FR2892464A1

FR2892464A1 - Procede et dispositif de commande d'un moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR2892464A1
Application number: FR0654433A
Authority: FR
Inventors: Jens Damitz; Michael Kessler; Mohamed Youssef; Arnold Engber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2007-04-27
Also published as: ITMI20061971A1; US20070106450A1; DE102006001369A1; US7383116B2

Abstract

Dispositif et procédé de commande d'un moteur à combustion interne selon lequel on compare une grandeur de bruit à une valeur de consigne et partant de la comparaison on prédéfinit une grandeur de réglage.On calcule la grandeur de bruit par une sommation pondérée d'au moins deux caractéristiques.

Description

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de

commande d'un moteur à combustion interne selon lequel on compare une grandeur de bruit à une valeur de consigne et partant de la comparaison on prédéfinit une gran- deur de réglage, L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Etat de la technique Selon le document DE 103 05 656 on connaît un procédé et un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne. Le procédé décrit dans ce document utilise différentes grandeurs caractéristiques à partir du signal fourni par un capteur de bruit de structure et ces grandeurs caractéristiques servent à réguler le moteur à combustion interne. Lors de la commande et/ ou de la régulation d'un moteur à combustion interne, notamment d'un moteur à combustion interne de type diesel, on utilise des procédés de combustion homogènes et/ou partiellement homogènes caractérisés par un coefficient élevé de recyclage des gaz d'échappement en combinaison avec une injection modifiée par rapport à celle d'une combustion classique pour arriver à un retard d'allumage important. Ces procédés de combustion sont utilisés dans les plages partielles du champ de caractéristiques de fonctionnement du moteur comme une sorte de mode de fonctionnement à côté du procédé de combustion classique, non homogène. De façon avantageuse, dans le cas de tels procédés de combustion homogène ou partiellement homogène, on a une faible émission de produits polluants, notamment d'oxydes d'azote et de particules. Mais l'inconvénient de ce procédé de combustion homo-gène ou partiellement homogène est la forte émission de bruit à cause du retard important à l'allumage ; les moyens connus tels qu'une augmentation du coefficient de recyclage des gaz d'échappement ou le réglage dans le sens du retard de la combustion ne permettent pas d'éviter complète-ment ce fonctionnement très bruyant. Surtout au passage du mode de fonctionnement classique au mode de fonctionnement partiellement homogène ainsi que dans les états de fonctionnement dynamiques, on rencontre de telles émissions de bruit.

Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un procédé du type défini ci-dessus, ca- ractérisé en ce qu'on calcule la grandeur de bruit par une sommation pondérée d'au moins deux caractéristiques. L'invention concerne également un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que des moyens calculent la grandeur de bruit à l'aide d'au moins une sommation pondérée d'au moins deux caractéristiques. Ainsi, selon l'invention, en déterminant une grandeur de bruit, c'est-à-dire une grandeur représentant le bruit caractérisant l'intensité des bruits de combustion, on dispose d'une grandeur caractéristique permettant une régulation et/ou commande précise du moteur à combustion interne. Il est particulièrement avantageux que cette grandeur caractéristique soit calculée par une sommation pondérée utilisant au moins deux grandeurs de bruit distinctes. Cette grandeur de bruit permet d'évaluer l'émission de bruit 15 par le véhicule. Cela permet d'optimiser en permanence la commande et/ou la régulation du moteur à combustion interne en tenant compte des bruits de combustion. Les différentes grandeurs de bruit se déterminent de préférence à partir de grandeurs de mesure caractérisant l'opération de com- 20 bustion. Des signaux tels que la pression dans la chambre de combustion et/ou le bruit de structure conviennent tout particulièrement. A côté des grandeurs de bruits distincts déduites de ces grandeurs on peut égale-ment calculer d'autres grandeurs de bruits isolés venant du système d'alimentation en air. 25 Les coefficients utilisés pour pondérer les grandeurs de bruits, distinctes, sont appris. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation représentés dans les dessins an-30 nexés dans lesquels : - la figure 1 montre les éléments principaux du dispositif de l'invention, - la figure 2 montre une présentation détaillée de la préparation du signal selon l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention 35 La figure 1 montre le procédé de l'invention à l'aide d'un schéma par blocs. La référence 100 désigne un moteur à combustion in-terne. Ce moteur à combustion interne est équipé d'un système d'injection 110, d'un premier capteur 120 et d'un second capteur 125. A côté de ces éléments, on peut également avoir d'autres capteurs et d'autres organes de réglage ou d'actionnement du moteur à combustion interne 100. Le premier capteur fournit un signal P à un moyen de cal-cul de caractéristique 130 ; le second capteur 125 fournit également un signal KW au moyen de calcul de caractéristique 130. Partant de ces grandeurs, et le cas échéant avec d'autres grandeurs, le moyen de calcul de caractéristique 130 calcule une première grandeur B et une seconde grandeur G. La seconde grandeur G, encore appelée grandeur de bruit (c'est-à-dire une grandeur représentant un bruit), arrive dans un second régulateur 140 encore appelé régulateur de bruit ; à partir de là le signal est transmis à un point de combinaison 150. La première grandeur B arrive directement au point de combinaison 150. Le signal de sortie du point de combinaison 150 est appliqué à un point de combinaison 155 dont la seconde entrée reçoit le signal de sortie S d'un moyen de prédéfinition de valeur de consigne 160. Le signal de sortie du point de combinaison 155 est appliqué à un premier régulateur 170. Il y a également d'autres fonctions de commande 180 qui fournissent les différentes grandeurs de commande. Il s'agit entre autre d'une grandeur BP2 indiquant le début d'une pré-injection, une grandeur DP2 indiquant la durée de la pré-injection, la grandeur P2 indiquant la pression dans la rampe d'un système à rampe commune et la grandeur BM2 indiquant le début d'une injection principale. Ces grandeurs arrivent respectivement à l'un des points de combinaison 190, 192, 194, 196. La seconde entrée du point de combinaison 190 reçoit le signal de sortie BPI du second régulateur 140. La seconde entrée du point de combinaison 192 reçoit le signal de sortie DP1 du second régulateur 140. La seconde entrée du point de combinaison 194 reçoit le signal de sortie Pl du second régulateur 140. La seconde entrée du point de combinaison 196 reçoit le signal de sortie BM1 du premier régulateur 170, c'est-à-dire que les gran-deurs de réglage des fonctions de commande 180 sont combinées aux points de combinaison 190, 192, 194, 196 aux grandeurs de réglage du premier régulateur 170 ou du second régulateur 140. Ces grandeurs servent à la commande du système d'injection 110. Habituellement, on utilise comme système d'injection, un injecteur comportant une électrovanne ou un actionneur piézo-électrique dont le début de la commande correspond au début de l'injection et la fin de la commande définit avec le début de la commande la durée d'injection et ainsi influence la dose de carburant injectée. De plus, il est prévu un élément de réglage qui influence la pression de la rampe commune. En fonction des signaux BPI, DP 1, Pl, BM1, l'électrovanne ou l'actionneur piézo-électrique règle la grandeur correspondante. Les grandeurs indiquées correspondent à une sélection préférentielle de grandeurs sur les- quelles agissent le régulateur de bruit 140 ou le premier régulateur 170. A côté de ces grandeurs, les deux régulateurs peuvent également utiliser d'autres grandeurs. Dans des modes de réalisation simplifiés le régulateur n'agit que sur une sélection de grandeurs ou sur seulement une grandeur. Comme autres grandeurs de réglage sur lesquelles le régulateur de bruit peut intervenir, il y a la durée de la pré-injection, le début de la pré-injection et/ou le nombre de pré-injections. Cela signifie que l'on peut prévoir une ou plusieurs pré-injections ; dans le cas d'une ou plu-sieurs pré-injections on peut intervenir sur la durée et/ou le début des pré-injections. S'il existe des actionneurs correspondants, on peut avanta- 15 geusement utiliser la rotation de la quantité d'air alimentant le moteur à combustion interne comme grandeur de réglage. On peut également utiliser un élément chauffant. Cela signifie que pour réguler le bruit on peut utiliser une opération d'allumage particulière encore appelée allumage ou incandescence intermédiaire pour les bougies d'allumage. On peut utiliser 20 pour cela comme grandeur de réglage, la température des bougies de chauffage, la durée de l'opération de chauffage, la fréquence de l'opération de chauffage et/ou une autre grandeur agissant sur la température des bougies de chauffage. On peut en outre prévoir que le régulateur de bruit agisse sur le système d'alimentation en air. D'une manière particulière- 25 ment avantageuse, la grandeur de réglage utilisée est le coefficient de recyclage des gaz d'échappement ou une grandeur comparable au coefficient de recyclage des gaz d'échappement. Selon l'invention, le moyen de prédéfinition de valeur de consigne 160 prédéfinit une valeur de consigne S pour la position de la 30 combustion. Cette valeur de consigne est comparée à la première gran- deur B au point de combinaison 155. Partant de cette comparaison, le premier régulateur 170 détermine une première grandeur de réglage BM 1 qui influence le début de l'injection principale. Cette grandeur est combi- née au point de combinaison 156 à la grandeur de commande BM2 qui 35 indique également le début de la combustion et est prédéfinie par d'autres fonctions de commande 180. Cela signifie que le moyen de calcul de ca- ractéristiques 130 partant du signal P, calcule une valeur réelle de la po- sition de combustion qui sera combinée au point de combinaison 155 à la valeur de consigne S. Partant de la déviation entre la valeur réelle et la valeur de consigne de la position de combustion, le premier régulateur 170 définit la grandeur de réglage BM 1 pour influencer le début de l'injection principale. Cela signifie que le début de l'injection principale se- ra régulé en fonction de la déviation de la position de combustion par rapport à sa valeur de consigne. Le moyen de calcul de caractéristiques 130 calcule en outre une seconde grandeur G caractérisant l'intensité des bruits de combustion. Le calcul de cette grandeur de bruit est indiqué de manière détaillée à la figure 2. Cette grandeur de bruit G est appliquée à un second régulateur appelé ci-après également régulateur de bruit 140. La valeur réelle de la grandeur de bruit G est alors régulée par le régulateur de bruit 140 sur une valeur maximale acceptable encore appelée valeur de consigne. Pour régler l'émission de bruit, le second régulateur utilise la durée de la pré-injection DP1, le début de la pré-injection BP1 et/ou la pression dans la rampe commune P1. C'est ainsi que par exemple le régulateur prédéfinit une valeur de correction pour les grandeurs correspondantes et avec cette valeur de correction, aux points de combinaison 190, 192 et/ ou 194, on corrige de manière correspondante les grandeurs BP2, DP2, P2 prédéfinies par les fonctions de commande normales 170. Avec ces signaux de sortie des points de combinaison correspondants on commande alors de manière appropriée le système d'injection. Selon l'invention, partant du signal P du premier capteur, on calcule à la fois la grandeur de bruit G comme grandeur B caractéri- sant la position de la combustion. Ces grandeurs sont appliquées à un régulateur 170 ou 140 qui régule ces grandeurs sur une valeur de consigne prédéfinie. Il est notamment prévu de prédéfinir la valeur de consigne S de la position de combustion selon l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne. Pour la valeur de consigne du régulateur 140 on pré- définit de préférence une valeur fixe. Le régulateur de bruit 140 peut agir à la fois sur les trois grandeurs indiquées et aussi sur seulement une ou deux grandeurs. Il est particulièrement avantageux que le régulateur de bruit agisse également sur d'autres grandeurs non représentées qui influencent l'émission de bruit du véhicule. De plus, selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le régulateur de bruit 140 peut en outre agir par l'intermédiaire du point de combinaison 150 sur la valeur réelle de la po-sition de combustion dans le sens de l'application d'une grandeur para-site. Les quatre actions représentées peuvent être faites séparément ou en combinaison. Cela signifie que le second régulateur 140 qui régule la grandeur de bruit agit sur le début d'une pré-injection, la durée d'une injection principale, la durée d'une pré-injection, la pression de carburant et/ou la position de combustion. Le premier régulateur agit de préférence uniquement sur le début de l'injection principale. La figure 2 montre de manière détaillée comment se détermine la grandeur de bruit G. Les éléments déjà décrits à la figure 1 portent ici les mêmes références. Un premier moyen de prédéfinition de caractéristiques 201 fournit une première caractéristique M1. Un second moyen de prédéfinition de caractéristiques 209 fournit une seconde caractéristique Mn. Les prédéfinitions de caractéristiques sont reliées à un 15 point de sommation 210 pour lui appliquer les caractéristiques M1, Mn. Le signal de sortie G qui correspond à la grandeur de bruit est appliqué au régulateur de bruit 140 ou au point de combinaison 150. De plus, la grandeur de bruit G est appliquée par l'intermédiaire d'un point de combinaison 220 à une prédéfinition de coefficient ou moyen de prédéfinition 20 de coefficient 230. La seconde entrée du point de combinaison 220 reçoit le signal de sortie GR d'un moyen de prédéfinition de valeur de référence 240. Partant du signal fourni par le premier capteur 120, le moyen de prédéfinition de caractéristiques 201 calcule une première ca- 25 ractéristique M1. Pour cela, on filtre spécialement par exemple le signal de sortie du capteur de pression de chambre de combustion 120 et on le traite jusqu'à disposer d'une caractéristique M1 caractérisant l'émission de bruit du moteur. Selon l'invention, au moins deux moyens de prédéfinition de caractéristiques sont prévus pour définir au moins deux caractéristiques. Ainsi, la seconde caractéristique peut être formée à l'aide d'un autre filtrage en utilisant le même signal de capteur. On peut également prévoir un autre signal de capteur et/ou un autre filtrage. En particulier, comme capteur on peut utiliser un capteur de bruit de structure. De plus, on peut déterminer une caractéristique à partir du système d'alimentation 35 en air. Comme caractéristique Mi concernant le bruit dans le système d'alimentation en air on peut utiliser la pression d'alimentation (pression de charge) et/ou le coefficient de recyclage des gaz d'échappement. Dans le cas d'une régulation du coefficient de recyclage des gaz d'échappement on peut utiliser la valeur réelle de ce coefficient de recyclage et/ou la déviation de régulation et/ou la grandeur de réglage et/ou une grandeur caractérisant ces grandeurs comme caractéristiques Mi. En variante ou en complément, on peut utiliser la pression de la chambre de combustion au début de la compression ou une caractéristique représentant la charge du cylindre. Il est particulièrement avantageux de calculer cette grandeur par une régression à partir de la pression dans le cylindre.

