait, il est difficile pour un microprocesseur monté sur un véhicule réel de calculer l'exposant de l'équation polytropique à grande vitesse pour chaque cycle de combustion. Il est donc difficile d'employer le procédé décrit dans JP-2001-55 955 A. D'autre part, selon la technologie publique décrite dans JP-11-210 546 A, illustrée sur la Fig. 24, au voisinage d'un point de pression maximale où la pression dans le cylindre atteint son maximum, un changement de pression dans le cylindre en fonction d'un changement de l'angle de vilebrequin devient très modéré. De ce fait, lorsque des perturbations sont créées dans la valeur détectée par le détecteur de pression dans le cylindre en raison de certains facteurs, une erreur apparaît dans la position de détection d'un PMH. Autrement dit, lorsque des perturbations n'apparaissent pas dans la valeur de détection délivrée par le détecteur de pression dans le cylindre, un point maximal de pression est détecté au voisinage d'un angle de vilebrequin Ox sur le dessin, tandis que si des perturbations sont provoquées dans la valeur de détection du détecteur de pression dans le cylindre, par exemple, un point maximal de pression est détecté à un angle Oy de vilebrequin. Par conséquent, cela présente un problème résidant dans l'apparition d'une erreur dans le PMH entre Ox et 9y.
La présente invention a été élaborée compte tenu des circonstances décrites plus haut. Le premier objectif de l'invention est d'estimer un signal de marche de moteur en régime réel avec une grande précision indépendamment du régime d'un moteur à combustion interne ou de variations dans les moteurs, et à détecter un instant d'allumage en peu de temps d'une manière très précise en réduisant une charge de calcul pour estimer le signal de marche de moteur. Le deuxième objectif de l'invention consiste à détecter un point mort haut (PMH) de compression correct sans l'effet de perturbations à l'instant de la correction de l'erreur d'angle d'un détecteur d'angle de vilebrequin par une pression dans le cylindre du moteur à combustion interne détectée par un détecteur de pression dans le cylindre.
La présente invention se rapporte à un dispositif de commande pour moteur à combustion interne qui comprend un détecteur de pression dans un cylindre pour détecter une pression dans un cylindre représentant une pression dans un cylindre du moteur à combustion interne, qui comprend un détecteur d'angle de vilebrequin pour détecter un ange de vilebrequin représentant une position de vilebrequin du moteur à combustion interne et qui comprend un moyen de détection d'instant d'allumage pour détecter l'instant d'allumage d'un moteur à combustion interne d'après des informations obtenues à partir d'un détecteur de pression dans un cylindre et d'un détecteur d'angle de vilebrequin, et le moyen de détection d'instant d'allumage comporte un moyen de conversion de pression dans le cylindre, un moyen de conversion du volume du cylindre, un moyen d'affichage de logarithmes de signal de pression dans le cylindre, un moyen d'estimation de signal de marche de moteur, un moyen de calcul de ligne de détermination, et un moyen de détermination d'instant d'allumage.
Le moyen de conversion de pression dans le cylindre possède une mappe de conversion P pour convertir de manière logarithmique une pression préalablement établie et il convertit cette pression dans le cylindre au moins depuis une course de compression jusqu'à une course de combustion et de détente détectée par le détecteur de pression dans le cylindre en une valeur logarithmique log P à l'aide de la mappe de conversion P. Le moyen de conversion de volume de cylindre comporte une mappe de conversion V pour convertir de manière logarithmique un volume dans un cylindre correspondant à un angle de vilebrequin préalablement établi et il convertit un volume dans un cylindre correspondant à cet angle de vilebrequin au moins depuis une course de compression jusqu'à une course de combustion et de détente détectée par le détecteur d'angle de vilebrequin en une valeur logarithmique log V à l'aide de la mappe de conversion V. Le moyen d'affichage de logarithmes de signal de pression dans le cylindre comporte une mappe de logarithmes ayant des axes de coordonnées d'une valeur logarithmique log V du volume de cylindre correspondant à l'angle de vilebrequin et d'une valeur logarithmique log P de la pression dans le cylindre et il lit dans la mappe de logarithmes la valeur logarithmique log P et la valeur logarithmique log V pour afficher un changement de pression dans le cylindre au moins depuis une course de compression jusqu'à une course de combustion et de détente, sous la forme d'un signal de pression dans le cylindre converti en logarithme dans la mappe de logarithmes.
Le moyen d'estimation de signal de marche de moteur estime un signal de marche de moteur représentant un signal de pression dans le cylindre en l'absence de combustion (on l'appellera "signal de marche de moteur") qui est obtenu en soustrayant une augmentation de pression résultant de la combustion dans le cylindre du moteur à combustion interne du signal de pression dans le cylindre converti en logarithme, c'est-à-dire qui correspond à un état d'absence de combustion.
Le moyen de calcul de ligne de détermination calcule la ligne de détermination d'un instant d'allumage d'après la ligne de base du signal de marche estimé de moteur.
Le moyen de détermination d'instant d'allumage détermine l'instant d'allumage d'après la ligne de détermination calculée et le signal de pression dans le cylindre converti en logarithme.
Dans la construction décrite ci-dessus, cette pression dans le cylindre au moins depuis une course de compression jusqu'à une course de détente qui est détectée par le détecteur de pression dans le cylindre, et le volume du cylindre correspondant à un angle de vilebrequin au moins depuis une course de compression jusqu'à une course de détente qui est détecté par le détecteur d'angle de vilebrequin sont convertis respectivement en valeur logarithmique log P et en valeur logarithmique log V par la mappe de conversion P et la mappe de conversion V, puis, en extrayant de la mappe de logarithmes la valeur logarithmique log P et la valeur logarithmique log V, un changement de pression dans le cylindre au moins depuis une course de compression jusqu'à une course de détente peut être affiché comme signal de pression dans le cylindre converti en logarithme dans la mappe de logarithmes. Ainsi, il est possible d'estimer le signal de marche de moteur par le signal de pression dans le cylindre converti en logarithme sans utiliser une équation polytropique nécessitant un calcul de fonction du type exponentiel, et donc de réduire la charge de calcul. Par ailleurs, selon la présente invention, un procédé classique de recherche d'exposant polytrophique n dans une mappe en fonction du régime du moteur à combustion interne, ou de variations dans les moteurs à combustion interne n'est pas employé, mais le signal de pression dans le cylindre converti en logarithme est trouvé pour chaque cycle de combustion du moteur à combustion interne et le signal de marche de moteur est estimé d'après le signal de pression trouvé dans le cylindre. De ce fait, le signal de marche de moteur n'est pas affecté par un changement de régime du moteur à combustion interne, en particulier un changement dans les variations des moteurs à combustion interne. De la sorte, il est possible d'estimer avec une grande précision le signal de marche de moteur pour chaque cycle de combustion et donc d'améliorer la précision de détection de l'instant d'allumage.
