FR3073570B1 - Procede de correction de richesse moteur - Google Patents

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Abstract

Procédé de correction de commande d'un moteur thermique, comprenant : • une phase de mesure (PM), avec les étapes consistant à : - estimer une différence entre une valeur estimée de richesse réelle et une valeur de consigne de richesse, et mémoriser dans une unité de mémorisation embarquée du véhicule la différence calculée et au moins une caractéristique de fonctionnement de la phase de fonctionnement du moteur thermique associée, • une phase de correction directe de richesse (PC), avec les étapes consistant à : - lors d'une phase ultérieure de fonctionnement, corriger la consigne de richesse, • une phase de correction indirecte de richesse (PIC), avec les étapes consistant à : - effectuer une analyse des différences calculées et mémorisées, - déterminer une correction de pilotage d'un organe du moteur provoquant la différence calculée, pour réduire la différence calculée.

Description

PROCEDE DE CORRECTION DE RICHESSE MOTEUR
[0001] La présente invention concerne de manière générale la gestion d'un moteur thermique monté sur un véhicule automobile. En particulier l'invention concerne la gestion de la commande d'un dispositif d'injection qui impose une richesse d'après une valeur de consigne de richesse et concerne aussi la gestion de la commande d'autres actionneurs du moteur thermique qui peuvent avoir une influence sur cette richesse.
[0002] Du fait des dispersions de fabrication, de l’usure, de l’encrassement et de la qualité de représentation des modèles des organes ou actionneurs du moteur, le comportement physique de ces actionneurs peut différer des modèles de comportement intégrés dans les unités embarquées de contrôle moteur. Ce décalage des modèles actionneur (notamment ceux relatifs à la branche admission ou (branche air) et à la branche injection) peut amener à des dérives de richesse (avec par exemple une surconsommation ou une dérive sur le traitement des effluents des gaz d'échappement) et peut aussi avoir des impacts sur l’agrément de conduite ressenti par le conducteur. De plus, une dérive ou un décalage du fonctionnement des actionneurs peut non seulement avoir un impact sur la richesse comme mentionné ci-dessus, mais également avoir un impact sur d'autres fonctions qui utilisent en données d'entrée des paramètres relatifs à ces actionneurs. En particulier, une dérive d'un actionneur de la branche admission (typiquement un dispositif d'admission variable) peut impacter la richesse en cas de dérive, mais également l'allumage, si le dispositif d'allumage du moteur tient compte en entrée de l'état de cette admission variable.
[0003] Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l’art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un procédé de correction de commande d'un moteur thermique, pour corriger de manière efficace et rapide la richesse en cas de dérive du fonctionnement d'un actionneur du moteur thermique, mais tout en minimisant les impacts sur les autres fonctions du moteur thermique.
[0004] Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un procédé de correction de commande d'un moteur thermique comprenant un dispositif d'injection utilisant une valeur de consigne de richesse pour commander le moteur thermique, le procédé comprenant : • une phase de mesure, avec les étapes consistant à : - estimer une valeur de richesse réelle au cours d'une phase de fonctionnement du moteur thermique à l'aide d'une mesure, - comparer la valeur estimée de richesse réelle avec la valeur de consigne de richesse utilisée par le dispositif d'injection, - si une différence calculée entre la valeur estimée de richesse réelle et la valeur de consigne de richesse excède un seuil d'erreur, mémoriser dans un unité de mémorisation embarquée du véhicule la différence calculée et au moins une caractéristique de fonctionnement de la phase de fonctionnement du moteur thermique associée, • une phase de correction directe de richesse, avec les étapes consistant à : - lors d'une phase ultérieure de fonctionnement présentant ladite au moins une caractéristique mémorisée, corriger la consigne de richesse utilisée par le dispositif d'injection avec la différence calculée associée à ladite au moins une caractéristique mémorisée, • une phase de correction indirecte de richesse, avec les étapes consistant à : - effectuer une analyse des différences calculées et mémorisées avec leur caractéristique de fonctionnement de la phase de fonctionnement du moteur thermique associée, - identifier une dérive de fonctionnement d'un organe du moteur provoquant la différence calculée, - déterminer une correction de pilotage de l'organe du moteur provoquant la différence calculée, pour réduire la différence calculée.
[0005] Le procédé selon l'invention comprend trois phases qui peuvent être mises en œuvre de manière séquentielle en début de fonctionnement, mais peuvent aussi être mise en œuvre simultanément lors d'un fonctionnement de longue durée.
[0006] Tout d'abord la phase de mesure a pour but d'identifier une différence entre la richesse réelle et la consigne de richesse (théorique donc). Si une différence est notable, elle est enregistrée, avec le point de fonctionnement associé (c’est-à-dire au moins une caractéristique parmi régime moteur, taux de charge, température moteur, pression atmosphérique, vitesse véhicule...).
[0007] Lors de la phase de correction directe, dès que le moteur thermique est à nouveau placé dans un fonctionnement similaire (c’est-à-dire présentant une caractéristique identique à ±5% près) à un point de fonctionnement où une erreur notable a été enregistrée, alors le procédé corrige la consigne de richesse de l'erreur précédemment mesurée, ce qui a pour conséquence de rapidement revenir à une richesse désirée. En d'autres termes, sur chaque point stabilisé rencontré, on mémorise pour ce point la correction nécessaire pour recentrer la richesse, et on ressort cet enregistrement pour corriger la commande du dispositif d'injection dès que le moteur revient à un fonctionnement similaire. Par exemple, pour chaque point (ou zone) de fonctionnement rencontré, on identifie et on mémorise (par exemple via un réseau de neurones de type auto-adaptatif) la correction nécessaire pour recentrer la mesure de richesse sur sa consigne. Dans ce cas, lors de la phase de mesure, le procédé mémorise une correction pour chaque point (ou zone) de fonctionnement sans chercher à identifier et à corriger les sources de cette erreur. Bien entendu, lors de la phase de correction directe, le procédé conserve une table initiale de consignes de richesse, et ne corrige les consignes de richesse que dans une table de travail par exemple. Il est important de conserver les valeurs initiales, pour pouvoir, lors de mesures ultérieures, vérifier que la correction est efficace ou non.