La sommation calcule, partant des caractéristiques Mi et des coefficients de pondération Fi, la grandeur de bruit Mi. Cela se fait par exemple en utilisant la formule suivante : N G=LFi*Mi t=i Dans cette formule Mi représente la caractéristique d'ordre i et Fi représente le coefficient de pondération d'ordre i. Le nombre N prend au moins pour valeur 2. Cela signifie que l'on utilise au moins deux caractéristiques pour calculer la grandeur de bruit. Mais il est également possible d'utiliser plus de deux caractéristiques. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, on apprend les coefficients de pondération. Pour cela, on compare la grandeur de bruit G au point de combinaison 220 à une valeur de référence GR de la grandeur de bruit. En fonction de cette comparaison, on modifie les coefficients Fi et on les enregistre de manière appropriée. Pour cela, le moyen de prédéfinition de valeur de référence 240 fournit une valeur de référence GR. L'apprentissage des coefficients de pondération se fait de préférence dans le cadre d'une application. Pour cela, sur un banc d'essai on dispose habituellement d'une caractéristique servant usuellement de standard pour l'évaluation du bruit. Cette caractéristique est utilisée comme valeur de référence GR. Au point de fonctionnement utilisé dans l'application, on règle les coefficients de pondération Fi par un algorithme d'optimation de manière que l'erreur entre la caractéristique de référence GR et la grandeur de bruit G soit minimale. Les coefficients Fi appris sont enregistrés dans un champ de caractéristiques et peuvent servir en fonctionnement pour calculer la grandeur de bruit.