Dans certains modes de réalisation, on peut en outre prévoir de mettre en oeuvre l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes: - le moyen d'estimation de signal de marche de moteur estime le signal de marche de moteur d'après le signal de pression dans le cylindre converti en logarithme à partir d'au moins deux points de la valeur logarithmique log P et de la valeur logarithmique log V; - le moyen de détermination d'instant d'allumage détermine si, oui ou non, la valeur logarithmique log P lue dans la mappe de logarithmes dépasse la ligne de détermination, et si le moyen de détermination d'instant d'allumage détermine que la valeur logarithmique log P lue dans la mappe de logarithmes dépasse la ligne de détermination, le moyen de détermination d'instant d'allumage trouve la valeur logarithmique log V lorsque la valeur logarithmique log P lue dans la mappe de logarithmes dépasse la ligne de détermination et détermine que l'angle 9 de vilebrequin correspondant à cette valeur logarithmique log V est l'instant d'allumage; - lorsque le moyen de détermination d'instant d'allumage détermine que la valeur logarithmique log P ne dépasse pas la ligne de détermination, le moyen de détermination d'instant d'allumage détermine si, oui ou non, l'angle 6 de vilebrequin correspondant à la valeur logarithmique log V est supérieur à un angle Ofin de vilebrequin d'un instant de fin de détermination d'allumage antérieurement établi, et en ce que, si la relation (a) ci-dessous se vérifie, 6 afin (a) le moyen de détermination d'instant d'allumage détermine que le moteur à combustion interne est en état de raté d'allumage; une deuxième injection est pulvérisée après une première injection pendant un même cycle de combustion du moteur à combustion interne, et, lorsqu'est détecté l'instant d'allumage pour la deuxième injection, le moyen de calcul de ligne de détermination corrige la ligne de base d'après un instant d'injection commande pour la deuxième injection et calcule la ligne de détermination d'après la ligne de base corrigée; le moyen de calcul de ligne de détermination corrige la ligne de base de façon que la ligne de base passe par la valeur logarithmique log P à l'instant d'injection commande pour la deuxième injection; - une deuxième injection est pulvérisée après une première injection pendant un même cycle de combustion du moteur à combustion interne, et, lorsqu'un instant d'allumage pour la deuxième injection est détecté, le moyen de calcul de ligne de détermination corrige la ligne de base d'après un instant de fin de combustion de la première injection et calcule la ligne de détermination d'après la ligne de base corrigée; - le moyen de calcul de ligne de détermination corrige la ligne de base de façon que la ligne de base passe par la valeur logarithmique log P à un instant de fin de combustion de la première injection; - le dispositif comprend un moyen de détermination d'instant de fin de combustion pour déterminer un instant de fin de combustion du moteur à combustion interne, si l'ampleur de la variation de la valeur logarithmique log P est exprimée par dlog P et la valeur de variation de la valeur logarithmique log V est exprimée par dlog V et que les dlog P et les dlog V sont exprimés respectivement par les équations (b) et (c) suivantes: dlog P = log P(i) log P (i-1) (b) dlog V = log V(i) log V(i-l) (c) le moyen de détermination d'instant de fin de combustion calcule un gradient du signal de pression dans le cylindre converti en logarithme conformément à l'équation (d) suivante: gradient = dlog P / dlog V (d) et détermine qu'un instant où le gradient du signal de pression dans le cylindre calculé est presque constant après que la combustion a commencé est un instant de fin de combustion.
Le dispositif comprend un moyen de calcul de quantité de combustion pour calculer la quantité de combustion lors d'un même cycle de combustion du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que, lorsque l'ampleur de l'augmentation de la valeur logarithmique log P à un instant de fin de combustion ou après un délai prédéterminé à compter d'un instant d'allumage est exprimée par Alog P par rapport à la ligne de base du signal de marche de moteur, le moyen de calcul de quantité de combustion calcule la quantité de combustion d'après l'équation (e) ci- dessous: Alog P + log V (e) Le dispositif comprend en outre un moyen de détection de point mort haut de compression qui détecte un point mort haut de compression du piston en détectant la pression dans le cylindre à l'aide du détecteur de pression dans le cylindre dans un régime spécifique dans lequel la pression dans le cylindre change uniquement en fonction d'un mouvement alternatif du piston sans être affectée par une pression de combustion résultant de la combustion dans un cylindre; et un moyen de correction de PMH pour corriger un signal de PMH délivré par le détecteur d'angle de vilebrequin d'après le point mort haut de compression 30 détecté, caractérisé en ce qu'au moyen de détection de point mort haut de compression est entrée une pression de base du détecteur de pression dans le cylindre qui est détectée à un angle de base représentant un certain angle de base de vilebrequin lorsque le piston s'élève dans le cylindre, puis le moyen de détection de point mort haut de compression détecte un angle objectif représentant un angle de vilebrequin auquel un angle de détection du détecteur de pression dans le cylindre devient égal à la pression de base lorsque le piston descend dans le cylindre, et de ce fait détecte comme point mort haut de compression un point médian entre l'angle de base et l'angle objectif.
En outre, la présente invention se rapporte à un dispositif de commande pour moteur à combustion interne qui comprend un détecteur d'angle de vilebrequin qui détecte un angle de vilebrequin d'un moteur à combustion interne et délivre un signal de PHM lorsqu'un piston allant et venant dans un cylindre du moteur à combustion interne atteint un point mort haut de compression représentant un point mort haut d'une course de compression et qui comprend un détecteur de pression dans un cylindre pour détecter une pression dans un cylindre représentant une pression dans le cylindre, et qui comprend un moyen de détection de point mort haut de compression qui détecte un point mort haut de compression d'après la valeur détectée (pression dans le cylindre) du détecteur de pression dans le cylindre dans un régime de fonctionnement spécifique dans lequel la pression dans le cylindre change uniquement en fonction du mouvement de va-et-vient du piston sans être affectée par une pression de combustion créée par la combustion dans le cylindre, et un moyen de correction de PMH qui corrige un signal de PMH délivré par le détecteur d'angle de vilebrequin d'après le point mort haut de compression détecté.
Le moyen de détection de point mort haut de compression est caractérisé en ce qu'il lui est entrée la valeur de détection du détecteur de pression dans le cylindre (appelée "pression de base"), qui est détectée à un certain angle de vilebrequin de base (appelé "angle de base") lorsque le piston s'élève dans le cylindre, puis le moyen de détection détecte un angle de vilebrequin (appelé "angle objectif') auquel la valeur de détection du détecteur de pression dans le cylindre devient égale à la pression de base lorsque le piston descend dans le cylindre, et il détecte de ce fait, entre l'angle de base et l'angle objectif, un point médian servant de point mort haut de compression.
Dans la construction décrite ci-dessus est établi un angle de base auquel un changement de pression dans le cylindre par rapport à l'angle de vilebrequin devient fort en comparaison d'un changement au voisinage du PMH et la pression dans le cylindre est détectée à l'angle de base. De ce fait, des perturbations risquent moins de provoquer des erreurs dans la valeur de détection du détecteur de pression dans le cylindre. Il est donc possible de détecter un PMH (point mort haut de compression) correct.