[0008] Lors de la phase de correction indirecte, une analyse par exemple statistique est conduite sur les erreurs et caractéristiques de fonctionnement enregistrées, pour identifier l'organe qui est responsable des erreurs constatées. A cet effet, le procédé peut par exemple aller consulter une base de données embarquée pour comparer des types d'erreur avec des données préenregistrées. On peut aussi prévoir d'effectuer des analyses statistiques pour identifier des variabilités ou sensibilités de variation, et les comparer avec des données issues des organes du véhicule pour corréler et relier les erreurs de richesse mesurées avec le fonctionnement d'un organe particulier. Enfin, on peut prévoir une étape consistant à se connecter avec un serveur distant pour que les analyses y soient effectuées, et/ou pour comparer avec des bases de données statistiques qui sont alimentées par des données recueillies pour une flotte complète de véhicule. Ensuite, le procédé établit une loi de commande modifiée pour cet actionneur, de sorte à corriger la richesse pour tout le domaine de fonctionnement, y compris les points de fonctionnement non testés - mesurés. Cela a également l'avantage de corriger la source de l'erreur de richesse, ce qui enlève l'impact de la dérive de l'organe considéré sur d'autres fonctions qui auraient pour donnée d'entrée l'état de cet actionneur. Par exemple, un modèle du répartiteur admission estime la pression admission à partir de la différence des débits entrants (débit papillon) et sortants (débit cylindre). L’écart entre cette pression répartiteur admission estimée et la pression mesurée par le capteur donne une image couplée des décalages du modèle papillon et du modèle d’estimation du débit cylindre. L’analyse de la mesure de richesse à partir de la sonde oxygène donne une image couplée du décalage du modèle d’estimation du débit cylindre et du modèle injecteur. Ces deux écarts (écart de pression et écart de richesse) exploités sur chaque point stabilisé permettent, de proche en proche, d’identifier les décalages des modèles par rapport à la physique des actionneurs. Le procédé, dans sa phase de correction indirecte, cherche dans ce cas à identifier les sources de l’erreur et à les corriger directement dans les modèles de comportement des actionneurs.
[0009] De manière globale, le procédé de correction selon l'invention met en œuvre rapidement la phase de correction directe, pour corriger la richesse dès que le moteur est placé dans un mode de fonctionnement où une erreur de richesse a déjà été identifiée, et de manière plus lente, la phase de correction indirecte, avec l'analyse de l'ensemble des données, permet d'identifier l'organe responsable de l'erreur, pour établir une loi de commande modifiée qui permettra de minimiser l'erreur de richesse sur tout le domaine de fonctionnement possible.
[0010] Avantageusement, la phase de correction indirecte de richesse comprend les étapes consistant à : - modifier, avec la correction déterminée, une loi de pilotage de l'organe du moteur provoquant la différence calculée, - piloter l'organe du moteur provoquant la différence calculée avec la loi de pilotage modifiée.
[0011] Selon cette mise en œuvre, la loi de pilotage de l'organe responsable de l'erreur est modifiée, enregistrée dans un calculateur de commande approprié du véhicule, pour que le fonctionnement de l'organe soit recalé de sorte à minimiser l'erreur de richesse.
[0012] Avantageusement, après la modification de la loi de pilotage, la mise en œuvre de la phase de mesure conduit à remettre à jour les différences calculées et leur au moins une caractéristique de fonctionnement de la phase de fonctionnement du moteur thermique associée qui étaient déjà mémorisées. Après un recalage du fonctionnement de l'organe, la phase de mesure qui est mise en œuvre de manière continue, va remettre progressivement à jour toutes les valeurs déjà enregistrées, voire même les effacer, si la correction de la loi de commande de l'organe en cause permet de totalement supprimer l'erreur de richesse.
[0013] Avantageusement, le procédé de correction comprend, après la modification de la loi de pilotage, une étape consistant à effacer les différences calculées et mémorisées avec leur caractéristique de fonctionnement de la phase de fonctionnement du moteur thermique associée. Le système est remis à zéro, et la phase de mesure, effectuée de manière continue va à nouveau enregistrer des erreurs s'il en subsiste.
[0014] Avantageusement, le procédé de correction comprend une étape consistant à corriger les différences calculées et mémorisées d'une valeur d'erreur attribuée à l'organe du moteur provoquant la différence calculée. Les données enregistrées sont re-calibrées ou mises à jour par calcul, ce qui permet de commander le moteur thermique immédiatement avec des consignes de richesse qui sont optimisées (la correction restante représente l'erreur de richesse qui est provoquée par les autres organes du moteur thermique).
[0015] Avantageusement, la valeur de richesse réelle est estimée à partir d'une mesure de richesse dans les gaz d'échappement, effectuée à l'aide d'une sonde à oxygène. La mesure de la richesse dans les gaz d'échappement par une sonde à oxygène (ou sonde lambda) est précise et fiable.
