FR2872221A1 - Procede de gestion d'un moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne selon lequel chaque cylindre du moteur à combustion interne est associé à au moins une déviation de régulation et au moins un régulateur qui à partir de la déviation de régulation associée, prédéfinit un signal de commande spécifique à chaque cylindre.Au moins un premier régulateur qui prédéfinit le signal de commande selon au moins un signal caractérisant la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et au moins un second régulateur prédéfinit un signal de commande en fonction d'au moins un signal caractérisant la composition des gaz d'échappement.Selon au moins un paramètre de fonctionnement, on prédéfinit le signal de commande soit à partir du premier ou du second régulateur, soit par une combinaison d'un signal généré par le premier régulateur et d'un signal généré par le second régulateur.
Description
Domaine de l'invention
La présente invention concerne un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne selon lequel chaque cylindre du moteur à combustion interne est associé à au moins une déviation de régulation et au moins un régulateur, qui à partir de la déviation de régulation associée, prédéfinit un signal de commande spécifique à chaque cylindre.
Etat de la technique Les légères différences entre les cylindres d'un moteur à combustion interne génèrent des couples et des gaz d'échappement légèrement différents lors de chaque opération de combustion. Ces différences de couple engendrent par exemple les secousses du moteur ainsi que des variations de régime, audibles. Pour compenser de telles différences de couple, il est prévu selon l'état de la technique d'utiliser une régulation de mouvement selon laquelle, en fonction de la vitesse de rotation (régime) saisie du moteur on définit et on corrige les doses injectées dans les différents cylindres. Cette régulation de régularité de fonctionnement ne peut toutefois s'utiliser qu'aux faibles régimes du moteur, car les défauts de la denture liés à la fabrication de la roue phonique utilisée de manière générale pour la saisie de la vitesse de rotation (régime) et la torsion du vile- brequin, perturbent la mesure de la vitesse de rotation. Ces perturbations se répercutent plus fortement aux régimes élevés du moteur qu'aux régi-mes faibles. Pour compenser de telles perturbations, on effectue une régulation de compensation de dosage qui prend en compte ces perturbations par une adaptation du capteur et une compensation de la torsion. Mais une telle régulation de compensation de dosage ne peut s'utiliser qu'aux régimes faibles et moyens du moteur.
Le document EP-1 215 388-A2 décrit une compensation des cylindres utilisant le coefficient lambda. Selon ce procédé, on équilibre de manière précise la valeur de coefficient lambda des gaz d'échappement de différents cylindres à l'aide d'une régulation de compensation de cylindre utilisant le coefficient lambda. Les doses corrigées sont déterminées pour les doses à injecter dans les différents cylindres à partir du signal d'au moins une sonde lambda. Si la résolution du signal de la sonde lambda est suffisamment bonne, on peut utiliser la régulation de compensation des cylindres dans une plage très étendue de régime et de charge du moteur.
La régulation de la régularité de fonctionnement et la régulation de la compensation des cylindres utilise certes la même action de réglage mais sur le plan de la régulation de la compensation des cylindres, il s'agit de procédés en concurrence de sorte que les deux procédés ne peuvent agir simultanément de manière non coordonnée. Cela est notamment vrai pour des rendements individuels par cylindre, des erreurs de mesure de régime, la prise de couple à une fréquence du moteur, des charges différentes en oxygène des cylindres et des coefficients de réintroduction différents des gaz d'échappement.
But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne du type défini cidessus permettant la même intervention à la fois dans la régulation de régularité de fonctionnement et dans la régulation de compensation des cylindres s'appuyant sur un coefficient lambda.
Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'au moins un premier régulateur prédéfinit le signal de commande selon au moins un signal caractérisant la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et au moins un second régulateur prédéfinit un signal de commande en fonction d'au moins un signal caractérisant la composition des gaz d'échappement, et selon au moins un paramètre de fonctionnement caractérisant l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne, on prédéfinit le signal de commande soit à partir du premier ou du second régulateur soit par une combinaison d'un signal de commande généré par le premier régulateur et d'un signal de commande généré par le second régulateur.
En d'autres termes, l'idée de base de l'invention consiste à utiliser à la fois la régulation de régularité de fonctionnement et la régulation de compensation de cylindre, selon l'état de fonctionnement pour dé-terminer le signal de commande.