Dans certains modes de réalisation, on peut en outre mettre en oeuvre l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes: - le régime spécifique est un état sans combustion dans lequel aucune injection de carburant n'est réalisée; - le régime spécifique est un régime dans lequel un instant de début de combustion est retardé ; - le moyen de détection de point mort haut de compression établit l'angle de base dans une région dans laquelle une vitesse d'accroissement de la pression dans le cylindre est relativement forte; - une valeur de signal analogique de détection du détecteur de pression dans le cylindre est entrée au moyen de détection de point mort haut de compression sans passer par un circuit de filtrage, depuis un circuit d'entrée d'un système séparé qui n'exécute aucun traitement de filtrage; - lorsqu'une valeur de signal analogique de détection de la pression dans le cylindre est entrée au moyen de détection de point mort haut de compression par l'intermédiaire d'un circuit de filtrage pour créer un retard de phase par un traitement de filtrage, le moyen de détection de point mort haut de compression détecte le point mort haut de compression en supprimant le retard de phase; - le moyen de détection de point mort haut de compression trouve une caractéristique de filtrage représentant une corrélation entre une vitesse du moteur et l'ampleur du retard de phase d'après un point mort haut de compression détecté à une première vitesse du moteur et un point mort haut de compression détecté à une deuxième vitesse du moteur et calcule l'ampleur du retard de phase provoqué par le traitement de filtrage d'après cette caractéristique de filtrage.
La Fig. lA est une mappe de conversion pour convertir par voie logarithmique une pression dans le cylindre selon une première forme de réalisation; la Fig. 1B est une mappe de conversion pour convertir par voie logarithmique un volume de cylindre correspondant à un angle de vilebrequin selon la première forme de réalisation; la Fig. 1C est un graphe représentant un signal de conversion logarithmique exprimé par une mappe de logarithmes selon la première forme de réalisation; la Fig. 2 est un graphe illustrant un signal de conversion logarithmique exprimé par une mappe de logarithmes liée au calcul d'une ligne de base et d'une ligne de détermination selon la première forme de réalisation; la Fig. 3A est une mappe servant à trouver une valeur logarithmique log V pour un instant d'allumage et la Fig. 3B est une mappe de conversion servant à trouver un angle de vilebrequin correspondant à un instant d'allumage selon la première forme de réalisation; la Fig. 4 représente la structure d'un moteur diesel; la Fig. 5 est un organigramme illustrant un procédé de détection d'un instant d'allumage; la Fig. 6A est un graphe illustrant un mode d'injection lorsque plusieurs injections sont pulvérisées au cours d'un même cycle de combustion; la Fig. 6B est un graphe d'un signal de pression dans le cylindre illustrant un changement de pression dans le cylindre développée par les différentes injections selon une deuxième forme de réalisation; la Fig. 7 est un graphe représentant un signal de conversion logarithmique correspondant à plusieurs injections selon la deuxième forme de réalisation; la Fig. 8 est un graphe représentant un signal de conversion logarithmique lié à un procédé de correction de ligne de base selon la deuxième forme de réalisation la Fig. 9 est un graphe représentant un signal de conversion logarithmique lié à un procédé de détermination d'un instant de fin de combustion selon une 20 troisième forme de réalisation; la Fig. 10 est un graphe illustrant une relation entre le gradient d'un signal de conversion logarithmique et un instant de fin de combustion selon la troisième forme de réalisation; la Fig. 11 est un graphe illustrant un signal de conversion logarithmique lié 25 à un procédé de calcul de la quantité de combustion selon une quatrième forme de réalisation; les figures 12A à 12D illustrent la levée d'un gicleur d'injection liée à divers types de modes de combustion; les figures 13A à 13E sont des graphes représentant des signaux de pression 30 dans le cylindre; les figures 14A à 14E sont des graphes représentant des signaux de conversion logarithmique; la Fig. 15 est un organigramme illustrant une procédure de détection d'un PMH selon une cinquième forme de réalisation; la Fig. 16 est un graphe représentant un signal de pression dans le cylindre lié à un PMH selon la cinquième forme de réalisation; la Fig. 17 est un graphe représentant un signal de pression dans le cylindre représentant une région où la pression dans le cylindre varie rapidement, selon la 5 cinquième forme de réalisation; la Fig. 18 est un graphe représentant un signal de pression dans le cylindre, illustrant un retard de phase provoqué par un filtrage selon une sixième forme de réalisation; la Fig. 19 est un graphe représentant un signal de pression dans le cylindre 10 illustrant un retard de phase provoqué par une opération de filtrage selon une septième forme de réalisation; la Fig. 20 est un graphe illustrant une relation entre une vitesse du moteur et l'erreur de détection d'un PMH selon la septième forme de réalisation; la Fig. 21A est un graphe représentant un signal de pression dans le cylindre 15 au moment de la combustion, la Fig. 21B est un graphe représentant un signal de marche de moteur et la Fig. 21C est un graphe représentant un signal de pression de combustion lié à la détermination d'un instant d'allumage (technique antérieure) ; la Fig. 22 est un graphe représentant un signal de pression de cylindre au moment de la combustion en rapport avec la détection d'un instant d'allumage 20 (technique antérieure) ; la Fig. 23 est un graphe représentant un signal de pression dans le cylindre au moment sans combustion lié à la détection d'un PMH (technique antérieure) ; et la Fig. 24 est un graphe représentant un signal de pression dans le cylindre aux abords d'un PMH, illustrant l'effet de perturbations (technique antérieure).
On va maintenant décrire en détail les formes préférées de réalisation permettant la mise en oeuvre de la présente invention.
[Première forme de réalisation] La Fig. 4 représente la structure d'un moteur diesel selon une première 30 forme de réalisation de la présente invention.
Un moteur à combustion interne selon la présente invention est par exemple constitué par un moteur diesel multicylindre 1 employant un système d'injection de carburant à accumulateur, représenté sur la Fig. 4.
Dans ce moteur diesel 1, un piston 4 est logé dans un cylindre 3 formé dans 35 un bloc cylindre 2, et le mouvement du piston 4 allant et venant dans le cylindre 3 est transmis sous la forme d'un mouvement de rotation au vilebrequin (non représenté) du moteur diesel 1 par l'intermédiaire d'une bielle 5.
A la surface d'extrémité supérieure du bloc cylindre 2 est fixée une culasse 7 formant une chambre de combustion 6 au-dessus du sommet du piston 4. La culasse 7 comporte un orifice d'admission 8 et un orifice d'échappement 9 qui débouchent dans la chambre de combustion 6.
L'orifice d'admission 8 et l'orifice d'échappement 9 sont ouverts et fermés par une soupape d'admission 10 et une soupape d'échappement 11 respectivement entraînées par des cames (non représentées).
Une tubulure d'admission 12 servant à aspirer de l'air extérieur via unfiltre à air (non représenté) est reliée à l'orifice d'admission 8 et, lorsque le piston 4 descend dans le cylindre 3 pour créer une pression négative dans le cylindre lors d'une course d'admission durant laquelle la soupape d'admission 10 ouvre l'orifice d'admission 8, l'air extérieur aspiré par l'intermédiaire de la tubulure d'admission 12 pénètre dans le cylindre 3 par l'orifice d'admission 8.
De plus, une tubulure d'échappement 13 pour évacuer les gaz de combustion est reliée à l'orifice d'échappement 9 et les gaz de combustion expulsés hors de la chambre de combustion 6 (cylindre) par le mouvement de montée du piston 4 sont évacués dans la tubulure d'échappement 13 via l'orifice d'échappement 9 lors d'une course d'échappement durant laquelle la soupape d'échappement 11 ouvre l'orifice d'échappement 9.