Selon un mode de réalisation, on peut également prévoir l'apprentissage des coefficients Fi dans certains états de fonctionnement par comparaison des grandeurs de bruit G et d'une valeur prédéfinie GR. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, on effectue un filtrage des grandeurs de bruit adaptées au comportement dynamique de l'oreille humaine. Cela signifie que la grandeur de bruit correspond à l'impression auditive de l'homme. Les composantes de signal perçues comme gênantes sont plus fortement amplifiées par filtrage que les composantes qui ne sont pas perçues comme gênantes. Pour cela, on lo filtre les grandeurs de bruit avant la transmission au régulateur de bruit 140 pour chaque cylindre séparément mais en filtrant de manière identique. Selon la réalisation la plus simple qui donne un effet approprié, il est prévu de former une valeur moyenne sur un nombre de cycles de fonctionnement dépendant de la vitesse de rotation du moteur. 15

Claims

REVENDICATIONS

1 ) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne selon lequel on compare une grandeur de bruit à une valeur de consigne et partant de la comparaison on prédéfinit une grandeur de réglage, caractérisé en ce qu' on calcule la grandeur de bruit par une sommation pondérée d'au moins deux caractéristiques.

2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine au moins l'une des deux caractéristiques à partir d'un signal de pression de chambre de combustion et/ou d'un signal de bruit de structure.

3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine au moins l'une des deux caractéristiques à partir d'un signal d'un système d'air.

4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on apprend les coefficients de pondération utilisés pour la pondération des caractéristiques.

5 ) Dispositif de commande d'un moteur à combustion interne comprenant des moyens comparant une grandeur de bruit à une valeur de consigne et déterminant une grandeur de réglage à partir de la comparaison, caractérisé par des moyens qui calculent la grandeur de bruit à l'aide d'au moins une 30 sommation pondérée d'au moins deux caractéristiques.