Il est également possible de combiner les signaux de commande des deux régulateurs car ces deux régulateurs utilisent la même action de régulation. Le choix du régulateur selon l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne évite que les deux régulateurs présentent dans une certaine mesure des fonctionnements opposés et que les deux circuits de régulation se perturbent et deviennent instables.
Ainsi par une conception avantageuse du procédé, au moins l'un des paramètres de fonctionnement caractérisant l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne, est la fréquence de l'arbre à 30 35 came qui se saisit facilement. Le spectre de fréquence de l'arbre à came est subdivisé en plages de fréquence et chaque plage de fréquence est associée au premier ou au second régulateur ou aucun des deux régulateurs.
Au moins l'un des deux paramètres de fonctionnement caractérisant le moteur à combustion interne peut également être un ou plusieurs rapports quantité/régime, prédéfinis ou une ou plusieurs plages de fonctionnement qui sont prélevées dans un champ de caractéristiques quantité/régime caractérisant de préférence une plage de fonctionnement.
Une plage de fonctionnement correspond à un certain intervalle de rapport quantité/vitesse de rotation, également appelé point de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, et qui peut également être représenté par des surfaces dans le champ des caractérisitiques quantité/vitesse de rotation.
Selon un autre développement du procédé, l'instant où le type d'injection est le paramètre de fonctionnement caractérisant l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne, utilisé comme critère de décision pour la sélection du régulateur. Par exemple le signal de commande d'un moteur à combustion interne à allumage non commandé est prédéfini soit à partir d'au moins un premier régulateur ou d'au moins un second régulateur, ou de la combinaison du signal de commande d'au moins un premier régulateur et le signal de commande d'au moins un second régulateur, suivant que l'on a une préinjection ou une injection principale.
On peut combiner le signal de commande d'au moins un premier régulateur et d'au moins un second régulateur de différentes manières. Selon un développement avantageux, la combinaison se fait par l'addition pondérée de signaux de commande venant au moins du premier et du second régulateur.
La combinaison des signaux de commande se fait de préférence en fonction de rapports quantité/vitesse de rotation prédéfinis, c'est-à-dire suivant les plages de fonctionnement du moteur à combustion interne prises avantageusement dans un champ de caractéristiques quantité/vitesse de rotation.
Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un procédé selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma par blocs d'un premier mode de réalisation du procédé ; la figure 2 représente schématiquement un champ de caractéristiques quantité/vitesse de rotation pour décrire différentes plages de fonction5 nement du moteur à combustion interne; la figure 3 montre un schéma par blocs d'un autre développement du procédé; la figure 4 montre un schéma par blocs pour décrire la réalisation du procédé représenté à la figure 3.
Description des modes de réalisation
Selon la figure 1, un premier exemple de réalisation d'un procédé de commande ou de gestion d'un moteur à combustion interne utilise un premier régulateur 110 et un second régulateur 120 recevant chacun les paramètres de fonctionnement 111, 121 caractérisant l'état de fonctionnement d'un moteur à combustion interne (non représenté à la figure 1). Ces paramètres de fonctionnement sont comme l'indique sché- matiquement la figure 1, le multiple de la fréquence d'arbre à came fNw.
Jusqu'à un certain seuil du multiple de cette fréquence d'arbre à came fNw jusqu'à la fréquence triple de l'arbre à came, le premier régulateur qui est un régulateur de compensation de vitesse de rotation 110 fournit un si- gnal de sortie 114 pour la commande individuelle par cylindre. Au-dessus de ce seuil, le second régulateur qui est un régulateur de compensation du coefficient lambda 120 fournit un signal de commande 124 pour la commande individuelle par cylindre; la grandeur caractérisant l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne pour laquelle le régula- teur de compensation de coefficient lambda 120 forme le signal de com- mande 124 pour la commande individuelle par cylindre est le quadruple de la fréquence d'arbre à came; dans le cas d'un moteur à combustion interne à huit cylindres, cette fréquence est la moitié de la fréquence d'allumage. Par un filtrage approprié, connu en soit, par exemple à l'aide d'un filtre passe bande et d'un circuit de moyenne, on active les régulations de compensation pour ces fréquences. Dans cette réalisation on active à la fois le régulateur de compensation de vitesse de rotation 110 et le régulateur de compensation de coefficient lambda 120. Ce type de régula- tion peut se faire notamment si le moteur à combustion interne a un sys- tème d'alimentation en air à double flux et si la séquence d'allumage est associée chaque fois de manière alternée à ce système d'alimentation en air. Dans ce cas, les deux systèmes d'alimentation en air seront affectés d'une erreur systématique du coefficient d'air lambda correspondant à la demi fréquence d'allumage.