[0016] Avantageusement, pendant la phase de mesure, l'estimation de la richesse réelle n'est effectuée que lors de phases de fonctionnement stabilisé, qui durent par exemple au moins trois secondes, et pendant lesquelles un régime et/ou une charge, et/ou l'état d'au moins un organe ou actionneur du moteur varient de moins de 5%. Les mesures de richesse sont limitées pendant des phases de fonctionnement stabilisées, ce qui donne une mesure précise qui n'est pas perturbée par l'inertie de la mesure. Par exemple, l'état dudit au moins un organe ou actionneur du moteur est une position de déphaseur d’arbre à cames admission et/ou une position de déphaseur d’arbre à cames échappement et/ou une pression de rail d’injection et/ou une valeur de levée de soupape... (dans la pratique, on va identifier les paramètres moteur ou de conditions (températures, pressions) permettant de caractériser le point pour lequel on mémorise l’erreur de richesse). Cela permet d’être sûr de rappeler la bonne valeur de correction lorsqu’on revient sur ce même point. En général, on sélection plusieurs (jusqu'à cinq ou six) caractéristiques comme celles données en exemple). Le seuil de 5% peut dépendre de la caractéristique du point que l’on considère.
[0017] Avantageusement: - pendant la phase de correction directe, la correction de la consigne de richesse avec la différence calculée associée est effectuée par un dispositif d'apprentissage automatique, tel qu'un réseau neuronal, embarqué dans une unité de calcul de correction directe du véhicule, et/ou - pendant la phase de correction indirecte, l'analyse des différences calculées et mémorisées est effectuée par un dispositif d'analyse statistique, embarqué dans une unité de calcul de correction indirecte du véhicule. Ainsi, le procédé est embarqué, ce qui permet de corriger la richesse en temps réel.
[0018] Avantageusement: - la phase de mesure est mise en œuvre dès que le moteur est commandé de manière constante pendant une phase de fonctionnement stabilisé, qui dure par exemple au moins trois secondes, et pendant laquelle un régime et/ou une charge, et/ou l'état d'au moins un organe ou actionneur du moteur varient de moins de 5%, - la phase de correction directe est mise en œuvre dès que le moteur est commandé sur un point de fonctionnement similaire à celui d'une phase de fonctionnement stabilisé pendant laquelle une différence entre la richesse réelle et la consigne de richesse a excédé le seuil d'erreur, - la phase de correction indirecte est mise en œuvre dès qu'un nombre de différences calculées et leur au moins une caractéristique de fonctionnement de la phase de fonctionnement du moteur thermique associée mémorisées dépasse un nombre d'enregistrement prédéterminé, tel que 100 enregistrements.
[0019] Un deuxième aspect de l'invention concerne un moteur thermique de véhicule, comprenant : - un dispositif d'injection, - une unité de mesure agencée pour mettre en œuvre la phase de mesure du procédé de correction selon le premier aspect de l'invention, - une unité de calcul de correction directe, agencée pour mettre en œuvre la phase de correction directe de la richesse du procédé de correction selon le premier aspect de l'invention, - une unité de calcul de correction indirecte, agencée pour mettre en œuvre la phase de correction indirecte de la richesse du procédé de correction selon le premier aspect de l'invention.
[0020] Avantageusement, le moteur thermique est un moteur à allumage commandé, c’est-à-dire un moteur essence, mais alternativement, le moteur thermique peut être un moteur Diesel.
[0021] Avantageusement, le moteur thermique comprend un organe ou actionneur formant un dispositif d'admission variable, autrement appelé un dispositif de déphasage d'admission. Typiquement, une dérive de fonctionnement d'un dispositif de déphasage va provoquer une erreur de richesse, mais peut aussi provoquer une erreur sur la commande d'allumage, car le dispositif de commande d'allumage, pour régler l'avance d'allumage, peut tenir compte de l'état ou de la position du dispositif de déphasage. La phase de correction indirecte de richesse, avec la loi de commande modifiée pour le dispositif de déphasage, va donc corriger l'erreur de richesse, mais aussi l'erreur d'allumage ou d'avance d'allumage.
[0022] Avantageusement, le moteur thermique comprend au moins un organe ou actionneur formant un injecteur. Les dérives de fonctionnement des injecteurs ont un impact direct sur la richesse, et la phase de correction indirecte de richesse, avec la loi de commande modifiée pour cet ou ces injecteur(s) va corriger l'erreur de richesse sur les points de fonctionnement stabilisés, mais aussi sur les phases transitoires.
[0023] Un dernier aspect de l'invention concerne un véhicule automobile comprenant un moteur thermique avec un dispositif d'injection, et dont la richesse est corrigée selon le procédé de correction selon le premier aspect de l'invention.
[0024] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente un véhicule équipé d'un moteur thermique et d'unités de calcul pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention la figure 2 représente un graphe temporel simplifié montrant la commande d'un moteur thermique, ainsi que l'évolution d'une erreur de richesse corrigée par le procédé de correction selon la présente invention ; la figure 3 représente un exemple d'architecture de contrôle moteur pour la mise en œuvre du procédé de correction selon la présente invention.
[0025] Dans la présente demande, il est fait référence à une richesse d'injection. Une richesse de 1 représente un mélange air-essence avec un dosage stœchiométrique, une richesse supérieure à 1 représente un mélange air-essence avec un excès de carburant, et une richesse inférieure à 1 représente un mélange air-essence avec un excès d'air. Une erreur de richesse est une différence non nulle entre une richesse réelle et une consigne de richesse. Une telle erreur de richesse peut être positive ou négative.
