FR2934643A1

FR2934643A1 - Intake or exhaust cam shaft's phasing controlling method for motor vehicle's turbocharged engine, involves calculating cam shaft phasing set point by interpolation between set points determined based on engine loads at atmospheric pressures

Info

Publication number: FR2934643A1
Application number: FR0855240A
Authority: FR
Inventors: Thierry Prunier; David Heitz; Cyrille Darrieux
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2010-02-05

Abstract

The method involves estimating altitude (X) at which an engine is found, and a load of the engine. Correction co-efficient is determined for the altitude, where the co-efficient ranges between 0 and 1. Phasing set point of the cam shaft is calculated through interpolation between cam shaft phasing set points of the cam shaft established based on the load of the engine at different atmospheric pressures. Interpolation table (T) of the correction co-efficient of the set points is established based on one of the atmospheric pressures. An independent claim is also included for a device for controlling phasing of intake or exhaust cam shaft of an engine based on altitude, comprising an altitude estimation unit.

Description

i PROCEDE DE PILOTAGE DU PHASAGE D'UN ARBRE A CAMES D'UN MOTEUR EN FONCTION DE L'ALTITUDE i METHOD FOR CONTROLLING THE PHASING OF A CAMSHAFT OF A MOTOR BASED ON ALTITUDE

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé et un dispositif de pilotage du phasage d'un arbre à cames d'admission ou d'échappement d'un moteur en fonction de l'altitude. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method and a device for controlling the phasing of an intake or exhaust camshaft of an engine as a function of altitude.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION De nombreux moteurs, notamment pour véhicules automobiles, sont des moteurs à allumage commandé avec un dispositif de pilotage du phasage des arbres à cames admission et échappement (dit dispositif VVT, acronyme du terme anglo-saxon variable valve timing ). Dans ces moteurs, les soupapes d'admission et d'échappement sont 15 commandées par des cames respectivement d'un arbre à cames d'admission et d'un arbre à cames d'échappement. Les cames ouvrent les soupapes pendant une durée déterminée au cours de chaque cycle d'admission et d'échappement. Le dispositif VVT permet le phasage des ouvertures et fermetures des soupapes 20 d'admission et d'échappement, au moyen d'une consigne de position des arbres à cames, permettant d'avancer ou de retarder l'ouverture ou la fermeture des soupapes d'admission et d'échappement, en fonction des conditions de fonctionnement du moteur. Ainsi, un faible recouvrement des périodes d'ouverture des soupapes 25 d'échappement et d'admission est nécessaire dans le domaine des charges partielles et des petites vitesses de rotation du moteur, tandis qu'un recouvrement important est avantageux dans le domaine des hauts régimes. Sur ces moteurs à allumage commandé, la consigne de position des arbres à cames admission et échappement est pilotée par le calculateur de contrôle moteur en 30 fonction d'un optimum (consommation ou performance) dont les valeurs sont déterminées par le spécialiste de mise au point lors d'essais au banc moteur stabilisé. Cette position optimale (résultant d'un compromis consommation - performance) des arbres à cames admission et échappement est réglée à l'altitude 0 mètre ou pour environ 1013 mbar de pression atmosphérique. Elle n'est pas donc forcément optimale pour le rendement du moteur à une autre altitude. En effet, avec l'augmentation de l'altitude, la pression atmosphérique diminue, de sorte que le moteur admet moins d'air. BACKGROUND OF THE INVENTION Many engines, in particular for motor vehicles, are spark ignition engines with a device for controlling the phasing of intake and exhaust camshafts (referred to as VVT, the acronym for variable valve timing). . In these engines, the intake and exhaust valves are controlled by cams respectively of an intake camshaft and an exhaust camshaft. The cams open the valves for a specified period of time during each intake and exhaust cycle. The VVT device allows the phasing of the openings and closures of the intake and exhaust valves 20, by means of a camshaft position instruction, making it possible to advance or to delay the opening or closing of the valves. intake and exhaust, depending on the operating conditions of the engine. Thus, a low recovery of the opening periods of the exhaust and intake valves is necessary in the field of partial loads and small rotational speeds of the engine, while a large overlap is advantageous in the high range. regimes. On these spark-ignition engines, the position of the intake and exhaust camshaft position is controlled by the engine control computer according to an optimum (consumption or performance) the values of which are determined by the debugging specialist. during tests on the stabilized engine test bench. This optimal position (resulting from a compromise between fuel consumption and performance) of the intake and exhaust camshafts is set at 0 meter altitude or at around 1013 mbar atmospheric pressure. It is not necessarily optimal for engine performance at another altitude. Indeed, with the increase in altitude, the atmospheric pressure decreases, so that the engine admits less air.