Selon un autre exemple de réalisation, on effectue la régulation du premier régulateur, c'est-à-dire celle du régulateur de compen- sation de vitesse de rotation 110, prescrit et du second régulateur c'est- à-dire du régulateur de compensation de coefficient lambda 120 selon la plage de fonctionnement caractérisée par les rapports prédéfinis quantité à injecter/vitesse de rotation du moteur à combustion interne. De telles plages de fonctionnement différentes du moteur à combustion interne sont représentées schématiquement à la figure 2 par un champ de caractéristiques quantité/vitesse de rotation. Pour une faible vitesse de rotation (faible régime) et faible quantité injectée, on se trouve dans la plage dite de confort avec une régulation de compensation de vitesse de rotation par le régulateur de compensation de vitesse de rotation 110. Dans la plage con- cernant les gaz d'échappement et dans la partie restante de la plage de fonctionnement, on aura une régulation de compensation du coefficient lambda par le régulateur de compensation de coefficient lambda 120. Dans une plage de fonctionnement appelée plage transitoire, on utilise la combinaison décrite ci-après des grandeurs de régulation.
La figure 3 montre schématiquement un montage ou circuit pour la mise en oeuvre de la régulation dans cette plage transitoire. Une première unité 310 du circuit prépare le signal et le signal de vitesse de rotation actuel nAet ainsi que le coefficient d'air (appelé 02 à la figure 3) sont fournis à une unité 320 qui permet une combinaison détaillée en- suite des deux régulateurs 110, 120. Cette unité 320 génère un signal de commande AME appliqué à une autre unité 320 pour effectuer une intervention de régulation sur le moteur à combustion interne 340. Le régime moteur ou vitesse de rotation du moteur nmoteur du moteur à combustion interne 340 saisie par des capteurs connus ainsi que le coefficient lambda sont appliqués à l'unité 310 par les lignes de transmission de signaux 311, 312. On réalise de cette manière deux circuits de régulation travaillant simultanément.
La figure 4 montre l'unité 320 qui représente de façon dé- taillée la combinaison proprement dite des circuits de régulation. L'unité de circuit 320 comporte un premier filtre à bande passante 321 et un se- cond filtre à bande passante 322. Le premier filtre à bande passante 321 reçoit le signal de vitesse de rotation, préparé nAet; le second filtre à bande passante 322 reçoit le signal d'oxygène 02, préparé. Une première unité 323 génère un signal de vitesse de rotation nFBC pour un régulateur de compensation de vitesse de rotation (régulateur de compensation de régime) ; une seconde unité 324 génère un signal O2LBC pour un régulateur de compensation du coefficient lambda. Les signaux sont pondérés dans des unités 325a, 325b et 326a, 326b du circuit pour être additionnés dans un additionneur 327 et être appliqués à un régulateur 328 qui forme le signal de commande AME du moteur à combustion interne.
Un coefficient de pondération y pris en compte dans les unités 325b, 326b décide du régulateur et de l'importance de son action.