Un système d'injection de carburant à accumulateur est pourvu d'un rail commun 14 pour accumuler du carburant à une haute pression correspondant à une pression d'injection, une pompe (non représentée) d'alimentation en carburant pour envoyer à ce rail commun 14 le carburant à haute pression, un injecteur 15 pour injecter dans la chambre de combustion 6 du moteur diesel 1 le carburant à haute pression accumulé dans le rail commun, et est commandé par un microprocesseur (appelé ECU 16).
Le rail commun 14 accumule jusqu'à une pression cible de rail le carburant à 30 haute pression fourni par la pompe d'alimentation en carburant et fournit le carburant accumulé à haute pression à l'injecteur 15 via une tubulure 17 de carburant. L'ECU 16 détermine la pression cible de rail commun 14. En particulier, le régime du moteur diesel 1 est détecté par une position d'accélérateur (charge du moteur), une vitesse du moteur et autres, puis une pression cible de rail convenant au régime est 35 établie.
L'injecteur 15 est pourvu d'une électrovanne commandée électroniquement par l'ECU 16 et d'un gicleur pour injecter du carburant grâce à l'action d'ouverture de vanne de cette électrovanne et est fixé à la culasse 7 dans une position dans laquelle le bout de ce gicleur fait saillie dans la chambre de combustion 6.
A l'ECU 16 sont appliquées des informations de détection obtenues par divers types de détecteurs (détecteur 18 d'angle de vilebrequin, détecteur 19 de position d'accélérateur, détecteur 20 de pression de carburant, détecteur 21 de pression dans le cylindre, détecteur 22 de pression d'air d'admission et autres) et l'ECU 16 commande le régime du moteur diesel 1 d'après les informations fournies par ces détecteurs.
Le détecteur 18 d'angle de vilebrequin est disposé près d'un générateur d'impulsions 23 tournant en synchronisme avec le vilebrequin du moteur diesel 1 et délivre une pluralité de signaux impulsionnels correspondant au nombre de dents formées sur le pourtour extérieur du générateur d'impulsions tandis que le générateur d'impulsions 23 en tourne une conjointement avec le vilebrequin. Ainsi, le détecteur 18 d'angle de vilebrequin délivre un signal impulsionnel pour chaque angle prédéterminé (par exemple, 1 d'angle de vilebrequin) du vilebrequin. Un signal impulsionnel spécifique est délivré en tant que signal de PMH lorsque le piston 4 atteint le point mort haut lors d'une course de compression (point mort haut de compression: PMH). L'ECU 16 mesure l'intervalle de temps entre les signaux impulsionnels délivrés par le détecteur 18 d'angle de vilebrequin pour détecter une vitesse NE du moteur.
Le détecteur 19 de position d'accélérateur détecte la distance d'actionnement (la course d'enfoncement) d'une pédale 24 d'accélérateur actionnée par un conducteur 25 et communique celle-ci à l'ECU 16.
Le détecteur 20 de pression de carburant est fixé au rail commun 14 et détecte la pression du carburant (pression réelle dans le rail) accumulée dans le rail commun 14 et communique celle-ci à l'ECU 16.
Le détecteur 21 de pression dans le cylindre est fixé à la culasse 7 et détecte la pression dans le cylindre du moteur diesel 1 et communique celle-ci à l'ECU 16.
Le détecteur 22 de pression d'air d'admission est fixé à la tubulure d'admission 12 et détecte une pression d'air d'admission dans la tubulure d'admission 12 et communique celle-ci à l'ECU 16.
L'ECU 16 réalise une commande de pression d'injection et une commande 35 de quantité injectée d'après les informations fournies par le détecteur ci-dessus. La commande de pression d'injection est telle qu'elle commande la pression du carburant accumulée dans le rail commun 14 et fournit en retour la quantité refoulée par une pompe d'alimentation en carburant (refoulement de pompe) de façon que la pression réelle dans le rail, détectée par le détecteur 20 de pression de carburant, concorde avec une pression cible de rail.
La commande de quantité injectée est telle qu'elle commande la quantité injectée et l'instant d'injection du carburant injecté depuis l'injecteur 15, et qu'elle calcule la quantité injectée optimale et l'instant d'injection optimal d'après le régime du moteur diesel 1, et qu'elle fait fonctionner l'électrovanne de l'injecteur 15 d'après le résultat du calcul.
En outre, l'ECU 16 possède la fonction d'un moyen de détection d'instant d'allumage pour détecter un instant d'allumage Tburn du carburant afin de commander de manière optimale l'instant d'allumage de l'injecteur 15. Ce moyen de détection d'instant d'allumage est construit pour avoir les fonctions d'un moyen de conversion de pression dans le cylindre, d'un moyen de conversion de volume de cylindre, d'un moyen d'affichage de logarithmes de signal de pression dans le cylindre, d'un moyen d'estimation de signal de marche de moteur, d'un moyen de calcul de ligne de détermination et d'un moyen de détermination d'instant d'allumage selon la présente invention.
En référence à un organigramme représenté sur la Fig. 5 et aux figures 1 à 3, on va maintenant décrire un procédé de détection de l'instant d'allumage Tburn par l'ECU 16 (moyen de détection d'instant d'allumage).
Lors de l'étape S10, la valeur de détection (pression P dans le cylindre) du détecteur 21 de pression dans le cylindre, au moins depuis une course de compression jusqu'à une course de combustion et de détente, et la valeur de détection (angle 0 de vilebrequin) du détecteur 18 d'angle de vilebrequin sont lues.
Lors de l'étape S20, des valeurs logarithmiques log P et log V correspondant à la pression P dans le cylindre et à l'angle 0 de vilebrequin depuis la course de compression jusqu'à la course de combustion et de détente sont extraites respectivement d'une mappe de conversion P et d'une mappe de conversion V, et un signal de pression dans le cylindre qui a subi une conversion logarithmique (ci-après appelé signal converti en logarithme) est établi (affiché) dans une mappe de logarithmes, comme représenté sur la Fig. 1C.
La mappe de conversion P décrite lors de l'étape S20, comme représenté sur 35 la Fig. 1A, est une mappe pour la conversion logarithmique de la pression P dans le cylindre et stocke des valeurs logarithmiques log P correspondant à des pressions P antérieurement établies. D'autre part, la mappe de conversion V, représentée sur la Fig. 1B, est une mappe servant à la conversion logarithmique du volume V du cylindre, correspondant à l'angle 0 de vilebrequin, et stocke des valeurs logarithmiques log V correspondant aux angles 0 de vilebrequin antérieurement établis.
La mappe de logarithmes, représentée sur la Fig. 1C, est une mappe ayant des axes de coordonnées de la valeur logarithmique du volume du cylindre correspondant à l'angle 0 de vilebrequin et de la valeur logarithmique de la pression P dans le cylindre. En extrayant la valeur logarithmique log P et la valeur logarithmique log V de cette mappe de logarithmes, un changement dans la pression P du cylindre depuis la course de compression jusqu'à la course de combustion et de détente est affiché sous la forme d'un signal converti en logarithmes.
