FR3087494A1

FR3087494A1 - Procédé et système de contrôle d’un régime moteur de véhicule

Info

Publication number: FR3087494A1
Application number: FR1911792A
Authority: FR
Inventors: Xavier Moine
Original assignee: Continental Automotive France SAS
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2020-04-24
Anticipated expiration: 2039-10-22
Also published as: CN112912607B; FR3087495A1; US20210381450A1; CN112912607A; US11428176B2; FR3087494B1; WO2020083922A1

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de contrôle d’un régime d’un moteur thermique de véhicule, ledit moteur comprenant au moins une chambre de combustion, dans laquelle est injecté un mélange d’air et de carburant, et une boite à air, configurée pour injecter l’air dans ladite chambre de combustion et présentant un débit d’air contrôlé par un papillon de régulation, ledit papillon de régulation présentant une position angulaire variable, commandée par une position prédéterminée d’un actionneur. Le procédé comprend les étapes d’évaluation (E1) d’un couple résistant dit « de charge » résultant d’une pluralité de charges extérieures appliquées sur ledit moteur, de détermination (E2), à partir dudit couple résistant de charge calculé, d’une position dudit actionneur, de manière à déterminer une position angulaire du papillon de régulation, et de commande (E3) de ladite position de l’actionneur, de manière à contrôler ledit régime moteur. Figure pour l’abrégé : Fig. 6

Description

Titre de l'invention : Procédé et système de contrôle d’un régime moteur de véhicule

Domaine technique [0001] L’invention se rapporte au domaine des moteurs thermiques, et concerne plus particulièrement un procédé de contrôle du régime d’un moteur thermique de véhicule fonctionnant à régime constant. L’invention vise en particulier à limiter les changements de régime moteur non souhaités, afin de limiter les risques d’endommagement du moteur ou de tout équipement qui serait alimenté électriquement par ledit véhicule.

Technique antérieure [0002] De manière connue, un moteur thermique de véhicule comprend un ou plusieurs cylindres creux délimitant chacun une chambre de combustion dans laquelle est injecté un mélange d’air et de carburant. Ce mélange est compressé dans le cylindre par un piston et enflammé de manière à provoquer le déplacement du piston en translation à l’intérieur du cylindre.

[0003] Le déplacement des pistons dans chaque cylindre du moteur entraîne en rotation un arbre moteur appelé « vilebrequin » permettant, via un système de transmission, d’entraîner en rotation les roues du véhicule. La vitesse de rotation du vilebrequin définie le régime moteur du véhicule. En effet, plus le vilebrequin tourne à une vitesse de rotation élevée, plus le régime moteur est élevé.

[0004] L’air du mélange est injecté dans la chambre de combustion par l’intermédiaire d’une ou plusieurs soupapes d’admission, reliées chacune à un conduit d’admission d’air. De telles soupapes d’admission sont régulièrement ouvertes et fermées, de manière à permettre le passage d’une quantité prédéterminée d’air, provenant d’une boîte à air reliée en amont à une prise d’air extérieur et en aval à un ou plusieurs boîtiers comprenant au moins un clapet d’ouverture, communément désigné « papillon », monté rotatif autour d’un axe. Un tel boîtier, connu sous la désignation de « boîtier papillon », est configuré pour permettre l’admission d’air dans le conduit d’admission d’une chambre de combustion d’un cylindre du moteur.

[0005] Le papillon est configuré pour être ouvert ou fermé de manière à permettre le passage d’une quantité d’air en fonction de l’angle d’ouverture du papillon, un tel angle d’ouverture étant mesuré par un capteur de position angulaire connu sous la désignation TPS, signifiant « Throttle Position Sensor » en langue anglaise. A cette fin, le papillon est entraîné en rotation par un actionneur comprenant un moteur électrique commandé par le calculateur du véhicule et relié à une pluralité d’engrenages permettant d’entraîner le papillon en rotation autour de son axe.

[0006] De manière connue, lorsque le conducteur du véhicule appuie sur la pédale d’accélérateur, l’information est envoyée au calculateur du véhicule qui commande le moteur électrique du boîtier papillon de manière à contrôler l’ouverture du papillon. Une telle ouverture du papillon permet l’admission d’une quantité d’air plus importante dans la chambre de combustion. Le calculateur commande alors en parallèle le système d’injection de carburant du véhicule à partir de la lecture du débit d’air aspiré dans la chambre de combustion, mesuré au moyen d’un capteur de mesure de débit monté dans le boîtier papillon. En cas d’accélération, une quantité plus importante de carburant est injectée dans la chambre de combustion, entraînant alors une augmentation de la puissance du moteur. Dans le cas d’un véhicule automobile, le régime moteur fluctue en fonction par exemple de la vitesse du véhicule ou du couple nécessaire au moteur pour conserver sa vitesse, par exemple lorsque le véhicule est dans une montée.

[0007] Cependant, il est connu également des moteurs dont le régime doit rester constant pour fonctionner. En effet, de manière connue, un véhicule fonctionnant à régime constant, par exemple un générateur ou une tondeuse à gazon, doit conserver un régime régulier, de manière à limiter les disfonctionnements. A titre d’exemple, il convient de limiter les fluctuations de l’énergie fournie par un générateur, dont une augmentation peut entrainer l’endommagement des équipements connectés électriquement audit générateur. De même, dans le cas d’une tondeuse à gazon, il est nécessaire de contrôler le régime moteur afin d’éviter un fort ralentissement du moteur quand la tondeuse arrive par exemple dans des herbes hautes.

[0008] Pour cela, il est connu d’utiliser un système de régulation mécanique ou électronique afin pour permettre la régulation du régime moteur.

[0009] Certains moteurs sont par exemple équipés d’un carburateur, dont la fonction principale est de moduler la quantité de mélange et de carburant introduite dans la chambre de combustion. Pour cela, le carburateur est relié au vilebrequin par un ressort sous tension. Lorsque le régime moteur diminue, par exemple dans le cas d’une tondeuse arrivant dans les herbes hautes, le vilebrequin tourne à une vitesse plus faible et libère le ressort relié au carburateur, entraînant l’ouverture du papillon de régulation afin d’augmenter et de rétablir de nouveau le régime du moteur.

[0010] Cependant, de tels systèmes nécessitent que le régime moteur fluctue notablement pour fonctionner, ce qui présente un inconvénient majeur. En effet, lorsque les systèmes de régulation se mettent en fonctionnement, le régime s’est déjà écroulé. Aussi, la régulation du régime ne peut être instantanée et le régime moteur se rétablit progressivement, ce qui présente notamment des risques de détérioration du moteur. [0011] Il est également connu d’utiliser un système de régulation électronique du papillon, par exemple des applications intégrées au calculateur du véhicule et configurées pour contrôler électroniquement la position angulaire du papillon, et donc pour réduire l’arrivée d’air dans la chambre de combustion, de manière à limiter le régime moteur. A titre d’exemple, lorsque le calculateur du véhicule détecte une augmentation du régime du moteur, l’application contrôle la fermeture du papillon de régulation de manière à limiter la quantité de mélange d’air et de carburant introduite dans la chambre de combustion et réduire ainsi le régime moteur.