[0026] Dans la présente demande, il est également fait référence à une avance à l'allumage. L'avance à l'allumage est définie par l'angle de rotation volant qui sépare l'instant d'étincelle du PMH (point mort haut) : - un décalage du point d'allumage en direction du PMH correspond à une variation dans le sens retard ; - une correction dans l'autre sens correspond à une variation dans le sens avance.
[0027] La figure 1 représente un véhicule automobile équipé d'un moteur thermique 10, comprenant un dispositif d'injection 20 et une ligne d'échappement 40, équipée d'une sonde de mesure de richesse 25, autrement appelée sonde oxygène ou sonde lambda. Le dispositif d'injection 20 règle notamment une richesse du mélange air/carburant qui sera brûlé dans le moteur thermique 10. Pour imposer la richesse, le dispositif d'injection 20 utilise en entrée une consigne de richesse qui est définie dans une table de valeurs, en fonction de différents paramètres, tels que la charge du moteur, son régime de rotation, la température...
[0028] Typiquement, le moteur thermique est commandé par un calculateur 31 (ou par une pluralité de calculateurs), et l'invention propose d'implanter dans le véhicule une unité de mesure 32, une unité de calcul de correction directe 33, une unité de calcul de correction indirecte 34 et une unité de mémorisation 35 pour pouvoir corriger une erreur de richesse qui pourrait être constatée entre la richesse réelle estimée (ou déduite ou calculée) d'après une mesure faite par la sonde de mesure de richesse 25 dans les gaz d'échappement.
[0029] Le procédé de correction selon l’invention est une stratégie de contrôle moteur qui va permettre de compenser des dérives de richesse tout au long de la vie du véhicule. Ces dérives de richesse peuvent entraîner une surconsommation, une dérive sur les effluents des gaz d'échappement mais aussi avoir des impacts sur l’agrément de conduite ressenti par le conducteur. Ces dérives peuvent être dues à de multiples raisons, mais sont principalement liés aux écarts que l’on constate entre les modèles de comportement des organes ou actionneurs du véhicule et la physique réelle de ces organes ou actionneurs. Ces écarts sont variables entre les moteurs et varie également en fonction du temps. Ils sont généralement dus :
Aux dispersions de fabrication des actionneurs ; A l’usure des actionneurs ; A l’encrassement des actionneurs ;
Aux imperfections des modèles embarqués dans le contrôle moteur censés représenter le comportement physique des actionneurs.
[0030] Pour rappel, dans le domaine du contrôle ou commande moteur, une phase ou stratégie de régulation de richesse peut consister à comparer la mesure de richesse dans les gaz d’échappement (via la sonde de mesure de richesse 25) à la consigne de richesse. A partir de cet écart, cette stratégie de régulation de richesse calcule et applique un coefficient de correction sur la masse de carburant de consigne (appelé " terme de régulation de richesse") de manière à rattraper la dérive de richesse et de ramener progressivement la mesure de richesse sur sa consigne. Cette correction est faite généralement par un calcul itératif et, en fonction du besoin de correction, peut mettre un peu de temps à converger. Le problème est que, dès l’on change de phase ou de point de fonctionnement, l’écart de richesse est modifié. La stratégie de régulation de richesse doit à nouveau travailler pour trouver la nouvelle valeur du " terme de régulation de richesse" pour ramener la mesure de richesse sur sa consigne. Les écarts de richesse pouvant être très différents d’une phase ou point de fonctionnement à l’autre, la stratégie de régulation de richesse travaille sans cesse, et peut mettre du temps à trouver la bonne correction. Pendant ce temps, la richesse réelle diffère de la consigne de richesse et l’on rencontre les inconvénients de consommation, effluents, agrément sus mentionnés. La stratégie de régulation de richesse est donc un système curatif : on constate une erreur de richesse et on essaie de la corriger progressivement.
[0031] L’invention proposée vient en complément de la stratégie de régulation de richesse et se veut un système préventif. C’est-à-dire que l’invention proposée va permettre de pré-corriger l’erreur de richesse du point courant de manière à minimiser l’écart entre la mesure et la consigne de richesse et donc d’amoindrir le travail de correction de la stratégie de régulation de richesse. Ce qui a pour effet de diminuer considérablement l’écart de richesse et donc les effets sur la consommation de carburant et sur les effluents alors que la stratégie de régulation de richesse n’aurait pas convergé sur la bonne valeur de correction.
[0032] L’invention comprend trois phases : - une phase de mesure notée PM sur la figure 2, - une phase de correction directe de richesse notée PC sur la figure 2 et qui peut être appelée "apprentissage de l’erreur de richesse", et - une phase de correction indirecte de richesse notée PIC sur la figure 2 et qui peut être appelée "adaptation des modèles ".
[0033] La phase de mesure est toujours mise en œuvre par l'unité de mesure 32, qui peut être un calculateur couplé à la sonde de mesure de richesse 25, ou bien être intégrée dans un calculateur général qui assure plusieurs fonctions. Il s'agit d'estimer la richesse réelle et de la comparer avec la consigne de richesse, et si la différence calculée excède un seuil prédéterminé (par exemple 5% de la valeur de consigne), alors cette différence calculée est mémorisée dans une unité de mémorisation 35, ainsi qu'au moins une caractéristique de la phase de fonctionnement pendant laquelle l'erreur a été mesurée.
[0034] Lorsque un point ou une phase de fonctionnement stabilisé(e) se présente pour la première fois, le procédé propose en parallèle de la phase de mesure, de laisser travailler la stratégie de régulation de richesse. Cette dernière va recaler progressivement l’erreur de richesse par la détermination et l’application sur la masse de carburant de consigne de son "terme de régulation de richesse".