Lors de l'étape S30, une ligne de base X est calculée à partir du signal converti en logarithmes affiché dans la mappe de logarithmes. Cette ligne de base X représente une pression dans le cylindre sans combustion (signal de marche de moteur) obtenue en soustrayant du signal converti en logarithmes une augmentation de pression résultant de la combustion dans le cylindre, c'est-à-dire qu'elle correspond à un état sans combustion et est calculée par l'équation (1) ci-dessous d'après log P 1, log V1 et log P2, log V2 au moins en deux points préalablement établis (points "a" et "b" sur le dessin), comme représenté sur la Fig. 2.
X=AxlogVx+B (1) A = (log P 1 log P2) / (log V1 log V2) B = log Pl log V1 x (log Pl log P2) / (log V1 log V2) Lors de l'étape S40 est calculée une ligne de détermination Y pour déterminer l'instant d'allumage Tburn à l'aide de l'équation ci-dessous (2) d'après la ligne de base X calculée lors de l'étape S30. Cette ligne de détermination Y peut être trouvée en déplaçant parallèlement la ligne de base X de la valeur d'un seuil K dans la direction de l'axe vertical de la mappe de logarithmes (axe de coordonnées d'une valeur logarithmique log P).
Y=AxlogVx+B+K (2) K: seuil préalablement établi.
Lors de l'étape S50, il est déterminé si, oui ou non, la valeur logarithmique log P extraite de la mappe de conversion P lors de l'étape S20 est plus grande que la 35 ligne de détermination Y calculée lors de l'étape S40. Autrement dit, dans le cycle de combustion, il est déterminé si, oui ou non, une ligne Z de signal de combustion constituant une donnée continue de la valeur logarithmique log P extraite de la mappe de conversion P lors de l'étape S20 croise la ligne de détermination Y. S'il est déterminé ici que la relation (3) ci-après se vérifie (le résultat de la détermination est OUI), c'est-à-dire si la valeur logarithmique log P est supérieure à la ligne de détermination Y, le programme passe à l'étape suivante S60 et, s'il est déterminé que la relation (3) ci- dessous ne se vérifie pas, c'est-à-dire si la valeur logarithmique log P ne dépasse pas la ligne de détermination Y, le programme passe à l'étape S70.
log P Y (3) Lors de l'étape S60 est déterminé l'instant d'allumage. En particulier, pour commencer, comme représenté sur la Fig. 3A, une valeur logarithmique log V est trouvée à partir d'un point où la valeur logarithmique log P (le lieu de données continues de la valeur logarithmique log P est une ligne Z de signal de combustion) concorde avec la ligne de détermination Y. Ce point est un point Pi représenté sur la Fig. 3A, et il est déterminé que ce point Pi constitue l'instant d'allumage. Sur la Fig. 2, un point Pi où la ligne Z de signal de combustion (ligne en pointillés) croise la ligne de détermination Y (trait mixte) est un point qui doit être un instant d'allumage.
Ici, l'axe vertical du graphe représenté sur la Fig. 3A indique la valeur logarithmique log P lorsque la ligne de base X est placée dans une position "0" de l'axe vertical. Autrement dit, la valeur de l'axe vertical devient "valeur logarithmique log P ligne de base X". Ensuite, d'après la mappe de conversion V représentée sur la Fig. 3B, un angle 0 de vilebrequin correspondant à la valeur logarithmique log V trouvée sur la Fig. 3A est trouvé et il est déterminé que cet angle 0 de vilebrequin est un instant d'allumage, grâce à quoi le présent traitement est terminé.
Lors de l'étape S70, il est déterminé si, oui ou non, l'angle 0 de vilebrequin lu lors de l'étape S10 est supérieur à un instant de fin de détermination d'allumage (Ofin d'angle de vilebrequin) préalablement établi. Dans ce cas, si la relation (4) ci-dessous se vérifie (le résultat de la détermination est OUI), le programme passe à l'étape suivante S80 et, si la relation (4) ci-dessous ne se vérifie pas (le résultat de la détermination est NON), le programme revient à l'étape S 10.
B9fin (4) Il est déterminé, lors de l'étape S80, que le moteur diesel 1 est dans un état de raté d'allumage car l'angle 0 de vilebrequin lu lors de l'étape S10 dépasse l'instant 35 Ofin de fin de détermination d'allumage, et il est mis fin au présent programme.
[Effet de la première forme de réalisation] Dans la première forme de réalisation, la pression P dans le cylindre et le volume V du cylindre correspondant à l'angle 6 de vilebrequin au moins depuis la course de compression jusqu'à la course de combustion et de détente sont convertis respectivement en valeur logarithmique log P et en valeur logarithmique log V d'après la mappe de conversion P et la mappe de conversion V, et la valeur logarithmique log P et la valeur logarithmique log V sont extraites des mappes de logarithmes, grâce à quoi un changement dans la pression P dans le cylindre depuis la course de compression jusqu'à la course de combustion et de détente peut être exprimé sous la forme d'un signal de conversion logarithmique. Ce signal de conversion logarithmique est exprimé par une droite ayant un gradient donné avant que ne commence une augmentation de pression résultant de la combustion dans le cylindre, c'est-à-dire pendant que la pression P dans le cylindre varie uniquement en fonction du mouvement du piston 4. Par conséquent, le signal de marche de moteur peut être facilement estimé d'après le signal de conversion logarithmique par une méthode par approximation linéaire.
Plus précisément, le signal de marche de moteur peut être exprimé par une droite ayant un gradient donné en soumettant à une conversion logarithmique la pression P dans le cylindre et le volume V du cylindre correspondant à l'angle 9 de vilebrequin, et une parallèle décalée parallèlement d'une valeur prédéterminée K par rapport à cette droite sert de seuil en tant que ligne de détermination Y. Ici, un point d'intersection de cette ligne de détermination Y et de la ligne Z de signal de combustion à changement irrégulier peut être obtenu d'une manière stable. De la sorte, il est possible d'obtenir un excellent résultat de détection de l'instant d'allumage avec une grande précision tout en réduisant la charge de calcul.
En outre, selon le présent procédé, il est possible d'estimer le signal de marche de moteur sans utiliser l'équation polytropique qui nécessite un calcul de fonction exponentiel, et donc de réduire la charge de calcul.
En outre encore, selon le procédé de détection de l'instant d'allumage décrit dans la première forme de réalisation, un procédé de recherche d'un exposant polytropique n dans une mappe selon la technique antérieure, d'après le régime du moteur à combustion interne, ou des variations dans les moteurs à combustion interne, n'est pas employé, mais le signal converti en logarithme est trouvé pour chaque cycle de combustion du moteur diesel 1 et le signal de marche de moteur est estimé d'après le signal converti en logarithme trouvé. De ce fait, le signal de marche de moteur n'est pas affecté par un changement du régime du moteur diesel 1, en particulier un changement dans les variations des moteurs diesel 1. Il est donc possible d'estimer avec une grande précision le signal de marche de moteur pour chaque cycle de combustion et d'améliorer ainsi la précision de détection de l'instant d'allumage.