[0012] Cependant, un délai de réponse est nécessaire pour que l’application soit activée et débute le contrôle de la position de l’actionneur, entraînant régulièrement un dépassement et des oscillations temporaires du régime moteur. Or, ce dépassement et ces oscillations peuvent présenter un risque d’usures prématurées du moteur, ce qui présente là encore des inconvénients importants.

[0013] De plus, les systèmes de régulation de l’art antérieur contrôlent le régime du moteur en commandant une position angulaire du papillon prédéterminée qui ne correspond pas nécessairement à la charge nécessaire pour rétablir le régime du moteur. De tels systèmes de régulation fonctionnent ainsi par tâtonnement en réajustant régulièrement la charge permettant de réguler le régime moteur en fonction de la réponse faite à la charge précédente. De telles étapes successives peuvent nécessiter un temps significativement long, ce qui augmente les risques d’endommager le moteur.

Exposé de l’invention [0014] L’invention a donc pour but de remédier au moins en partie à ces inconvénients en proposant une solution simple, fiable, efficace et rapide du contrôle du régime moteur.

[0015] L’invention vise en particulier un procédé permettant de s’adapter rapidement à l’application d’une charge extérieure appliquée sur moteur et qui en modifie le régime.

[0016] Un objectif est d’évaluer la charge appliquée au moteur et de réagir directement à l’ouverture du papillon, en fournissant le couple moteur de combustion (couple indiqué) et en évitant d’attendre un écart de régime.

[0017] Un autre objectif est de réduire voire d’éviter les phénomènes de pompage lorsque la charge moteur disparaît ou est réduite fortement.

[0018] A cette fin, l’invention a tout d’abord pour objet un procédé de contrôle d’un régime d’un moteur thermique de véhicule, destiné à fonctionner à un régime constant, ledit moteur comprenant au moins une chambre de combustion, dans laquelle est injecté un mélange d’air et de carburant, et une boite à air, configurée pour injecter l’air dans ladite chambre de combustion et présentant un débit d’air contrôlé par un papillon de régulation, ledit papillon de régulation présentant une position angulaire variable, commandée par une position prédéterminée d’un actionneur, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :

évaluation d’un couple résistant dit « de charge » résultant d’au moins une charge extérieure (notamment une pluralité de charges extérieures) appliquée audit moteur, de manière à compenser ledit couple résistant de charge, détermination, à partir dudit couple résistant de charge évalué, d’une position dudit actionneur de manière à déterminer une position angulaire du papillon de régulation, et commande de l’actionneur dans la position déterminée à partir dudit couple résistant de charge évalué, de manière à contrôler ledit régime du moteur constant, afin d’éviter de brusques variations dudit régime du moteur, ledit procédé comprenant en outre les étapes suivantes : détermination préalable d’une courbe du couple moteur dit « théorique » dû à la combustion dans la chambre de combustion au cours du cycle moteur, représentant l’évolution d’un cycle moteur complet comprenant au moins une phase de combustion, ladite courbe comportant : une première portion comprenant ladite au moins une phase de combustion, représentative d’une variation du couple au cours de la phase de combustion, pour le calcul d’un couple moteur de combustion, et une deuxième portion ne comprenant pas ladite au moins une phase de combustion, représentative du couple résistant de charge pour une évaluation de ce dernier.

[0019] Le procédé selon l’invention permet avantageusement d’anticiper un éventuel écroulement du régime moteur, en commandant une position angulaire anticipée du papillon de régulation, permettant de compenser un tel écroulement au moment où celui-ci survient. Par exemple, il permet au contrôle moteur, en définissant des traitements distincts du contrôle moteur si le moteur est essentiellement en charge, par exemple lames embrayées sur une tondeuse, ou essentiellement pas en charge, par exemple lames débrayées sur le cas d’une tondeuse, et grâce à la division de la courbe théorique de référence de couple comme défini, à la fois de mieux réagir en cas de variation brutale de charge, par exemple sur la ou les lames de coupe, en évitant un écroulement ou un emballement du régime moteur, et de réduire voire d’éviter un phénomène dit de pompage lorsque le moteur n’est pas en charge ou supporte une charge faible, par exemple la ou les lames de coupes sont débrayées dans le cas d’une tondeuse.

[0020] De préférence, le procédé selon l’invention comprend en outre les étapes suivantes : détermination d’un premier estimateur à partir de ladite courbe d’évolution du couple moteur théorique, correspondant à une suite de segments reliés par une pluralité de points d’inflexion, chaque segment étant représentatif d’une variation de valeurs du couple moteur théorique au cours d’une phase de combustion dans une chambre de combustion, et comprenant en outre un point initial et un point final, pour le calcul du couple moteur de combustion, détermination d’un deuxième estimateur à partir de ladite courbe d’évolution du couple moteur théorique, correspondant à une suite de segments reliés par deux points d’inflexion, chaque segment étant situé dans une zone de couple nul ou sensiblement nul de la courbe d’évolution du couple moteur théorique, et comprenant un point initial et un point final, pour évaluer le couple résistant de charge.

[0021] L’utilisation de segments linéaires permet de simplifier les calculs en utilisant seulement des additions et des soustractions, ce qui permet notamment d’éviter Γ utilisation de coefficients correctifs sur des instants correspondant à des positions angulaires déterminées du vilebrequin définissant lesdits points.

[0022] De préférence, l’étape d’évaluation du couple résistant de charge comprend les sousétapes de :

calcul d’un couple moteur dit « d’accélération » résultant d’une accélération du moteur, détermination d’un couple résistant dit « de frottement » résultant d’une pluralité de frottements dans le moteur, calcul dudit couple moteur de combustion résultant de la combustion dudit mélange d’air et de carburant dans ladite au moins une chambre de combustion, et calcul du couple résistant de charge à partir du couple moteur de combustion, du couple moteur d’accélération et du couple résistant de frottement.

[0023] De manière préférée, ledit moteur comprenant un vilebrequin caractérisé par une position angulaire à partir d’une position de référence, ladite au moins une chambre de combustion présentant une phase de combustion, le calcul du couple moteur de combustion comprend les étapes de :

détermination d’un premier estimateur à partir de la courbe dudit couple moteur théorique, ledit premier estimateur correspondant à une suite de segments, reliés entre eux entre un point initial et un point final, et caractérisée par une pluralité de points remarquables, chaque segment étant représentatif d’une variation de valeurs du couple au cours de la phase de combustion, ladite pluralité de points remarquables comprenant le point initial, une pluralité de points d’inflexion reliant les segments entre eux et le point final, corrélation entre le point initial, chaque point d’inflexion et le point final et une position angulaire du vilebrequin, mesure d’une pluralité d’instants, chaque instant correspondant à une position angulaire du vilebrequin, et calcul du couple moteur de combustion, à partir de ladite pluralité d’instants mesurés. [0024] De telles étapes du calcul du couple moteur de combustion, permettent un calcul réaliste du couple moteur de combustion, réalisé de manière simple au moyen du capteur connu permettant la détermination de la position du vilebrequin.