[0035] Détail de la phase de correction directe de richesse [0036] Comme vu ci-dessus, une fois l’erreur de richesse absorbée, la phase de mesure, via un système de mémorisation, va enregistrer la différence calculée c’est-à-dire la valeur de la correction de richesse (soit le " terme de régulation de richesse") pour le point (ou zone) de fonctionnement courant stabilisé. Ainsi lorsque on reviendra sur ce point de fonctionnement (ou cette zone de fonctionnement), la phase de correction directe de richesse (ou "stratégie d’apprentissage de l’erreur de richesse"), mise en œuvre par l'unité de calcul de correction directe 33 restituera la valeur de correction de richesse nécessaire pour rattraper l’erreur de richesse sur ce point. La stratégie de "régulation de richesse" n’aura donc quasiment plus de correction à apporter.
[0037] La phase de mesure va permettre de mémoriser la correction ou l'erreur de richesse sur chacun des points (ou zone) de fonctionnement stabilisé du moteur. Cet apprentissage est avantageusement réalisé sur les points stabilisés, c’est-à-dire ceux où le système varie assez peu pour que la stratégie de "régulation de richesse" ait le temps de converger vers une correction satisfaisante et où l’on peut lier cette correction à des paramètres moteurs (par exemple, le régime moteur, le remplissage en air des cylindres...) relativement invariants (à ± 5% par exemple).
[0038] La phase de mesure et la phase de correction directe de richesse peuvent par exemple être basées dur des systèmes dont le principe de mémorisation/restitution peut être réalisé, par exemple, par des réseaux de neurones d’auto-apprentissage.
[0039] La caractéristique de cette phase de mesure et de cette phase de correction directe est que cette méthode peut être qualifiée de rapide car elle va mémoriser et restituer quasi instantanément la correction nécessaire sur le point (ou la zone) de fonctionnement du moteur. On peut la qualifier également de "globale " car elle corrige la richesse sans chercher à identifier la source de l’erreur de richesse. En effet, une erreur de richesse peut être due à de multiples raisons : mauvaise estimation de la masse d’air enfermée dans le cylindre, mauvaise modélisation du modèle injecteur... Ainsi cette partie de l’invention permet de recaler la richesse à partir du moment où l’on parcourt au moins une fois le point (ou la zone) de fonctionnement stabilisé considéré. A partir de ce moment, on minimise les dérives de richesse sur les points (ou zones) de fonctionnement connus et on évite les conséquences néfastes d’un décalage de la richesse.
[0040] Cependant cette stratégie ne permet de corriger la richesse que sur les points appris et dans leur entourage proche. Ce type de stratégie ne peut pas fournir de correction dans des zones non parcourus comme par exemple les zones où l'information de mesure de la richesse n’est pas disponible (régimes transitoires ou non parcourus).
[0041] De plus, cette stratégie, peut demander des moyens de calcul et de mémorisation importants (en terme de charge calculateur et en nombre d’éléments à mémoriser en mémoire non volatile) à intégrer dans le contrôle moteur puisqu’il faut mémoriser l’erreur de différence calculée pour tout le champ moteur en tenant compte de toutes les différentes conditions de fonctionnement : variations d’altitude, de températures (extérieure, moteur...). Toutefois, les moyens informatiques permettent de répondre aisément à cette demande.
[0042] Enfin, avec cette stratégie, comme on ne corrige pas la source du décalage de richesse mais uniquement sa conséquence, cela peut avoir des impacts sur le reste du contrôle moteur. Par exemple, si l’origine du décalage de richesse est une imprécision du modèle de positionnement d’un déphaseur d’arbre à cames, avec cette stratégie on corrigera bien l’effet de décalage de la richesse mais on ne pourra pas corriger l’effet de décalage de l’avance optimale. Il faudra une autre stratégie spécifique, avec peut-être d’autres capteurs, pour corriger cet effet sur l’avance à l'allumage.
[0043] Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend une phase de correction indirecte de la richesse mise en œuvre par l'unité de calcul de correction indirecte 34, par l’utilisation d’une méthode d’adaptation des modèles de comportement des actionneurs de manière complémentaire à la phase de correction directe de richesse.
[0044] A partir des points de fonctionnement stabilisés corrigés par la phase de mesure et la phase de correction directe de richesse (partie "apprentissage de l’erreur de richesse"), et en analysant pour chaque point la valeur nécessaire de correction de richesse, cette phase de correction indirecte de la richesse (ou phase d’adaptation des modèles de comportement des actionneurs) va identifier les sources potentielles conduisant aux écarts ou erreurs de richesse constatés. Par méthode statistique ou par analyse des sensibilités de la richesse à tel ou tel paramètres moteur et en analysant un nombre suffisant de points corrigés (par exemple une centaine de points au minimum), cette méthode permet d’identifier les corrections à apporter sur les différents modèles de comportement des actionneurs. On peut qualifier cette partie de "spécifique" puisque elle va identifier et corriger spécifiquement les sources d’erreur de richesse induites par les faiblesses des modèles de comportement des organes ou actionneurs.
[0045] On peut aussi considérer que cette partie de la stratégie de lente car elle va devoir attendre d’acquérir un nombre conséquent (et différents) de points corrigés pour identifier et corriger précisément la source de l’erreur de richesse. Dans le cadre de la proposition d’invention, la première partie de l’invention (les phases de mesure et de correction directe de richesse, ou l’apprentissage de l’erreur de richesse) minimise les dérives de richesse et évite ainsi rapidement les conséquences néfastes d’un décalage de la richesse. Ceci mis en place, on peut optimiser la stratégie d’adaptation des modèles de comportement des actionneurs en faisant en sorte que la stratégie sélectionne un grand nombre de points pour réaliser son analyse où qu’elle attende d’avoir parcouru un choix de point présélectionné (par exemple, répartis sur une zone particulière du champ moteur où l’on sait que l’identification d’une erreur particulière sera plus aisée).