Pour y = 0 seul le régulateur de vitesse de rotation agit alors que pour y = 1, seul le régulateur de compensation du coefficient lambda est en action. Pour la plage 0 < y < 1, à la fois le régulateur de vitesse de rotation et le régulateur de régularité de fonctionnement sont actifs; le régulateur de vitesse de rotation travaille avec la pondération (1 - y) et le régulateur de régularité de fonctionnement travaille avec la pondération y. Le coefficient de pondération y se détermine selon l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne, c'est-à-dire selon la charge, selon la vitesse de rotation ou paramètres analogues à l'aide de champs de caractéristiques. Ain-si le coefficient y a pour valeur de préférence 0 pour les faibles vitesses de rotation (faibles régimes) car le régulateur de régularité de fonctionnement s'applique de préférence à ce moment. Pour des vitesses de rotation plus élevées, le régulateur de régularité de fonctionnement est en revanche fortement perturbé par les oscillations de torsion. C'est pourquoi on fixe de préférence y à la valeur 1. Une grandeur de régulation Ax donnée par l'additionneur (figure 4) se détermine selon l'équation suivante: Ax=Kn.(1-y)ÉnFBC +KXÉyÉO2LBC Dans cette équation nFBC est la grandeur de régulation d'origine du régulateur de vitesse de rotation et O2LBC est la grandeur de régulation d'origine du régulateur de compensation lambda. Des coeffi- cients Kn et KI sont de préférence des coefficients de normalisation, prédé- finis, qui accordent l'un à l'autre les amplificateurs de boucle, différents des deux régulateurs. Pour y < 0,5, le régulateur de compensation de vi- tesse de rotation a une influence plus grande sur la régulation; pour y = 0,5 l'influence du régulateur de compensation de vitesse de rotation et du régulateur de compensation du coefficient lambda sont sensiblement les mêmes; pour y tel que 0,5 < y < 1, l'influence sur la régulation par le ré- gulateur de compensation lambda est définie. Au cas où le régulateur de compensation de coefficient lambda et le régulateur de compensation de la vitesse de rotation nécessite des paramètres de régulation différents, ces paramètres peuvent se déterminer par la combinaison de valeurs de paramètres de régulation pondérées, de façon analogue à la grandeur de régulation sous la forme suivante: P = PFBC. (1 - y) + PLBC * y cette grandeur s'obtient par interpolation de la valeur y. Ces mesures permettent d'éviter des variations brutales de fonctionnement pour les interventions de régulation.
Selon un autre développement du procédé on détermine les paramètres de fonctionnement caractérisant l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne par l'instant de l'injection, c'est-à-dire suivant que l'on prédéfinit une pré-injection, une injection principale ou une postinjection et l'instant de la pré-injection, celui de l'injection principale ou celui de la post-injection sont par exemple définis par l'angle du vilebrequin.
On peut également combiner les différents modes de réalisation décrits cidessus.
Claims (8)
1 ) Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (340) selon lequel chaque cylindre du moteur à combustion interne (340) est associé à au moins une déviation de régulation et au moins un régulateur, qui à partir de la déviation de régulation associée, prédéfinit un signal de commande spécifique à chaque cylindre, caractérisé en ce qu' au moins un premier régulateur (110) prédéfinit le signal de commande selon au moins un signal caractérisant la vitesse de rotation du moteur à io combustion interne et au moins un second régulateur (120) prédéfinit un signal de commande en fonction d'au moins un signal caractérisant la composition des gaz d'échappement, et selon au moins un paramètre de fonctionnement caractérisant l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne (340), on prédéfinit le signal de commande soit à partir du premier ou du second régulateur soit par une combinaison d'un signal de commande généré par le premier régulateur (110) et d'un signal de commande généré par le second régulateur (120).
2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre de fonctionnement caractérisant l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne (340) est la fréquence de l'arbre à came.
3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le spectre de fréquence de la fréquence de l'arbre à came est subdivisé en plages de fréquences, et à chaque plage de fréquence on associe soit le premier soit le second régulateur (110, 120), soit aucun des deux régula- teurs.
4 ) Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le paramètre de fonctionnement caractérisant l'état de fonctionnement du 35 moteur à combustion interne (340) est constitué par les rapports prédéfinis quantité/vitesse de rotation.
5 ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les rapports prédéfinis quantité/vitesse de rotation sont prélevés dans un champ de caractérisitiques quantité/vitesse de rotation.
6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre de fonctionnement caractérisant l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne (340) est défini par l'instant de l'injection.
7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la combinaison est une addition dies signaux de commande pondérés d'au moins un premier et un second régulateur (120).
8 ) Procédé selon les revendications 1 ou 7,
caractérisé en ce que la combinaison des signaux de commande d'au moins un premier régulateur (110) et d'au moins un second régulateur (120) se fait en fonction de rapports prédéfinis quantité/vitesse de rotation du moteur à combustion interne (340).
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