[0025] Selon un aspect préféré de l'invention, le moteur présentant un cycle moteur complet comprenant au moins une phase de combustion, ladite courbe du couple moteur théorique représentant l'évolution du cycle moteur complet, la détermination dudit premier estimateur est réalisée pour une première portion de ladite courbe du couple moteur théorique comprenant ladite au moins une phase de combustion, de manière à déterminer ledit premier estimateur de ladite première portion de courbe du couple moteur théorique.

De préférence, la première portion de courbe du couple moteur théorique comprenant le point initial, quatre points d'inflexion et le point final, le premier estimateur dépend de six instants et permet le calcul du couple moteur de combustion à partir d'une première équation s'écrivant de la manière suivante :

TQ_Ind = k* (Γ6 - T5 - T4 + T3 + T2 - T1)*JV³ [0026] dans laquelle :

k est un facteur dépendant de l'inertie du moteur thermique,

N [rpm] correspond à un régime moteur mesuré au moyen de la position angulaire du vilebrequin au cours du cycle moteur,

Tl [ms] correspondant à l'instant du point initial du premier estimateur,

T2 à T5 [ms] correspondant respectivement aux instants des quatre points d'inflexion depuis le point initial jusqu'au point final du premier estimateur, et

T6 [ms] correspondant à l'instant du point final du premier estimateur.

[0027] Un tel calcul permet avantageusement la détermination du couple moteur de combustion au moyen d'un calcul simple dépendant d'une pluralité d'instants pouvant être déterminés au moyen d'une horloge intégrée au calculateur et déclenché pour une position précise du vilebrequin.

[0028] De manière alternative, le moteur présentant un cycle moteur complet comprenant au moins une phase de combustion, ladite courbe du couple moteur théorique représentant l’évolution du cycle moteur complet, le calcul du couple résistant de charge est réalisé pour une deuxième portion de ladite courbe du couple moteur théorique ne comprenant pas ladite au moins une phase de combustion et comprend une estimation, à partir d’un deuxième estimateur, d'un couple résistant de charge basé sur la prise en compte des instants remarquables de ladite deuxième portion de courbe du couple moteur théorique, et une détermination de la position de l'actionneur en fonction de ce couple résistant de charge estimé et du régime de rotation moteur.

[0029] Selon un aspect préféré de l’invention, dans ce mode alternatif de réalisation, la deuxième portion de courbe du couple moteur théorique comprenant, en tant qu’instants remarquables, le point initial, deux points d’inflexion et le point final, le deuxième estimateur dépend de quatre instants et permet le calcul du couple résistant de charge à partir d’une deuxième équation s’écrivant de la manière suivante :

TQ_Load = k* (T4- T3 - T2 + Tl)* N³ [0030] dans laquelle :

k est un facteur dépendant de l’inertie du moteur thermique,

N correspond à un régime moteur mesuré au moyen de la position angulaire du vilebrequin au cours du cycle moteur, et

Tl correspondant à l’instant du point initial du deuxième estimateur, T2 et T3 correspondant respectivement aux instants des deux points d’inflexion depuis le point initial jusqu’au point final du deuxième estimateur, et

T4 correspondant à l’instant du point final du deuxième estimateur.

[0031] Un tel calcul permet avantageusement la détermination directe du couple résistant de charge au moyen d’un calcul simple dépendant d’une pluralité d’instants pouvant être déterminés au moyen d’une horloge intégrée au calculateur et déclenché pour une position précise du vilebrequin.

[0032] Alternativement, de manière avantageuse, la position angulaire du papillon de régulation est déterminée à partir d’une table à double entrées, dépendant du régime moteur et du couple résistant de charge. Un tel mode de réalisation alternatif permet avantageusement d’anticiper une position angulaire du papillon de régulation par simple détermination d’une telle position angulaire à partir du régime moteur connu et du couple résistant de charge.

[0033] De préférence, le couple résistant de frottement correspond à une valeur de couple prédéterminée.

[0034] L’invention a également pour objet un calculateur de véhicule, ledit véhicule comprenant un moteur thermique destiné à fonctionner à un régime constant, ledit moteur thermique comprenant au moins une chambre de combustion, dans laquelle est injecté un mélange d’air et de carburant, et une boite à air, configurée pour injecter l’air dans ladite chambre de combustion et présentant un débit d’air contrôlé par un papillon de régulation, ledit papillon de régulation présentant une position angulaire variable, commandée par une position prédéterminée d’un actionneur, ledit calculateur étant configuré pour :

évaluer un couple résistant dit « de charge » résultant d’une pluralité de charges extérieures appliquées sur ledit moteur, déterminer, à partir dudit couple résistant de charge évalué, une position dudit actionneur, de manière à déterminer une position angulaire du papillon de régulation, et commander Tactionneur dans la position déterminée à partir dudit couple résistant de charge évalué, de manière à réguler le régime moteur constant, déterminer préalablement une courbe du couple moteur dit « théorique » dû à la combustion dans la chambre de combustion au cours du cycle moteur, représentant l’évolution d’un cycle moteur complet comprenant au moins une phase de combustion, ladite courbe comportant :

une première portion comprenant ladite au moins une phase de combustion, représentative d’une variation du couple au cours de la phase de combustion, pour le calcul d’un couple moteur de combustion, et une deuxième portion ne comprenant pas ladite au moins une phase de combustion, représentative du couple résistant de charge pour une évaluation de ce dernier.

[0035] Selon un aspect de l’invention, le calculateur est configuré pour :

déterminer un premier estimateur à partir de ladite courbe d’évolution du couple moteur théorique, correspondant à une suite de segments reliés par une pluralité de points d’inflexion, chaque segment étant représentatif d’une variation de valeurs du couple moteur théorique au cours d’une phase de combustion dans une chambre de combustion, et comprenant un point initial et un point final, pour le calcul du couple moteur de combustion, déterminer un deuxième estimateur à partir de ladite courbe d’évolution du couple moteur théorique, correspondant à une suite de segments reliés par deux points d’inflexion, chaque segment étant situé dans une zone de couple nul ou sensiblement nul de la courbe d’évolution du couple moteur théorique, et comprenant un point initial et un point final, pour évaluer le couple résistant de charge.

[0036] De manière préférée, ledit moteur comprenant un vilebrequin caractérisé par une position angulaire à partir d’une position de référence, ladite au moins une chambre de combustion présentant une phase de combustion, afin de calculer le couple moteur de combustion, le calculateur est configuré pour :

déterminer un premier estimateur à partir de ladite courbe d’évolution du couple moteur théorique, l’estimateur correspondant à une suite de segments, reliés entre eux entre un point initial et un point final, et caractérisée par une pluralité de points remarquables, chaque segment étant représentatif d’une variation de valeurs du couple au cours de la phase de combustion, ladite pluralité de points remarquables comprenant le point initial, une pluralité de points d’inflexion reliant les segments entre eux et le point final, corréler le point initial, chaque point d’inflexion et le point final avec une position angulaire du vilebrequin, mesurer une pluralité d’instants, chaque instant correspondant à une position angulaire du vilebrequin, et calculer le couple moteur de combustion à partir de ladite pluralité d’instants mesurés.