[0046] Une fois que cette partie aura identifié une correction jugée suffisamment robuste, elle pourra être appliquée sur les modèles actionneurs. A ce moment-là, une double correction peut se présenter : celle mémorisée pour chaque point (ou zone) de fonctionnement dans la première partie, phase de mesure et phase de correction directe de richesse (ou "apprentissage de l’erreur de richesse") et celle amenée par la deuxième partie, phase de correction indirecte de richesse (ou "adaptation des modèles de comportement des actionneurs"). L’invention propose trois options ou méthodes possibles de gérer cette situation.
[0047] Selon une première option, le procédé de correction peut attendre que l’on repasse sur chacun des points stabilisés pour que ce qui est mémorisé dans la première partie, phase de mesure et phase de correction directe de richesse (ou "apprentissage de l’erreur de richesse") soit mis à jour. Cela sera fait naturellement par le contrôle moteur. En effet, dans ce cas, sur un point de fonctionnement stabilisé, la stratégie de régulation de richesse va compenser la part restituée par la première partie, phase de mesure et phase de correction directe de richesse (ou "apprentissage de l’erreur de richesse"), cette dernière va donc se mettre à jour à partir du nouveau terme de régulation de richesse.
[0048] Selon une deuxième option, le procédé peut remettre à zéro tout ce qui a été mémorisé dans la première partie, phase de mesure et phase de correction directe de richesse (ou "apprentissage de l’erreur de richesse") Ainsi dès que l’on atteindra un point stabilisé, on le considérera comme vu pour la première fois et on mémorisera le terme de régulation de richesse (si nécessaire) pour absorber une éventuelle erreur de richesse résiduelle. Ce terme ne sera pas forcément nul, s’il subsiste une erreur résiduelle malgré la correction de la source de l’erreur par la deuxième partie, phase de correction indirecte de richesse (ou "adaptation des modèles de comportement des actionneurs").
[0049] Selon une troisième option, le procédé peut retirer instantanément l’impact en richesse de la deuxième partie, phase de correction indirecte de richesse (ou "adaptation des modèles de comportement des actionneurs") pour toutes les corrections mémorisées par le système de la première partie, phase de mesure et phase de correction directe de richesse (ou "apprentissage de l’erreur de richesse").
[0050] L’avantage des deux premières options est que ce sont des méthodes relativement simples, l'avantage de la troisième option assure de minimiser les risques de dérives temporaires de la richesse.
[0051] En conclusion, le caractère complémentaire de la première partie permet de rattraper toutes les facettes de l’erreur de richesse. Ainsi au début de la vie du véhicule, c’est la première partie, phase de mesure et phase de correction directe de richesse (ou "apprentissage de l’erreur de richesse"), qui concentre la totalité de la correction de richesse, la deuxième partie, phase de correction indirecte de richesse (ou "adaptation des modèles de comportement des actionneurs") n’ayant pas eu encore le temps de trouver une correction robuste à appliquer sur les modèles de comportement des actionneurs. Une fois que cette dernière a acquis suffisamment de points et eu le temps de converger (c’est-à-dire identifier une correction jugée robuste), la deuxième partie, phase de correction indirecte de richesse (ou "adaptation des modèles de comportement des actionneurs") apporte la majorité de la correction de richesse en permettant un recalage optimal des modèles de comportement des actionneurs. La part de l’erreur de richesse résiduelle éventuelle que la deuxième partie, phase de correction indirecte de richesse (ou "adaptation des modèles de comportement des actionneurs") ne sait pas attribuer aux modèles ou pour lesquels elle n’a pas les moyens de corriger (par exemple, une erreur de mise au point) est corrigée par la première partie, phase de mesure et phase de correction directe de richesse (ou "apprentissage de l’erreur de richesse").
[0052] Ce principe est illustré par la figure 2, qui représente des phases de commande du moteur thermique, avec son régime moteur ω en haut, et l'erreur de richesse mesurée R en bas, au cours du temps. Le choix de représenter le régime moteur est pour simplifier le fonctionnement, mais on pourrait également choisir de représenter la charge du moteur thermique au cours du temps.
[0053] En E1 : une erreur de richesse est constatée lors d'une phase de fonctionnement stabilisée, c’est-à-dire qu'il existe un écart entre la mesure de richesse réelle fournie par la sonde de mesure de richesse 25 (la sonde à oxygène) présente à l’échappement et la consigne de richesse demandée par le contrôle moteur pendant un intervalle de temps suffisant (au moins trois secondes) pour garantir une mesure fiable. Le moteur n’est alors pas sur son mode de fonctionnement optimal.
[0054] En E2 : la stratégie de régulation de richesse compense cette erreur de richesse en appliquant progressivement une correction sur la commande de masse d’essence demandée au moteur. L’erreur de richesse est absorbée progressivement (ordre de grandeur du temps en secondes), le fonctionnement moteur devient progressivement optimal. A l'issu de cette phase de mesure, la stratégie d’apprentissage de l’erreur de richesse mémorise quasi instantanément (ordre de grandeur du temps en secondes) la correction de masse de carburant que la stratégie de régulation de richesse a identifiée comme nécessaire pour maîtriser la richesse sur ce point de fonctionnement, défini par au moins le régime moteur.