[Deuxième forme de réalisation] Dans cette deuxième forme de réalisation, on décrira un exemple dans lequel plusieurs injections sont pulvérisées pendant une même course de combustion, par exemple, la deuxième injection est pulvérisée après la première injection, et dans lequel un instant d'allumage Tburn pour la deuxième injection est détecté.
Par exemple, comme représenté sur la Fig. 6A, lorsque la deuxième injection ou une injection principale Qm est pulvérisée après la première injection ou une injection pilote Qp, comme représenté sur la Fig. 6B, une augmentation de pression résultant de la combustion de l'injection principale Qm survient après une augmentation de pression résultant de la combustion de l'injection pilote Qp et donc un signal de conversion logarithmique varie de la manière illustrée sur la Fig. 7. Dans ce cas, lorsque la ligne de détermination Y de l'instant d'allumage Tburn par rapport à l'injection principale Qm (deuxième injection) est calculée à l'aide du signal de marche de moteur comme ligne de base X de la manière décrite dans la première forme de réalisation, la ligne de détermination varie pour chaque cycle de combustion en raison de l'effet (variations) de l'injection pilote Qp (première injection), ce qui pose le problème que l'instant d'allumage Tburn pour l'injection principale Qm ne peut pas être déterminé avec une grande précision.
De ce fait, la ligne de base X est corrigée conformément à un instant d'injection commande Tm pour l'injection principale Qm et la ligne de détermination Y est calculée d'après la ligne de base X corrigée. En particulier, comme représenté sur la Fig. 8, la ligne de base X est corrigée de façon à passer par la valeur logarithmique log P lors de l'instant d'injection commande Tm pour l'injection principale Qm. De la sorte, la ligne de base X peut être établie (corrigée) sans être affectée par l'injection pilote Qp. Donc, en calculant la ligne de détermination Y d'après la ligne de base corrigée X, l'instant d'allumage Tburn pour l'injection principale Qm peut être détecté d'une manière très précise.
En outre, dans un autre exemple de détection de l'instant d'allumage Tburn pour la deuxième injection, il est également conseillé de corriger la ligne de base X 35 d'après l'instant de fin de combustion de la première injection. En particulier, la ligne de base X est corrigée de façon à passer par la valeur logarithmique log P à l'instant de fin de combustion de la première injection (injection pilote Qp dans l'exemple décrit plus haut). Le signal de conversion logarithmique est obtenu par approximation linéaire à l'aide de la valeur logarithmique log P à l'instant de fin de combustion de la première injection et de la valeur logarithmique log P lors de l'instant d'injection commande Tm pour la deuxième injection (l'injection principale Qm dans l'exemple décrit plus haut). Donc, en corrigeant la ligne de base X afin de passer par la valeur logarithmique log P à l'instant de fin de combustion de la première injection et en calculant la ligne de détermination Y d'après la ligne de base corrigée X, l'instant d'allumage Tburn pour l'injection principale Qm peut être détecté d'une manière très précise.
A cet égard, le procédé décrit dans la présente deuxième forme de réalisation peut être appliqué non seulement à un cas dans lequel deux injections (la première injection et la deuxième injection) sont pulvérisées pendant une même course de combustion, mais encore à un cas dans lequel plusieurs (trois ou plus) injections sont pulvérisées pendant une même course de combustion et où la pluralité (trois ou plus) d'injections comprend la première injection et la deuxième injection.
Par ailleurs, les exemples de la première injection et de la deuxième injection peuvent inclure non seulement l'injection pilote Qp et l'injection principale Qm, mais encore, par exemple, l'injection principale Qm ou la première injection et une post-injection Qpost, ou la deuxième injection après l'injection principale Qm. [Troisième forme de réalisation] Dans la présente troisième forme de réalisation, on va décrire un procédé de détermination d'un instant de fin de combustion.
Comme décrit dans la première forme de réalisation, avant le début d'une augmentation de pression provoquée par la combustion dans les cylindres, c'est-à-dire pendant que la pression P dans le cylindre change uniquement sous l'effet du mouvement du piston 4, PV = constante (P étant la pression dans le cylindre et V étant le volume du cylindre, n étant un exposant polytropique). C'est pourquoi le signal converti en logarithme (signal de marche de moteur) indiqué dans la mappe de logarithme, représenté sur la Fig. 9, est exprimé par une droite ayant un gradient donné. Ici, lorsque le gradient du signal converti en logarithme pour la valeur logarithmique log V est exprimée par un graphe, représenté sur la Fig. 10 (l'axe vertical est le gradient et l'axe horizontal est la valeur logarithmique log V), le signal de marche de moteur (la ligne de base X décrite dans la première forme de réalisation) est exprimé par une droite à gradient constant, parallèle à l'axe horizontal du dessin.
Ensuite, lorsqu'une combustion survient dans le cylindre, une pression de combustion augmente et le gradient du signal converti en logarithme augmente lui aussi rapidement pour indiquer une valeur maximale, puis la pression de combustion diminue et le gradient du signal converti en logarithme diminue lui aussi et converge vers une valeur constante conformément à la relation précitée PV = constante.
De ce fait, pour déterminer l'instant de fin de combustion, comme illustré sur la Fig. 9, l'ampleur de la variation de la valeur logarithmique log P étant exprimée par dlog P et l'ampleur de la variation de la valeur logarithmique log V étant exprimée par dlog V, et dlog P et dlog V étant exprimé par les équations (5) (6) ci-dessous (où i = entier naturel), le gradient du signal converti en logarithme est calculé à l'aide de l'équation (7) ci-dessous.
dlog P = log P(i) log P (i-1) (5) dlog V = log V(i) log V (i-1) (6) dlog P/dlog V (7) L'ECU 16 sert de moyen pour déterminer l'instant de la fin de la combustion selon la présente invention et détermine qu'un instant où le gradient du signal converti en logarithme calculé par l'équation (7) ci-dessus devient presque constant après le début de la combustion est un instant Tfin de fin de combustion (cf. Fig. 10).
La détermination de l'instant Tfin de fin de combustion peut également être appliquée lorsque l'instant de fin de combustion de la première injection décrit dans la deuxième forme de réalisation présentée plus haut est déterminé.
[Quatrième forme de réalisation] Dans la présente quatrième forme de réalisation sera décrit un procédé de calcul de la quantité de combustion au cours d'un seul cycle de combustion dans le moteur diesel 1.
La quantité de combustion lors d'un seul cycle de combustion est en corrélation avec le produit de la pression P dans le cylindre et du volume V du cylindre. La quantité de combustion peut donc être calculée en trouvant le produit de la pression P dans le cylindre et du volume V du cylindre. Le calcul de la quantité de combustion est effectué par l'ECU 16 qui sert de moyen de calcul de la quantité de combustion selon la présente invention.
En particulier, comme illustré sur la Fig. 11, dans le cas où le signal de marche du moteur est la ligne de base X, si on appelle Alog P pour cette ligne de base X l'augmentation de la valeur logarithmique log P dans un délai prédéterminé à partir de l'instant de fin de combustion ou de l'instant d'allumage Tburn, la quantité de combustion est calculée par l'équation (8) ci-dessous.