[0037] Selon un aspect préféré de l’invention, le moteur présentant un cycle moteur complet comprenant au moins une phase de combustion, ladite courbe du couple moteur théorique représentant l’évolution du cycle moteur complet, le calculateur est configuré pour déterminer ledit premier estimateur pour une première portion de ladite courbe du couple moteur théorique comprenant ladite au moins une phase de combustion, de manière à permettre la détermination dudit premier estimateur de ladite première portion de courbe du couple moteur théorique.

[0038] De préférence, la première portion de courbe du couple moteur théorique comprenant le point initial, quatre points d’inflexion et le point final, le calculateur est configuré pour déterminer le premier estimateur à partir de six instants et pour calculer le couple moteur de combustion (TQ_Ind) à partir d’une première équation s’écrivant de la manière suivante :

TQ_Ind = k*(T6 - T5 - T4 + T3 + T2 - T1)*N³ [0039] dans laquelle :

k est un facteur dépendant de l’inertie du moteur thermique,

N correspond à un régime moteur mesuré au moyen de la position angulaire du vilebrequin au cours du cycle moteur,

Tl correspondant à l’instant du point initial du premier estimateur,

T2 à T5 correspondant respectivement aux instants des quatre points d’inflexion depuis le point initial jusqu’au point final du premier estimateur, et

T6 correspondant à l’instant du point final du premier estimateur.

[0040] De manière alternative, le moteur présentant un cycle moteur complet comprenant au moins une phase de combustion, ladite courbe du couple moteur théorique représentant l’évolution du cycle moteur complet, le calculateur est configuré pour déterminer un deuxième estimateur pour une deuxième portion de ladite courbe du couple moteur théorique ne comprenant pas ladite au moins une phase de combustion.

[0041] De manière alternative, le moteur présentant un cycle moteur complet comprenant au moins une phase de combustion, ladite courbe du couple moteur théorique représentant l’évolution du cycle moteur complet, le calculateur est configuré pour déterminer un deuxième estimateur pour une deuxième portion de ladite courbe du couple moteur théorique ne comprenant pas ladite au moins une phase de combustion.

[0042] Selon un aspect préféré de l’invention, dans ce mode alternatif de réalisation, la deuxième portion de courbe du couple moteur théorique comprenant le point initial, deux points d’inflexion et le point final, le calculateur est configuré pour déterminer le deuxième estimateur à partir de quatre instants et pour calculer le couple résistant de charge TQ_Load à partir d’une deuxième équation s’écrivant de la manière suivante : T Q_Load = k* (T4-T3-T2 + T1)*2V³ [0043] dans laquelle :

k est un facteur dépendant de l’inertie du moteur thermique,

Tl correspondant à l’instant du point initial du deuxième estimateur,

T2 et T3 correspondant respectivement aux instants des deux points d’inflexion depuis le point initial jusqu’au point final du deuxième estimateur, et

T4 correspondant à l’instant du point final du deuxième estimateur.

[0044] Un tel calcul permet avantageusement la détermination du couple résistant de charge au moyen d’un calcul simple dépendant d’une pluralité d’instants pouvant être déterminés au moyen d’une horloge intégrée au calculateur et déclenché pour une position précise du vilebrequin.

[0045] Alternativement, de manière avantageuse, le calculateur est configuré pour déterminer la position angulaire du papillon de régulation à partir d’une table à double entrées, dépendant du régime moteur et du couple résistant de charge.

[0046] Avantageusement, le calculateur est configuré pour calculer le couple moteur d’accélération à partir de l’inertie et du régime moteur moyen dudit moteur thermique.

[0047] De préférence, le calculateur est configuré pour déterminer le couple résistant de frottement à partir d’une valeur de couple prédéterminée.

[0048] L’invention concerne en outre un véhicule comprenant un moteur, présentant un régime moteur constant, et un calculateur tel que décrit précédemment.

[0049] Enfin, l’invention concerne un générateur électrique comprenant un moteur, présentant un régime moteur constant, et un calculateur tel que décrit précédemment. Brève description des dessins [0050] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

[fig.l] : la figure 1 illustre schématiquement un moteur thermique et un papillon de régulation d’une boite à air d’un tel moteur thermique.

[fig.2] : la figure 2 est une vue schématique des échanges de messages et de signaux entre le calculateur et le moteur du véhicule.

[fig.3] : la figure 3 représente l’évolution du couple moteur dit « théorique » dans une chambre à combustion.

[fig.4] : la figure 4 illustre un premier estimateur de l’évolution du couple moteur de la figure 3.

[fig.5] : la figure 5 illustre un deuxième estimateur de l’évolution du couple de charge de la figure 3.

[fig.6] : la figure 6 illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé selon l’invention.

Description des modes de réalisation [0051] Le système et le procédé selon l’invention sont présentés ci-après en vue d’une mise en œuvre dans un générateur ou une tondeuse à gazon. Cependant, toute mise en œuvre dans un contexte différent, en particulier pour tout véhicule comprenant un moteur dont le régime doit être constant, est également visée par l’invention.

[0052] Comme décrit précédemment, en référence à la figure 1, un véhicule, de type tondeuse à gazon par exemple, comprend un moteur 1 thermique comprenant au moins un cylindre 11 creux, dans cet exemple un unique cylindre 11 délimitant une chambre de combustion 11A dans laquelle coulisse un piston 12, dont le mouvement est entraîné par compression et détente des gaz issus de la combustion d’un mélange d’air et de carburant introduit dans la chambre de combustion 11 A. Le piston 12 est relié à un vilebrequin 13, qui, entraîné en rotation par le mouvement de montée et de descente du piston 12, permet l’entrainement du moteur 1 du véhicule.

[0053] La vitesse de rotation du vilebrequin 13 définit le régime moteur du véhicule, c’est-à-dire le nombre de rotations par minute effectuées par le vilebrequin 13 lorsque le moteur 1 est en fonctionnement. Dans le cas d’une tondeuse à gazon ou d’un générateur par exemple, il convient qu’un tel régime moteur soit constant. Aussi, le couple du moteur 1 doit être adapté pour que le régime reste inchangé quelles que soient les conditions extérieures. En effet, le couple du moteur 1 correspond à la force que le moteur 1 doit fournir par exemple pour que le vilebrequin 13 tourne à la vitesse de rotation souhaitée, c’est-à-dire dans ce cas, au régime constant prédéfini.

[0054] La mesure de la vitesse de rotation du vilebrequin 13 est déterminée à partir de la position angulaire d’un tel vilebrequin 13. Afin de connaître une telle position angulaire, toujours en référence à la figure 1, le vilebrequin 13 comprend une roue dentée 130 comportant un nombre prédéterminé de dents espacées régulièrement, ainsi qu’un espace libre de dents correspondant à une position de référence du vilebrequin 13. Une telle roue dentée 130 étant connue en soi, elle ne sera pas davantage détaillée ici.