[0055] En E3 : lors d'une phase de fonctionnement ultérieure au même régime moteur (point de fonctionnement similaire à E1), la phase de correction directe identifie la caractéristique (ici le régime moteur) identique à E1, et restitue immédiatement la correction ou erreur de richesse précédemment mémorisée : la correction par la stratégie de régulation de richesse n’est alors plus nécessaire, et l'erreur de richesse R retombe à zéro beaucoup plus vite qu'au point E2. L’avantage est que si l’on change de point de fonctionnement après E2 et que l’on revient sur le point considéré en E3, la stratégie de régulation de richesse n’aura pas besoin de retrouver progressivement une correction : la phase de correction directe de richesse rappellera instantanément la correction mémorisée pour ce point. On limitera ainsi fortement le temps où l’erreur de richesse n’est pas nulle.
[0056] En E4 : un grand nombre de point de fonctionnement différents ont été mémorisés et la phase de correction indirecte de correction de richesse peut commencer l'étape d'analyse statistique pour identifier l'organe responsable de la dérive de la richesse. Cette étape peut prendre beaucoup de temps (ordre de grandeur du temps en heures).
[0057] En E5 : la phase de correction indirecte de correction de richesse (ou la stratégie d’adaptation des modèles de comportement actionneur) a fini de converger et applique sa correction sur les modèles de comportement des actionneurs. L'erreur de richesse R chute, même pour des points de fonctionnement qui n'ont pas été préalablement analysés, car l’actionneur responsable de la dérive a vu sa loi de commande modifiée pour tous les points de fonctionnement. Une grosse partie de la correction fournie par la phase de correction directe de richesse n’est alors plus nécessaire car on a transféré la correction issue de la phase de correction directe de richesse vers la phase de correction indirecte et sur l’actionneur responsable de l'erreur de richesse. Ce qui fournit une solution plus robuste de maîtrise de l’erreur de richesse. La phase de correction directe peut conserver une part de correction correspondant à ce qui ne peut pas être corrigé sur les modèles de comportement actionneur, ce qui explique l'erreur de richesse résiduelle après E5.
[0058] En résumé, la phase de mesure PM est mise en œuvre tout le long de l'utilisation du moteur thermique, la phase de correction directe de richesse PC intervient au point E3, des lors que le moteur retourne sur un point de fonctionnement où une erreur de richesse a été détectée, et la phase de correction indirecte de richesse PIC intervient dès que le système a enregistré suffisamment de points de fonctionnement et d'erreurs de richesse associées pour identifier quel organe du moteur thermique provoque une erreur de richesse.
[0059] La figure 3 représente un exemple d'architecture de stratégies contrôle moteur agencée pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention.
[0060] Stratégie de calcul de la consigne de richesse (notée "CoR" en figure 3). Cette stratégie reçoit en entrée des données moteur (mot) et détermine la consigne de richesse à partir du type de point de fonctionnement que l’on doit appliquer sur le moteur pour optimiser le fonctionnement du moteur thermique 10.
[0061] Stratégie de régulation de richesse (notée "ReR" en figure 3). Cette stratégie est chargée de calculer la correction à appliquer sur la masse de carburant pour ramener la mesure de richesse sur la consigne de richesse, ce terme correctif peut être noté "terme_de_régulation_richesse". Cette stratégie englobe la phase de mesure.
[0062] Stratégie d’apprentissage de l’erreur de richesse (notée "CCDR" en figure 3). Cette stratégie correspond à la phase de correction directe de richesse et reçoit en entrée les paramètres moteur et l'erreur de richesse mémorisée sur chaque point stabilisé et l’élément de correction de la masse de carburant pour atteindre la consigne de richesse (" terme_de_régulation_richesse"). Elle le restitue lorsque le système revient sur un point de fonctionnement similaire. Ceci a pour effet de soulager très rapidement le travail de la stratégie de régulation de richesse et ainsi de limiter dans le temps une erreur de richesse lors des changements de points de fonctionnement.
[0063] Stratégie de correction de la masse de carburant de consigne (notée "CMC" en figure 3). Cette stratégie est chargée d’appliquer la correction sur la masse de carburant de consigne afin de commander la bonne quantité de carburant à injecter dans le moteur et respecter la consigne de richesse demandée. Cette stratégie reçoit en entrée donc la valeur de correction de la masse de carburant (" Correction_erreur_richesse") et une masse de carburant de consigne (" Masse_carburant_consigne "). Cette masse de carburant de consigne provient d’une stratégie de calcul de masse de carburant de consigne (notée "CCMC" en figure 3) qui transforme en masse de carburant, une masse d’air issue des modèles de comportement des actionneurs air (notée "CAA" en figure 3).
[0064] Stratégie d’adaptation des modèles de comportement des actionneurs (notée "CCIFt" en figure 3). Cette stratégie correspond à la phase de correction indirecte de richesse et reçoit en entrée les paramètres moteur et la totalité de la valeur de correction de la masse de carburant. C’est-à-dire la part qui est restituée depuis la mémorisation par la stratégie d’apprentissage de l’erreur de richesse ("CCDR ") et également la part qui provient de la stratégie de régulation de richesse (" terme_de_régulation_richesse"). Cette somme ("
Correction_erreur_richesse") constitue la totalité de la correction sur la masse de carburant de consigne nécessaire afin de commander la bonne quantité de carburant. A noter que cette somme est également envoyée à la stratégie de correction de la masse de carburant de consigne. A partir de la valeur de correction de la masse de carburant recueillie sur un certain nombre de points de fonctionnement différents, cette stratégie d’adaptation des modèles de comportement des actionneurs va identifier les sources de l’erreur de richesse et être capable de déterminer des éléments de correction (aussi appelés adaptatifs) à appliquer sur les modèles de comportement des actionneurs de la partie air et de la partie carburant. Ces adaptatifs (ou lois de commande modifiées) permettent de corriger les modèles de comportement des actionneurs et de les rendre plus proches de la physique des actionneurs réels présent sur le moteur. L’erreur de richesse est alors corrigée majoritairement par ces adaptatifs qui fournissent une correction plus robuste de la source de l’erreur.