Quantité de combustion = Alog P + log V (8) Dans les première à quatrième formes de réalisation ont été décrits des procédés de détection de l'instant d'allumage Tburn, de détermination de l'instant de fin de combustion et de calcul de la quantité de combustion d'après le signal converti en logarithme. Cependant, les signaux convertis en logarithme décrits dans les formes de réalisation ne servent strictement que d'exemples et, par exemple, si un mode de combustion varie en fonction d'un instant d'injection, de la quantité de combustion et du nombre d'injections, il va de soi que les signaux convertis en logarithme varient eux aussi en fonction de ceux-ci.
Ici, les signaux convertis en logarithme selon divers modes de combustion sont illustrés sur les figures 12 à 14. Les figures 12A à 12D représentent la levée du gicleur d'injection de l'injecteur 15 et les figures 13A à 13E illustrent le signal de pression dans le cylindre présentant une variation de la pression réelle dans le cylindre en fonction de l'angle 9 de vilebrequin, et les figures 14A à 14E représentent le signal converti en logarithme.
Les figures 12A, 13A et 14A illustrent un cas dans lequel une injection est pulvérisée pendant un seul cycle de combustion et constituent un exemple où la levée du gicleur d'injection a lieu peu avant le PMH.
Les figures 12B, 13B et 14B illustrent également un cas dans lequel une 25 injection est pulvérisée pendant un cycle de combustion et constituent un exemple où la levée du gicleur d'injection a lieu peu après le PMH.
Les figures 12C, 13C et 14C illustrent un cas où deux injections (par exemple l'injection pilote Qp et l'injection principale Qm) sont pulvérisées pendant le cycle de combustion et il s'agit d'un exemple où la levée du gicleur d'injection par rapport à l'injection pilote Qp a lieu un peu avant le PMH et dans lequel la levée du gicleur d'injection par rapport à l'injection principale Qm a lieu peu après le PMH.
Les figures 12D, 13D et 14D illustrent également un cas dans lequel deux injections (par exemple l'injection principale Qm et la post-injection Qpost) sont pulvérisées pendant un même cycle de combustion et constituent un exemple dans lequel la levée du gicleur d'injection par rapport à l'injection principale Qm a lieu à peu près dans la position du PMH et où la levée du gicleur d'injection concernant la post-injection Qpost a lieu peu après le PMH.
Les figures 13E et 14E représentent des signaux de marche de moteur en l'absence de levée du gicleur d'injection, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas d'injection de carburant. Dans ce cas, comme décrit dans la première forme de réalisation, le signal de conversion logarithmique est représenté par une droite à gradient donné. [Cinquième forme de réalisation] Dans la première forme de réalisation a été décrit un procédé de détection de l'instant d'allumage Tburn de carburant d'après les informations fournies par le détecteur 21 de pression dans le cylindre et le détecteur 18 d'angle de vilebrequin. Cependant, si une erreur est provoquée dans la valeur de détection du détecteur 18 d'angle de vilebrequin par la position où est monté le détecteur 18 d'angle de vilebrequin et par les variations dans les moteurs, la précision de la détection de l'instant d'allumage Tburn est forcément touchée par l'erreur.
Donc, dans la présente cinquième forme de réalisation, on décrira un procédé de détection d'un point mort haut de compression (PMH) plus juste d'après la valeur détectée par le détecteur 21 de pression dans le cylindre.
L'ECU 16 sert de moyen de détection d'un point mort haut de compression. On va maintenant décrire un procédé de détection d'un point mort haut de compression par l'ECU 16 (un moyen pour détecter un point mort haut de compression) d'après un organigramme représenté sur la Fig. 15.
Lors de l'étape S100, il est déterminé si, oui ou non, un régime permettant de détecter un point mort haut de compression existe. La détection d'un point mort de compression est effectuée dans un régime spécifique où la pression P dans le cylindre varie en fonction seulement du mouvement alternatif du piston 4, sans être affectée par la pression de combustion du fait de la combustion dans le cylindre.
On entend par régime spécifique , par exemple, un état d'absence de combustion dans lequel l'injection du carburant est supprimée lorsque la vitesse du véhicule est réduite ou analogue, ou un état dans lequel l'instant de début de combustion dans le cylindre 3 est retardé plus que d'habitude.
Si le résultat de la détermination lors de cette étape 5100 est OUI,c'est-à-dire si le régime spécifique est présent, le programme passe à l'étape suivante 110 et, si le résultat de la détermination est NON, il est mis fin au présent traitement.
Lors de l'étape S110 est lue la valeur détectée (angle 9 de vilebrequin) par le détecteur 18 d'angle de vilebrequin.
Lors de l'étape 5120, lorsque le piston 4 s'élève dans le cylindre 3, la valeur de détection (appelée pression de base Pbase) dans le détecteur 21 de pression dans le cylindre, détectée à un certain angle de base (appelé angle de base 01 ) du vilebrequin est lue. Ici, comme illustré sur la Fig. 16 et la Fig. 17, l'angle de base 01 est établi dans une région où une vitesse de variation (vitesse d'accroissement) de la pression P dans le cylindre est forte, c'est-à-dire dans une région où la pression P dans le cylindre augmente fortement par rapport à l'angle B de vilebrequin (par exemple 10 avant le PMH). Ici, la Fig. 17 est une vue agrandie d'une partie A de la Fig. 16 et représente un signal de pression dans le cylindre vers l'angle de base 01.
Lors de l'étape 5130, il est déterminé si, oui ou non, l'angle B de vilebrequin est supérieur à un angle Opmh de vilebrequin au PMH. Ici, si la relation (9) ci-après se vérifie (le résultat de la détermination est OUI), c'est-à-dire si l'angle 9 de vilebrequin est supérieur à l'angle Opmh de vilebrequin au PMH, le programme passe à l'étape suivante S 140, et si la relation (9) ci-après ne se vérifie pas (le résultat de la détermination est NON), l'étape S130 est exécutée de manière répétée jusqu'à ce que la relation (9) ci-dessous se vérifie: B 0pmh (9) Lors de l'étape S140 est lue la valeur (pression P dans le cylindre) détectée par le détecteur 21 de pression dans le cylindre.
Lors de l'étape S150, il est déterminé si, oui ou non, la pression de base Pbase lue lors de l'étape S120 est ou n'est pas inférieure à la pression P dans le cylindre lue lors de l'étape S140. Ici, si la relation (10) ci-dessous se vérifie (le résultat de la détermination est OUI), c'est-à-dire si la pression P dans le cylindre est inférieure à la pression de base Pbase, le programme passe à l'étape suivante S160 et, si la relation (10) ci-dessous ne se vérifie pas (le résultat de la détermination est NON), le programme revient à l'étape S 140.
P _<Pbase (10) Lors de l'étape S 160, un angle de vilebrequin (appelé angle objectif 02 ) lorsque la pression P dans le cylindre devient égale à la pression de base Pbase est 30 détecté.