[0055] Un capteur de position 16 est monté en regard de la roue dentée 130 de manière à permettre à la fois la détection de la position de référence et le décompte du nombre de dents défilant devant le capteur de position 16 depuis une telle position de référence. Plus précisément, le capteur de position 16 délivre un signal représentatif du passage des dents qui permet au calculateur 30 de déterminer la position angulaire de 0° à 360° du vilebrequin 13.

[0056] Pour rappel, dans un tel moteur 1, l’air et le carburant sont respectivement introduits et expulsés via des soupapes d’admission 14A et des soupapes d’échappement 14B, reliés à un arbre à cames 15. L’arbre à cames 15, mis en rotation, permet alternativement l’ouverture et la fermeture des soupapes d’admission 14A et d’échappement 14B, coulissant respectivement dans un conduit d’admission 16A et un conduit d’échappement 16B. Chaque conduit d’admission 16A permet le passage de l’air depuis un système d’admission d’air jusque dans la chambre de combustion 11A du cylindre 11.

[0057] Pour cela, le système d’admission d’air comprend un boîtier papillon 20 relié à une boîte à air 22. La boîte à air 22 est configurée pour aspirer un flux d’air provenant en amont de l’extérieur du véhicule et l’introduire dans le conduit d’admission 16A d’air relié à la chambre de combustion 11 A.

[0058] Afin de réguler le débit du flux d’air, toujours en référence à la figure 1, le boîtier papillon 20 comprend un papillon de régulation 21, se présentant sous la forme d’un clapet obturateur, configuré pour autoriser ou stopper le passage de l’air. L’invention est décrite, dans cet exemple, pour un boîtier papillon 20 comprenant un unique papillon de régulation 21, cependant il va de soi, que le boîtier papillon 20 pourrait en comprendre un nombre différent, notamment dans le cas d’un moteur 1 comprenant une pluralité de chambres de combustion 11A et donc une pluralité de conduits d’admission 16A.

[0059] Afin de permettre la régulation du débit du flux d’air, le papillon de régulation 21 est monté rotatif autour d’un axe et est configuré pour évoluer entre une position d’ouverture, dans laquelle le débit d’air dans le boîtier papillon 20 est maximal, et une position de fermeture, dans laquelle un tel débit d’air est nul.

[0060] La position du papillon de régulation 21 est entraîné en rotation par un actionneur 23 comprenant un moteur électrique commandé par le calculateur 30 du véhicule et relié à une pluralité d’engrenages permettant d’entraîner le papillon de régulation 21 en rotation autour de son axe.

[0061] Dans le cas d’un moteur 1 fonctionnant à régime constant, l’invention permet avantageusement de contrôler, en avance de phase, la position de l’actionneur 23, de manière à contrôler la position angulaire du papillon de régulation 21, dans le but de limiter les fluctuations du régime moteur. L’invention permet en effet, de prévenir les fluctuations du régime moteur, en anticipant le contrôle de la position angulaire du papillon de régulation 21.

[0062] Pour cela, le véhicule comprend un calculateur 30 configuré pour permettre la mise en œuvre du procédé selon l’invention.

[0063] En effet, selon une forme de réalisation préférée de l’invention, le calculateur 30 du véhicule est configuré pour évaluer un couple résistant dit « de charge » noté TQ_Load, résultant d’une pluralité de charges extérieures appliquées sur ledit moteur 1, dans le but de compenser une telle charge extérieure. Dans l’exemple de la tondeuse à gazon, lorsque celle-ci arrive par exemple dans des herbes hautes, l’augmentation de la hauteur et donc de la densité des herbes à couper provoquerait l’écroulement du régime moteur. La détermination du couple résistant de charge TQ_Load permet avantageusement d’anticiper un tel écroulement, en commandant une position angulaire anticipée du papillon de régulation 21, permettant de compenser un tel écroulement avant que celui-ci ne survienne.

[0064] Le calculateur 30 est alors en outre configuré pour déterminer, à partir du couple résistant de charge TQ_Load évalué, une position de l’actionneur 23, de manière à déterminer une position angulaire du papillon de régulation 21, et pour commander une telle position de l’actionneur 23, de manière à permettre la régulation du régime moteur.

[0065] Le couple résistant de charge TQ_Load est, selon une forme de réalisation préférée de l’invention, évalué de la manière suivante :

TQ_r , = TQ_Ind - TQ_Fr - TQ_Acc

L O Cl Cl [0066] avec :

TQ_Ind [N.m] : couple moteur dit « de combustion » résultant de la combustion du mélange d’air et de carburant dans la chambre de combustion 1 IA,

TQ_Fr [N.m] : couple moteur dit « de frottement » résultant d’une pluralité de frottements agissant dans le moteur 1,

TQ_Acc [N.m] : couple moteur dit « d’accélération » résultant d’une accélération du moteur 1.

[0067] Aussi, afin d’évaluer le couple résistant de charge TQ_Load, le calculateur 30 est configuré à la fois pour calculer le couple moteur d’accélération TQ_Acc, déterminer le couple résistant de frottement TQ_Fr et calculer le couple moteur de combustion TQ_Ind.

[0068] Pour cela, en référence à la figure 2, le calculateur 30 est configuré pour recevoir du capteur de position 16 de la roue dentée 130 du vilebrequin 13, un signal représentatif du passage des dents permettant au calculateur 30 de déterminer la position angulaire de 0° à 360° du vilebrequin 13 à partir de la détection de la position de référence. Le calculateur 30 est alors configuré pour déterminer la vitesse de rotation du vilebrequin 13 à partir de l’évolution de la position angulaire dudit vilebrequin 13 pendant une durée prédéterminée.

[0069] En outre, l’inertie du moteur 1 étant prédéterminée et connue, le calculateur 30 est configuré pour déterminer le couple moteur d’accélération TQ_Acc, à partir de la vitesse de rotation du vilebrequin 13 et de l’inertie du moteur 1. Selon un exemple de réalisation, le calculateur 30 est configuré pour calculer le couple moteur d’accélération TQ_Acc à partir de l’équation suivante :

[0070] avec :

J : inertie du moteur en kg.m2

J_N : inertie du moteur en N.m/rpm2 do)/dl : accélération du vilebrequin en rad/s2

N : régime moteur (Nn et Nn-1 représentant le régime moteur à un tour n et à un tour η-1 du vilebrequin) en rpm.

[0071] Le couple résistant de frottement TQ_Fr représente le couple moteur résultant d’une pluralité de frottements agissant dans le moteur 1 et correspond dans cet exemple à un terme connu prédéterminé. Le calculateur 30 est en effet configuré par exemple pour stocker une telle valeur de couple résistant de frottement TQ_Fr de manière à intégrer directement la valeur dans le calcul du couple résistant de charge TQ_Load.