Par conséquent, si l'on conserve le même phasage des arbres à cames que celui déterminé pour une altitude nulle, on obtient un moins bon remplissage du moteur et un moins bon balayage des gaz brûlés. Le brevet US 5,713,317 décrit une méthode de contrôle du phasage des arbres à cames en fonction de l'altitude. Therefore, if we keep the same phasage of the camshafts than that determined for a zero altitude, we get a less good filling of the engine and a less good flue gas scavenging. US Pat. No. 5,713,317 describes a method for controlling the phasing of camshafts as a function of altitude.

Plus précisément, ce brevet part du principe qu'à altitude élevée, la charge réelle du moteur est plus faible que la charge mesurée. Ce décalage induit un phasage erroné des arbres à cames. Ce document prévoit alors la détection de la charge du moteur, la mesure de la pression atmosphérique, et la correction de la charge moteur de manière à augmenter d'autant plus la charge moteur que la pression atmosphérique est faible. La charge moteur corrigée est alors utilisée à la place de la charge moteur mesurée dans une cartographie de phasage des arbres à cames déterminée au préalable. Toutefois, le procédé décrit dans le document s'applique à un moteur atmosphérique. More specifically, this patent assumes that at high altitude, the actual engine load is lower than the measured load. This shift induces a wrong phasing of the camshafts. This document then provides for the detection of the engine load, the measurement of the atmospheric pressure, and the correction of the engine load so as to increase the engine load even more when the atmospheric pressure is low. The corrected engine load is then used instead of the measured engine load in a previously determined camshaft phasing map. However, the process described in the document applies to an atmospheric engine.

Or, dans le cas d'un moteur turbocompressé, la réduction du décalage en fonction de l'altitude peut ne pas s'avérer la solution la plus satisfaisante. Il peut être au contraire avantageux pour le rendement du moteur d'augmenter le décalage afin d'optimiser le remplissage en air du moteur et le balayage des gaz brûlés dans la chambre de combustion. However, in the case of a turbocharged engine, the reduction of the offset as a function of altitude may not be the most satisfactory solution. On the contrary, it may be advantageous for the engine efficiency to increase the offset in order to optimize the air filling of the engine and the flue gas scavenging in the combustion chamber.