[0065] Stratégie de modélisation du comportement des actionneurs de la partie air et de la partie carburant (notée "CAA" pour la partie air et "CAC" pour la partie carburant en figure 3). Ces modèles modélisent les différents actionneurs relatifs à la partie air (boitier papillon, déphaseur d’arbres à cames, levée de soupape variables...) et à la partie carburant (injecteurs...) et reçoivent en entrée les adaptatifs mis à disposition par la stratégie d’adaptation des modèles de comportement actionneurs, ainsi que les paramètres moteur. Cela permet d'envoyer un signal de commande adéquat pour le dispositif d'injection 20.
[0066] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de correction de commande d'un moteur thermique (10) comprenant un dispositif d'injection (20) utilisant une valeur de consigne de richesse pour commander le moteur thermique (10), le procédé comprenant : • une phase de mesure (PM), avec les étapes consistant à : - estimer une valeur de richesse réelle au cours d'une phase de fonctionnement du moteur thermique (10) à l'aide d'une mesure, - comparer la valeur estimée de richesse réelle avec la valeur de consigne de richesse utilisée par le dispositif d'injection (20), - si une différence calculée entre la valeur estimée de richesse réelle et la valeur de consigne de richesse excède un seuil d'erreur, mémoriser dans un unité de mémorisation (35) embarquée du véhicule la différence calculée et au moins une caractéristique de fonctionnement de la phase de fonctionnement du moteur thermique (10) associée, • une phase de correction directe de richesse (PC), avec les étapes consistant à : - lors d'une phase ultérieure de fonctionnement présentant ladite au moins une caractéristique mémorisée, corriger la consigne de richesse utilisée par le dispositif d'injection (20) avec la différence calculée associée à ladite au moins une caractéristique mémorisée, • une phase de correction indirecte de richesse (PIC), avec les étapes consistant à : - effectuer une analyse des différences calculées et mémorisées avec leur caractéristique de fonctionnement de la phase de fonctionnement du moteur thermique (10) associée, - identifier une dérive de fonctionnement d'un organe du moteur provoquant la différence calculée, - déterminer une correction de pilotage de l'organe du moteur provoquant la différence calculée, pour réduire la différence calculée.
  2. 2. Procédé de correction selon la revendication précédente, dans lequel la phase de correction indirecte de richesse (PIC) comprend les étapes consistant à : - modifier, avec la correction déterminée, une loi de pilotage de l'organe du moteur provoquant la différence calculée, - piloter l'organe du moteur provoquant la différence calculée avec la loi de pilotage modifiée.
  3. 3. Procédé de correction selon la revendication précédente, dans lequel après la modification de la loi de pilotage, la mise en œuvre de la phase de mesure (PM) conduit à remettre à jour les différences calculées et leur au moins une caractéristique de fonctionnement de la phase de fonctionnement du moteur thermique (10) associée qui étaient déjà mémorisées.
  4. 4. Procédé de correction selon la revendication 2, comprenant, après la modification de la loi de pilotage, une étape consistant à effacer les différences calculées et mémorisées avec leur caractéristique de fonctionnement de la phase de fonctionnement du moteur thermique (10) associée.
  5. 5. Procédé de correction selon la revendication 2, comprenant une étape consistant à corriger les différences calculées et mémorisées d'une valeur d'erreur attribuée à l'organe du moteur provoquant la différence calculée.
  6. 6. Procédé de correction selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la valeur de richesse réelle est estimée à partir d'une mesure de richesse dans les gaz d'échappement, effectuée à l'aide d'une sonde à oxygène.
  7. 7. Procédé de correction selon l'une des revendications précédentes, dans lequel pendant la phase de mesure (PM), l'estimation de la richesse réelle n'est effectuée que lors de phases de fonctionnement stabilisé, qui durent par exemple au moins trois secondes, et pendant lesquelles un régime et/ou une charge et/ou l'état d'au moins un organe ou actionneur du moteur varient de moins de 5%.
  8. 8. Procédé de correction selon l'une des revendications précédentes, dans lequel : - pendant la phase de correction directe (PC), la correction de la consigne de richesse avec la différence calculée associée est effectuée par un dispositif d'apprentissage automatique, tel qu'un réseau neuronal, embarqué dans une unité de calcul de correction directe du véhicule, et/ou - pendant la phase de correction indirecte (PIC), l'analyse des différences calculées et mémorisées est effectuée par un dispositif d'analyse statistique, embarqué dans une unité de calcul de correction indirecte du véhicule.
  9. 9. Moteur thermique (10) de véhicule, comprenant : - un dispositif d'injection (20), - une unité de mesure (32) agencée pour mettre en œuvre la phase de mesure (PM) du procédé de correction de l'une des revendications précédentes, - une unité de calcul de correction directe (33), agencée pour mettre en œuvre la phase de correction directe de la richesse (PC) du procédé de correction de l'une des revendications précédentes, - une unité de calcul de correction indirecte (34), agencée pour mettre en œuvre la phase de correction indirecte de la richesse (PIC) du procédé de correction de l'une des revendications précédentes.
  10. 10. Véhicule automobile comprenant un moteur thermique (10) avec un dispositif d'injection (20), et dont la richesse est corrigée selon le procédé de l'une des revendications 1à 8.
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