[0072] De plus, afin de déterminer le couple moteur de combustion TQ_Ind, le calculateur 30 est configuré pour :

déterminer un premier estimateur à partir d’une courbe d’évolution d’un couple moteur théorique TQ_T, le premier estimateur correspondant à une suite de segments reliés par une pluralité de points d’inflexion, chaque segment étant représentatif d’une variation de valeurs du couple au cours d’une phase de combustion du cycle moteur, le premier estimateur comprenant en outre un point initial et un point final, réaliser une corrélation entre le point initial, chaque point d’inflexion et le point final et une position angulaire du vilebrequin 13, mesurer une pluralité d’instants, chaque instant correspondant à une position angulaire du vilebrequin 13, et calculer le couple moteur de combustion TQ_Ind à partir des instants mesurés.

[0073] En effet, la figure 3 représente un exemple d’évolution théorique du couple moteur TQ_T dû à la combustion du mélange d’air et de carburant dans la chambre de combustion 11. L’exemple représenté sur la figure 3 illustre une telle évolution pour un moteur 1 comprenant deux cylindres 11 et donc deux chambres de combustion 11 A. Aussi, les deux phases de pics négatifs Pl, P3 représentés sur la courbe illustrent respectivement la compression du mélange d’air et de carburant dans la première chambre de combustion 11A (PI) et la compression du mélange d’air et de carburant dans la deuxième chambre de combustion 11A (P3), et les deux phases de pics positifs P2, P4 d’évolution représentés sur la courbe illustrent respectivement la combustion d’un tel mélange dans la première chambre de combustion 1 ΙΑ (P2), et la combustion d’un tel mélange dans la deuxième chambre de combustion 11A (P4).

[0074] Dans cet exemple, un cycle moteur CM, c’est-à-dire la combustion du mélange d’air et de carburant dans les deux chambres de combustion 1 IA du moteur 1, comprend ainsi deux phases de combustion et est réalisé pour un quart de tour du vilebrequin 13, c’est-à-dire une rotation de 90° dudit vilebrequin 13.

[0075] Cette courbe d’évolution du couple moteur TQ_T dit théorique, représentée la figure est connue et peut être avantageusement prédéterminée ou déterminée préalablement. La courbe d’évolution du couple moteur TQ_T peut être obtenue de manière connue, soit de préférence théorique à partir des équations de combustion, mais aussi de manière alternative par mesure du couple lors d’une calibration préalable du moteur, par exemple à partir d’un capteur de pression placé dans chaque chambre de combustion du moteur et d’une transformée en couple moteur, pendant un cycle moteur CM complet. Ce couple a été qualifié dans le présent mémoire de « théorique » pour la préférence de son obtention par la voie théorique ; il est clair que s’il est mesuré, il n’est plus « théorique » au sens rigoureux du terme mais garde son caractère de référence. La solution de la mesure de ce couple est tout à fait envisageable pour une application du procédé selon l’invention.

[0076] La courbe du couple moteur théorique TQ_T, déterminée de manière préalable comme expliqué plus haut, et représenté sur la figure 3 comprend :

une première portion comprenant ladite au moins une phase de combustion, représentative d’une variation du couple au cours de la phase de combustion, pour le calcul du couple moteur de combustion TQ_Ind, et une deuxième portion ne comprenant pas ladite au moins une phase de combustion, représentative du couple résistant de charge TQ_Load pour une évaluation de ce dernier.

[0077] En référence aux figures 4 et 5, le calculateur 30 est configuré pour déterminer respectivement un premier et un deuxième estimateurs à partir d’une telle évolution. Selon une forme de réalisation préférée, le premier estimateur est par exemple réalisé à partir de la convolution à moyenne nulle de la courbe représentant l’évolution du couple TQ_T théorique dans la chambre de combustion 11 A. En effet, le produit de convolution de l’évolution du couple TQ_T dans la chambre de combustion 1 IA est proportionnel au couple moteur de combustion TQ_Ind. Un tel produit de convolution est connu en soi et ne sera pas décrit plus en détails dans ce document.

[0078] De manière préférée, deux modes de réalisation peuvent être mis en œuvre par le calculateur décrit ci-avant. Dans l’exemple de la tondeuse à gazon, ces deux modes de réalisation correspondent respectivement à une tondeuse dont les lames sont engagées ou embrayées (première forme de réalisation), c’est-à-dire que des efforts extérieurs sont appliqués sur la lame et donc sur le moteur, et à une tondeuse dont les lames sont libres ou débrayées (deuxième forme de réalisation), c’est à dire non-engagées ou encore qu’aucun effort extérieur provenant de la ou les lames de coupe ne s’applique sur le moteur.

[0079] Selon le premier mode de réalisation, en référence à la figure 4, l’estimateur, désigné premier estimateur, correspond à une suite de segments SI, S2, S3, S4, S5 reliés par une pluralité de points d’inflexion II, 12,13,14, chaque segment étant représentatif d’une variation de valeurs du couple au cours d’une phase de combustion dans une chambre de combustion 1 IA (c’est-à-dire au cours des phases PI et P2 par exemple). Un tel premier estimateur comprend en outre un point initial A et un point final B.

[0080] Aussi, le premier segment SI représente l’estimation de l’évolution du couple TQ_T dans la première chambre de combustion 11A entre le point initial A et le premier point d’inflexion II ; le deuxième segment S2 représente l’estimation de l’évolution du couple TQ_T entre le premier point d’inflexion II et le deuxième point d’inflexion 12 ; le troisième segment S3 représente l’estimation de l’évolution du couple TQ_T entre le deuxième point d’inflexion 12 et le troisième point d’inflexion 13 ; le quatrième segment S4 représente l’estimation de l’évolution du couple TQ_T entre le troisième point d’inflexion 13 et le quatrième point d’inflexion 14 ; et le cinquième segment S5 représente l’estimation de l’évolution du couple TQ_T dans la première chambre de combustion 1 IA entre le quatrième point d’inflexion 14 et le point final B.

[0081] Chaque segment, représentant une variation de valeurs du couple, présente alors soit une pente négative (segment S3), soit une pente positive (segments SI et S5), soit une pente nulle (segments S2 et S4). Selon un exemple de réalisation, puisque les segments de pente nulle de présentent pas de variation de valeurs de couple, seuls les segments dont la pente n’est pas nulle sont utilisés pour déterminer le couple moteur de combustion TQ_Ind.

[0082] Pour cela, un tel premier estimateur étant réalisé pour une phase de combustion d’un cycle moteur CM, le point initial A, le point final B et chaque point d’inflexion II, 12, 13,14 correspondent à une position angulaire connue du vilebrequin 13. La vitesse de rotation du moteur 1 et donc du vilebrequin 13 étant connue, chaque dent de la roue dentée 130, c’est-à-dire chaque position angulaire correspond à un instant donné à partir du début du cycle moteur CM. Aussi, le calculateur 30 est configuré pour relever six instants Tl, T2, T3, T4, T5 et T6 dépendants du moteur 1 et du régime moteur.