Le but de l'invention est de proposer un procédé de pilotage du phasage des arbres à cames qui offre plus de latitude pour l'optimisation du moteur, notamment dans le cas d'un moteur turbocompressé. Ce procédé doit par ailleurs permettre un contrôle fin du phasage des arbres à cames. The object of the invention is to provide a method for controlling the phasing of camshafts which offers more latitude for the optimization of the engine, particularly in the case of a turbocharged engine. This method must moreover allow a fine control of the phasing of the camshafts.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Conformément à l'invention, il est proposé un procédé de pilotage du phasage d'un arbre à cames d'admission ou d'échappement d'un moteur en fonction de l'altitude, comprenant les étapes suivantes : - l'évaluation de l'altitude à laquelle se trouve le moteur, - l'évaluation de la charge du moteur, - la détermination d'un coefficient de correction pour ladite altitude, - le calcul de la consigne de phasage dudit arbre à cames par interpolation entre une consigne de phasage de l'arbre à cames pour ladite charge du moteur à une première pression atmosphérique et une consigne de phasage de l'arbre à cames en fonction pour ladite charge à une deuxième pression atmosphérique inférieure à la première. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : - ledit coefficient de correction est compris entre 0 et 1 ; - le calcul de la consigne de phasage à ladite altitude consiste à additionner le produit de la consigne de phasage à la première pression atmosphérique par ledit coefficient de correction x et le produit de la consigne de phasage à la deuxième pression atmosphérique par (1-x) ; - le procédé comprend au préalable les étapes suivantes : - l'établissement d'une consigne de phasage de l'arbre à cames en fonction de la charge du moteur à la première pression atmosphérique, - l'établissement d'une consigne de phasage de l'arbre à cames en fonction de la charge du moteur à la deuxième pression atmosphérique, - l'établissement d'une table d'interpolation du coefficient de correction des consignes en fonction de la pression atmosphérique ; - ladite table d'interpolation n'est pas linéaire en fonction de la pression atmosphérique ; - la première pression atmosphérique est 1013 mbar, et la deuxième pression atmosphérique est 700 mbar ; - ledit moteur est un moteur turbocompressé. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION In accordance with the invention, there is provided a method for controlling the phasing of an intake or exhaust camshaft of an engine as a function of altitude, comprising the following steps: the evaluation of the altitude at which the engine is located, the evaluation of the engine load, the determination of a correction coefficient for the said altitude, the calculation of the phasing setpoint of the said camshaft. interpolating between a camshaft phasing setpoint for said engine load at a first atmospheric pressure and a camshaft phasing setpoint for said load at a second atmospheric pressure lower than the first. According to other advantageous features of the invention: said correction coefficient is between 0 and 1; the calculation of the phasing setpoint at said altitude consists in adding the product of the phasing setpoint to the first atmospheric pressure by the said correction coefficient x and the product of the phasing setpoint at the second atmospheric pressure by (1-x ); the method comprises in advance the following steps: the establishment of a camshaft phasing setpoint as a function of the load of the engine at the first atmospheric pressure; the establishment of a phasing setpoint of the camshaft as a function of the engine load at the second atmospheric pressure; - the establishment of an interpolation table of the correction coefficient of the setpoints as a function of the atmospheric pressure; said interpolation table is not linear as a function of the atmospheric pressure; the first atmospheric pressure is 1013 mbar, and the second atmospheric pressure is 700 mbar; said engine is a turbocharged engine.

Un autre objet concerne un dispositif de pilotage d'un arbre à cames d'admission ou d'échappement d'un moteur en fonction de l'altitude, comprenant : - des moyens pour évaluer l'altitude à laquelle se trouve le moteur, - des moyens pour évaluer la charge du moteur, - des moyens pour calculer un coefficient de correction pour ladite altitude, - des moyens pour calculer la consigne de phasage dudit arbre à cames par interpolation entre une consigne de phasage de l'arbre à cames pour ladite charge du moteur à une première pression atmosphérique et une consigne de phasage de l'arbre à cames en fonction pour ladite charge à une deuxième pression atmosphérique inférieure à la première. Another object relates to a device for controlling an intake or exhaust camshaft of an engine as a function of altitude, comprising: means for evaluating the altitude at which the engine is located; means for evaluating the engine load; means for calculating a correction coefficient for said altitude; means for calculating the phasing setpoint of said camshaft by interpolation between a camshaft timing instruction for said camshaft; charging the engine at a first atmospheric pressure and a camshaft phasing setpoint for said load at a second atmospheric pressure lower than the first.