Lors de l'étape S170 est calculée l'ampleur d'erreur de PMH (AOpmh). Ici, comme illustré sur la Fig. 16, un point médian de l'angle de base 01 et de l'angle objectif 02 est supposé être un PMH réel et une différence entre le PMH réel et l'angle Opmh de vilebrequin au PMH détecté par le détecteur 18 d'angle de vilebrequin est calculée comme ampleur d'erreur de PMH (AOpmh). En particulier, l'ampleur d'erreur de PMH (AOpmh) est calculée par l'équation (11) suivante: AOpmh = 6pmh (61 + 02)/2 (11) [Effet de la cinquième forme de réalisation] Dans cette cinquième forme de réalisation, l'angle de base 01 est établi dans une région où la pression P dans le cylindre augmente fortement par rapport à l'angle 6 de vilebrequin (par exemple 10 avant le PMH) et un point médian de cet angle de base 01 et de l'angle objectif 02 est détecté comme PMH. Donc, en comparaison de la technique antérieure décrite dans JP-11-210 546A, l'erreur de détection du détecteur 21 de pression dans le cylindre provoquée par les perturbations peut être réduite, aussi le PMH peut-il est détecté d'une façon plus juste.
[Sixième forme de réalisation] Il y a un cas où, lorsque la valeur détectée (signal analogique) par un détecteur 21 de pression dans le cylindre est appliquée par l'intermédiaire d'un circuit de filtrage 25, représenté sur la Fig. 18, dans le procédé de détection d'un PMH décrit dans la cinquième forme de réalisation, un retard de phase est provoqué par les caractéristiques de filtrage du circuit de filtrage 25. Dans ce cas, lorsque le PMH est détecté d'après le signal (pression P dans le cylindre) à retard de phase, il est inévitablement produit une erreur entre un PMH réel et le PMH détecté (l'ampleur du retard de phase provoqué par un traitement de filtrage).
Dans cette sixième forme de réalisation, le PMH est donc détecté à l'aide d'un signal d'un autre système non traité par le circuit de filtrage 25. Ainsi, lorsque l'ECU 16 détecte un PMH, l'ECU 16 lit un signal analogique délivré par le détecteur 21 de pression dans le cylindre sans filtrer le signal analogique et détecte le PMH à l'aide du signal analogique non soumis au traitement de filtrage. De la sorte, un PMH réel peut être détecté sans provoquer de retard de phase.
[Septième forme de réalisation] Dans la sixième forme de réalisation cidessus a été décrit un procédé de détection d'un PMH à l'aide d'un signal d'un autre système non traité par le circuit de filtrage 25. Cependant, même si un PMH est détecté à l'aide d'un signal soumis au traitement de filtrage, en supprimant la valeur du retard de phase provoquée par le traitement de filtrage, un PMH peut être détecté d'une façon juste. Dans la présente septième forme de réalisation, on décrira ce procédé.
D'une façon générale, la caractéristique du circuit de filtrage 25 a une tendance selon laquelle plus la fréquence d'un signal traité par le circuit de filtrage 25 est élevée, plus l'ampleur du déphasage (retard de phase) est grande (cf. Fig. 18).
La fréquence du signal de pression P dans le cylindre servant à détecter un PMH est proportionnelle à la vitesse du moteur. Des PMH sont donc détectés à différentes vitesses du moteur, par exemple, comme représenté sur la Fig. 19, à la première vitesse A du moteur et la deuxième vitesse B du moteur, pour calculer l'ampleur du retard provoqué par le traitement de filtrage.
En particulier, la caractéristique de filtrage (corrélation entre la fréquence du signal et le retard de phase) est obtenue d'après le PMH détecté à la première vitesse A du moteur et le PMH détecté à la deuxième vitesse B du moteur, grâce à quoi il est possible de trouver l'ampleur du retard d'après la caractéristique de filtrage à une vitesse X du moteur. Selon ce procédé, comme représenté sur la Fig. 20, l'ampleur du retard du filtre qui varie avec la vitesse (fréquence) du moteur peut être séparée de la valeur d'erreur du PMH. Il est donc possible de détecter avec une grande précision l'erreur du PMH et d'évaluer l'ampleur du retard provoqué par le traitement de filtrage et donc de détecter avec une grande précision l'instant d'allumage Tburn.
Claims (7)
1. Dispositif de commande pour moteur à combustion interne (1), 5 comprenant: un détecteur (18) d'angle de vilebrequin qui détecte un angle de vilebrequin d'un moteur à combustion interne (1) et délivre un signal de PMH lorsqu'un piston allant et venant dans un cylindre du moteur à combustion interne (1) atteint un point mort haut de compression représentant un point mort haut d'une course de compression; un détecteur (21) de pression dans un cylindre pour détecter une pression dans un cylindre représentant une pression dans le cylindre; un moyen de détection (16) de point mort haut de compression qui détecte le point mort haut de compression d'après la pression dans le cylindre à l'aide du détecteur (21) de pression dans un cylindre dans un régime de fonctionnement spécifique dans lequel la pression dans le cylindre change uniquement en fonction d'un mouvement de va-et-vient du piston sans être affectée par une pression de combustion créée par la combustion dans le cylindre; et un moyen de correction (16) de PMH qui corrige le signal de PMH délivré par le détecteur (18) d'angle de vilebrequin d'après le point mort haut de compression détecté, caractérisé en ce qu'au moyen de détection de point mort haut de compression est entrée une pression de base du détecteur (21) de pression dans le cylindre, qui est détectée à un angle de base représentant un certain angle de vilebrequin de base lorsque le piston s'élève dans le cylindre, puis il détecte un angle objectif représentant un angle de vilebrequin auquel une valeur de détection du détecteur (21) de pression dans le cylindre devient égale à la pression de base lorsque le piston descend dans le cylindre, et détecte donc comme point mort haut de compression un point médian entre l'angle de base et l'angle objectif.
2. Dispositif de commande pour moteur à combustion interne (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le régime spécifique est un état sans combustion dans lequel aucune injection de carburant n'est réalisée.
3. Dispositif de commande pour moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le régime spécifique est un régime dans lequel un instant de début de combustion est retardé.
4. Dispositif de commande pour moteur à combustion interne (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de détection (16) de point mort haut de compression établit l'angle de base dans une région dans laquelle une vitesse d'accroissement de la pression dans le cylindre est relativement forte.
5. Dispositif de commande pour moteur à combustion interne (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une valeur de signal analogique de détection du détecteur (21) de pression dans le cylindre est entrée au moyen de détection (16) de point mort haut de compression sans passer par un circuit de filtrage (25), depuis un circuit d'entrée d'un système séparé qui n'exécute aucun traitement de filtrage.
6. Dispositif de commande pour moteur à combustion interne (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, lorsqu'une valeur de signal analogique de détection de la pression dans le cylindre est entrée au moyen de détection de point mort haut de compression par l'intermédiaire d'un circuit de filtrage (25) pour créer un retard de phase par un traitement de filtrage, le moyen de détection (16) de point mort haut de compression détecte le point mort haut de compression en supprimant le retard de phase.
7. Dispositif de commande pour moteur à combustion interne (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de détection (16) de point mort haut de compression trouve une caractéristique de filtrage représentant une corrélation entre une vitesse du moteur et l'ampleur du retard de phase d'après un point mort haut de compression détecté à une première vitesse du moteur et un point mort haut de compression détecté à une deuxième vitesse du moteur et calcule l'ampleur du retard de phase provoqué par le traitement de filtrage d'après cette caractéristique de filtrage.
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