[0083] A titre d’exemple, pour un moteur bicylindre, dans lequel les deux cylindres sont décalés d’une rotation de 90° du vilebrequin 13, les instants Tl, T2, T3, T4, T5 et T6 sont respectivement relevés lorsque le calculateur 30 détecte les positions suivantes du vilebrequin 13 : le premier instant Tl correspond à la position angulaire du vilebrequin 13 à laquelle le piston 12 du premier cylindre 11 passe en position haute, désignée point mort haut, et l’instant T2 est relevé pour une rotation d’un angle de 45° à partir de la position angulaire du vilebrequin 13 correspondant au point mort haut du piston 12 dans la premier cylindre 11. De manière similaire, les instants T3, T4, T5 et T6 correspondent respectivement aux instants relevés pour une rotation d’un angle de 105°,

195°, 255° et 300° à partir de la position angulaire du vilebrequin 13 correspondant à la position de point mort haut du piston 12 dans le premier cylindre 11.

[0084] De manière avantageuse, les pentes des segments définis par les instants Tl, T2, T3, T4, T5 et T6 sont choisis de telle manière que l’intégrale de la courbe définie par la suite de segments SI, S2, S3, S4, S5 soit nulle. Cela permet de mettre en phase la partie positive de la courbe avec la partie positive de la combustion.

[0085] L’utilisation de segments linéaires permet de simplifier les calculs en utilisant seulement des additions et des soustractions, ce qui permet notamment d’éviter l’utilisation de coefficients correctifs sur les instants Tl, T2, T3, T4, T5 et T6.

[0086] Selon une forme de réalisation préférée de l’invention, une horloge (non représentée) est intégrée au calculateur 30 de manière à permettre le relevé des instants Tl, T2, T3, T4, T5 et T6 correspondant à chaque position angulaire du vilebrequin 13 prédéterminée.

[0087] Le calculateur 30 est alors configuré pour calculer trois durées dO, dl, d2, correspondant aux trois différences d’instants relatives aux trois segments de pentes non milles, c’est-à-dire au segments SI, S3, S5.

[0088] A partir de ces durées et donc de ces instants, le couple moteur de combustion TQ_Ind est calculé dans cet exemple selon l’équation suivante : TQ_Ind = k*(dO - dl + d2)W³ [0089] avec :

k : facteur connu dépendant de l’inertie du moteur, dO : durée [ms] du premier segment SI présentant une pente positive, c’est-à-dire durée entre les instants Tl et T2, dl : durée [ms] du troisième segment S3 présentant une pente négative, c’est-à-dire durée entre les instants T3 et T4, d2 : durée [ms] du cinquième segment S5 présentant une pente positive, c’est-à-dire durée entre les instants T5 et T6, et

N : régime moteur [rpm] mesuré au moyen du capteur de position 16 de la roue dentée 130.

[0090] Aussi une telle équation peut également s’écrire de la manière suivante : TQ_Ind = k*[(T2- T1)-(T4- T3) + (T6- T5)]*N^3Soit:TQ_Ind = k* (T6-T5-T4+ T3 + T2- T1)*N³ [0091] Le calculateur 30 permet ainsi comme décrit précédemment d’évaluer le couple moteur de combustion TQ_Ind.

[0092] Dans la deuxième forme de réalisation, en référence à la figure 5, l’estimateur, désigné deuxième estimateur, correspond à une suite de segments SI, S2, S3 reliés par deux points d’inflexion II, 12, l’ensemble des segments étant situé dans la partie du couple moteur théorique TQ_T à valeur nulle ou sensiblement nulle. Un tel deuxième estimateur comprend en outre un point initial A et un point final B. Un tel deuxième estimateur permet alors de déterminer directement le couple résistant de charge

TQ_Load.

[0093] Aussi, le premier segment SI représente l’estimation de l’évolution du couple TQ_T entre le point initial A et le premier point d’inflexion II ; le deuxième segment S2 représente l’estimation de l’évolution du couple TQ_T entre le premier point d’inflexion Il et le deuxième point d’inflexion 12 ; et le troisième segment S3 représente l’estimation de l’évolution du couple TQ_T entre le deuxième point d’inflexion 12 et le point final B.

[0094] Les trois segments se situant dans la zone de couple théorique nulle, le résultat du produit de convolution est insensible au couple de combustion et n’est sensible qu’au couple résistant de charge.

[0095] Chaque segment, représentant une variation de valeurs du couple, présente alors soit une pente négative (segment S3), soit une pente positive (segment SI), soit une pente nulle (segment S2). Puisque les segments de pente nulle ne présentent pas de variation de valeurs de couple, seuls les segments dont la pente n’est pas nulle sont, dans cet exemple, utilisés pour déterminer le couple résistant de charge TQ_Load.

[0096] Pour cela, de manière similaire au premier estimateur, un tel deuxième estimateur étant réalisé au cours d’un cycle moteur, le point initial A, le point final B et chaque point d’inflexion II, 12 correspondent à une position connue du vilebrequin 13, c’est-à-dire correspondent à une dent précise de la roue dentée 130 du vilebrequin 13. La vitesse de rotation du moteur 1 et donc du vilebrequin 13 étant connue, chaque dent de la roue dentée 130 correspond à un instant donné à partir du démarrage du cycle moteur CM. Aussi, le calculateur 30 est configuré pour relever quatre instants Tl, T2, T3, T4 dépendants du moteur 1 et du régime moteur.

[0097] A titre d’exemple, pour un moteur bicylindre, dans lequel les deux cylindres sont décalés d’une rotation de 90° du vilebrequin 13, les instants Tl, T2, T3 et T4 sont respectivement relevés lorsque le calculateur 30 détecte les positions suivantes du vilebrequin 13 : le premier instant Tl est relevé pour une rotation d’un angle de 270° à partir de la position angulaire du vilebrequin 13 correspondant au point mort haut du piston 12 dans le deuxième cylindre 11 ; l’instant T2 est relevé pour une rotation d’un angle de 315° à partir de la position angulaire du vilebrequin 13 correspondant au point mort haut du piston 12 dans le deuxième cylindre 11 ; l’instant T3 est relevé pour une rotation d’un angle de 390° à partir de la position angulaire du vilebrequin 13 correspondant au point mort haut du piston 12 dans le deuxième cylindre 11 ; et l’instant T4 est relevé pour une rotation d’un angle de 435° à partir de la position angulaire du vilebrequin 13 correspondant au point mort haut du piston 12 dans le deuxième cylindre 11.

[0098] Selon une forme de réalisation préférée de ce deuxième mode de réalisation de l’invention, une horloge (non représentée) est intégrée au calculateur 30 de manière à permettre le relevé des instants Tl, T2, T3, T4 correspondant à chaque position angulaire du vilebrequin 13 prédéterminée.

[0099] Le calculateur 30 est alors configuré pour calculer deux durées dO, dl, correspondant aux deux différences d’instants relatives aux deux segments de pentes non nulles, c’est-à-dire au segments SI, S3.