De manière avantageuse, ledit dispositif comprend en outre : - l'enregistrement d'une consigne de phasage de l'arbre à cames en fonction de la charge du moteur à la première pression atmosphérique, - l'enregistrement d'une consigne de phasage de l'arbre à cames en fonction de la charge du moteur à la deuxième pression atmosphérique, - l'enregistrement d'une table d'interpolation du coefficient de correction des consignes en fonction de la pression atmosphérique. L'invention concerne également un véhicule automobile, comprenant de préférence un moteur turbocompressé, dans lequel on met en oeuvre le procédé de pilotage décrit plus haut. Advantageously, said device furthermore comprises: - the recording of a camshaft phasing setpoint as a function of the engine load at the first atmospheric pressure; - the recording of a phasing setpoint of the camshaft as a function of the engine load at the second atmospheric pressure, - the recording of an interpolation table of the correction coefficient of the setpoints as a function of the atmospheric pressure. The invention also relates to a motor vehicle, preferably comprising a turbocharged engine, in which the driving method described above is implemented.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un logigramme illustrant la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, - la figure 2 illustre un exemple de consigne de phasage d'un arbre à cames. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the detailed description which follows, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a logic diagram illustrating the implementation of the method according to the invention; - Figure 2 illustrates an example of a phasing setpoint of a camshaft.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 illustre un logigramme de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention pour le phasage des arbres à cames d'admission. Lors de la mise au point du moteur, on définit de manière connue en soi une consigne de pilotage du phasage de l'arbre à cames à une altitude nulle (correspondant à une pression atmosphérique de 1013 mbar). Une telle consigne peut être schématisée par un graphique en trois dimensions, avec en abscisses le régime moteur N (exprimé en tours/minute) et la charge TQI du moteur, correspondant au ratio (exprimé en pourcentage) entre le couple et le couple maximal Cmax. A chacun des points correspondant à un régime moteur et une charge moteur donnés, correspond une valeur d'avance d'ouverture à l'admission (AOA). La consigne peut ainsi être représentée sous la forme d'une surface, telle qu'illustrée à la figure 2. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 illustrates a logic diagram for implementing the method according to the invention for phasing the intake camshafts. When the engine is tuned, a control setpoint of the phasing of the camshaft at a zero altitude (corresponding to an atmospheric pressure of 1013 mbar) is defined in a manner known per se. Such a setpoint can be represented diagrammatically by a three-dimensional graph, with the engine speed N (expressed in revolutions per minute) and the engine load TQI, corresponding to the ratio (expressed as a percentage) between the torque and the maximum torque Cmax. . At each of the points corresponding to a given engine speed and engine load, corresponds an intake opening advance value (AOA). The setpoint can thus be represented in the form of a surface, as illustrated in FIG.

D'autre part, on définit de manière similaire une consigne de phasage de l'arbre à cames à une altitude donnée (X mètres). Typiquement, cette altitude correspond à l'altitude maximale à laquelle un véhicule est susceptible de circuler. On choisira par exemple une altitude de 2500 mètres, qui correspond à une pression atmosphérique de 700 mbar. On the other hand, a camshaft phasing setpoint is similarly defined at a given altitude (X meters). Typically, this altitude corresponds to the maximum altitude at which a vehicle is likely to circulate. For example, an altitude of 2500 meters will be chosen, which corresponds to an atmospheric pressure of 700 mbar.

Enfin, on définit une table d'interpolation T qui donne un coefficient de correction (compris entre 0 et 1) en fonction de l'altitude. La courbe d'interpolation n'est pas linéaire, ce qui permet un contrôle plus fin du phasage de l'arbre à cames. En effet, il n'est par exemple pas nécessaire d'appliquer une correction importante à une altitude modérée, tandis qu'une correction beaucoup plus importante devient nécessaire à altitude élevée. Ceci se traduit par une courbe avec une croissance rapide à partir de 0 depuis la pression la plus faible (c'est-à-dire de l'altitude la plus élevée), tendant asymptotiquement vers 1 en allant vers la pression la plus élevée (c'est-à-dire l'altitude la plus basse). Finally, an interpolation table T is defined which gives a correction coefficient (between 0 and 1) as a function of altitude. The interpolation curve is not linear, which allows a finer control of the phasing of the camshaft. Indeed, it is, for example, not necessary to apply a large correction at a moderate altitude, whereas a much larger correction becomes necessary at high altitude. This results in a curve with rapid growth from 0 from the lowest pressure (ie the highest altitude), tending asymptotically to 1 towards the highest pressure ( that is to say, the lowest altitude).

Le calculateur du moteur permet le pilotage continu en boucle fermée, sur consigne donnée par le procédé, quelles que soient les conditions de fonctionnement moteur. Le calculateur impose alors une consigne de phasage de l'arbre à cames en tenant compte de la consigne à altitude nulle, de la consigne à l'altitude X et de la table d'interpolation. En fonction de la pression atmosphérique mesurée par un moyen connu en soi, le calculateur détermine le coefficient d'interpolation x correspondant. Il détermine par ailleurs, en fonction du régime moteur et de la charge moteur (par des moyens connus de l'homme du métier), la valeur de la consigne à l'altitude nulle et la valeur de la consigne à l'altitude X. Il effectue alors une interpolation de ces deux consignes en pondérant la première par le coefficient x et la seconde par le coefficient (1-x), et en déduit ainsi la consigne à imposer. The engine computer allows continuous control in closed loop, at a setpoint given by the process, whatever the engine operating conditions. The computer then imposes a phasing setpoint of the camshaft taking into account the zero altitude setpoint, the setpoint at altitude X and the interpolation table. As a function of the atmospheric pressure measured by means known per se, the computer determines the corresponding interpolation coefficient x. It also determines, as a function of the engine speed and the engine load (by means known to those skilled in the art), the value of the setpoint at zero altitude and the value of the setpoint at altitude X. It then performs an interpolation of these two setpoints by weighting the first by the coefficient x and the second by the coefficient (1-x), and thus deduces the setpoint to be imposed.

Un logigramme similaire à celui de la figure 1 pourrait être schématisé pour le phasage de l'arbre à cames d'échappement. Pour celui-ci, on aura également défini au préalable la consigne à altitude nulle, la consigne à x mètres et la table d'interpolation, qui peuvent différer de celles définies pour le phasage de l'arbre à cames d'admission. A logic diagram similar to that of Figure 1 could be schematized for the phasing of the exhaust camshaft. For this one, it will also have previously defined the zero altitude setpoint, the setpoint x meters and the interpolation table, which may differ from those defined for the phasing of the intake camshaft.

Enfin, il va de soi que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de l'invention. Ainsi, le moteur auquel s'applique le procédé qui vient d'être décrit peut être aussi bien un moteur turbocompressé qu'un moteur atmosphérique. Finally, it goes without saying that the examples that we have just given are only particular illustrations in no way limiting as to the fields of application of the invention. Thus, the engine to which the method just described can be applied can be a turbocharged engine as well as an atmospheric engine.

Claims

REVENDICATIONS1. A method for controlling the phasing of an intake or exhaust camshaft of an engine as a function of altitude, characterized in that it comprises the following steps: the altitude evaluation at which is the engine, - the evaluation of the engine load, - the determination of a correction coefficient (x) for said altitude, 10 - the calculation of the phasing setpoint of said camshaft by interpolation between a setpoint phasing the camshaft for said engine load at a first atmospheric pressure and a camshaft phasing setpoint for said load at a second atmospheric pressure lower than the first. 15

2. Method according to claim 1, characterized in that said correction coefficient (x) is between 0 and 1.

3. Method according to claim 2, characterized in that the calculation of the phasing setpoint at said altitude consists in adding the product of the phasing setpoint to the first atmospheric pressure by the correction coefficient (x) and the product of the phasing setpoint at the second atmospheric pressure by the difference between 1 and the correction coefficient (x). 25

4. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that it comprises in advance the following steps: - the establishment of a camshaft timing instruction according to the load of the engine to the first atmospheric pressure; - the setting of a camshaft timing instruction as a function of the engine load at the second atmospheric pressure; 10- the establishment of an interpolation table (T). the coefficient (x) for correcting the setpoints as a function of the atmospheric pressure.

5. Method according to claim 4, characterized in that the interpolation table 5 is not linear as a function of the atmospheric pressure.

6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first atmospheric pressure is 1013 mbar, and in that the second atmospheric pressure is 700 mbar.

7. Use of a method according to one of claims 1 to 6, in a turbocharged engine.

8. Device for controlling an intake or exhaust camshaft 15 of an engine as a function of altitude, characterized in that it comprises: means for evaluating the altitude at which one is located the engine, means for evaluating the engine load, means for calculating a correction coefficient (x) for said altitude, means for calculating the phasing setpoint of said camshaft by interpolation between a phasing setpoint. the camshaft for said engine load at a first atmospheric pressure and a camshaft phasing setpoint for said load at a second atmospheric pressure lower than the first. 25

9. Device according to claim 8, characterized in that it further comprises: - the recording of a camshaft timing instruction as a function of the engine load at the first atmospheric pressure, - the recording of a camshaft phasing setpoint as a function of the engine load at the second atmospheric pressure; - recording of an interpolation table (T) of the setpoint correction coefficient (x). depending on the atmospheric pressure.

10. Motor vehicle, in which the control method 5 according to one of claims 1 to 6 is implemented.