[0100] A partir de ces durées et donc de ces instants, le couple résistant de charge TQ_Load est calculé dans cet exemple selon l’équation suivante :

TQ_Load = k* (dO - dl) *N^J [0101] avec :

k : facteur connu dépendant de l’inertie du moteur, dO : durée en millisecondes du premier segment SI présentant une pente positive, c’est-à-dire durée entre les instants Tl et T2, dl : durée en millisecondes du troisième segment S3 présentant une pente négative, c’est-à-dire durée entre les instants T3 et T4, et

N : régime moteur en rpm (tours par minutes) mesuré au moyen du capteur de position 16 de la roue dentée 130.

[0102] Aussi une telle équation peut également s’écrire de la manière suivante :

TO = k*(T4- T3 - T2 + T1)*N³ ^Load ^{v 7} [0103] Le calculateur 30 permet ainsi comme décrit précédemment d’évaluer directement le couple résistant de charge TQ_Load.

[0104] En référence à la figure 6, il va dorénavant être présenté un procédé de contrôle du régime d’un moteur, fonctionnant à régime constant, selon le premier mode de réalisation décrit ci-avant, dans lequel l’estimateur déterminé pour le calcul du couple moteur de combustion TQ_Ind correspond au premier estimateur décrit précédemment (lames engagées ou embrayées). Dans ce premier mode de réalisation, l’estimateur est ainsi réalisé au cours d’une phase de combustion d’un cycle moteur CM.

[0105] Tout d’abord, dans une étape E0, le calculateur 30 évalue si les lames de la tondeuse sont engagées ou non, par exemple au moyen d’un capteur d’embrayage, puis calcule, dans une étape El, le couple résistant de charge TQ_Load, détermine, dans une étape E2, à partir dudit couple résistant de charge TQ_Load calculé, une position de l’actionneur 23, de manière à déterminer une position angulaire du papillon de régulation 21, et commande, dans une étape E3, l’actionneur 23 dans ladite position de manière à contrôler ledit régime moteur.

[0106] Si le calculateur détecte à l’étape E0 que les lames sont engagées/embrayées, le couple résistant de charge TQ_Load est évalué à la fois à partir du couple moteur d’accélération TQ_Acc, calculé à partir de la vitesse de rotation du vilebrequin 13 et de l’inertie du moteur 1, du couple résistant de frottement TQ_Fr correspondant à une valeur prédéterminée, fonction du moteur et du couple moteur de combustion TQ_Ind.

[0107] Dans ce cas, de manière préférée, à l’étape El, le procédé comprend une première sous-étape Fl de calcul du couple moteur d’accélération TQ_Acc, suivie d’une deuxième sous-étape F2 de détermination du couple résistant de frottement TQ_Fr.

[0108] L’étape El comprend ensuite une sous-étape F3 de détermination d’un premier estimateur de couple caractérisés par un point initial A, un point final B et un ou plusieurs points d’inflexion II, 12,13,14 se produisant à une pluralité d’instants, dans cet exemple six instants Tl, T2, T3, T4, T5, T6, [0109] Le calculateur 30 corréle, dans une sous étape F4, le point initial A, le point final B et chaque point d’inflexion II, 12,13,14 avec une position angulaire du vilebrequin 13, et donc avec un instant Tl, T2, T3, T4, T5, T6 donné.

[0110] Le calculateur 30 mesure, dans une sous-étape F5, chaque instant Tl, T2, T3, T4, T5, T6 au moyen d’une horloge. Par exemple, en pratique, l’horloge transmet au calculateur 30 chaque instant lorsque l’une des positions angulaires prédéterminées du vilebrequin 13 est détectée au moyen du capteur de position 16.

[0111] Le calculateur calcule ensuite, dans une sous-étape F6, le couple moteur de combustion TQ_Ind à partir des instants Tl, T2, T3, T4, T5 et T6 mesurés, comme décrit précédemment.

[0112] Ensuite, à l’étape E2, le calculateur 30 détermine, à partir du couple résistant de charge TQ_Load calculé, une position de l’actionneur 23, de manière à déterminer une position angulaire du papillon de régulation 21.

[0113] Le calculateur 30 commande ensuite à l’étape E3 l’actionneur 23 dans la position déterminée de manière à contrôler le régime moteur et anticiper un emballement ou un écroulement.

[0114] A titre d’exemple, la position angulaire du papillon de régulation 21 peut être déterminée à partir d’une table à double entrées, dépendant du régime moteur et du couple résistant de charge TQ_Load. En effet, une telle table peut être, selon un exemple de réalisation, créée de manière expérimentale ou théorique et stockée dans le calculateur 30 du véhicule. Une fois le régime moteur connu et le couple résistant de charge TQ_Load calculé, le calculateur 30 peut être configuré pour lire directement dans la table la valeur de la position angulaire du papillon de régulation 21 et appliquer une telle position angulaire, via une position de l’actionneur 23.

[0115] Si le calculateur 30 détecte à l’étape E0 que les lames ne sont pas engagées, le calculateur 30 utilise à l’étape El un deuxième estimateur pour évaluer le couple résistant de charge TQ_Load.

[0116] Dans ce cas, de manière préférée, à l’étape El, le procédé comprend une estimation du couple de charge basé sur la prise en compte des instants remarquables Tl, T2, T3, T4 de la deuxième portion de courbe. Plus précisément, un deuxième estimateur est déterminé et une pluralité d’instants, dans cet exemple quatre instants Tl, T2, T3, T4, sont relevés par le calculateur 30 en corrélant le point initial A, le point final B et chaque point d’inflexion II, 12 avec une position angulaire du vilebrequin 13, et donc avec un instant donné. Les instants Tl, T2, T3, T4 sont mesurés au moyen d’une horloge qui transmet au calculateur 30 chaque instant lorsque l’une des positions angulaires prédéterminées du vilebrequin 13 est détectée au moyen du capteur de position 16.

[0117] Ensuite, à l’étape E2, le calculateur 30 détermine, à partir du couple résistant de charge TQ_Load estimé et du régime de rotation moteur, une position de l’actionneur 23, de manière à déterminer une position angulaire du papillon de régulation 21.

[0118] Le calculateur 30 commande ensuite à l’étape E3 l’actionneur 23 dans la position déterminée de manière à contrôler le régime moteur et anticiper un emballement ou un écroulement.

[0119] Un tel procédé permet avantageusement une adaptation rapide et réactive du régime moteur, permettant d’anticiper par exemple un écroulement du régime moteur, sans attendre la variation d’un tel régime moteur pour la compenser. Le procédé selon l’invention permet ainsi de limiter les fluctuations du régime moteur, permettant de limiter les risques d’endommagement d’un tel moteur et le cas échéant des équipements alimentés par le moteur.

Claims

[Revendication 1] [Revendication 2]

Revendications

Procédé de contrôle d’un régime d’un moteur (1) thermique de véhicule, destiné à fonctionner à un régime constant, ledit moteur (1) comprenant au moins une chambre de combustion (1 IA), dans laquelle est injecté un mélange d’air et de carburant, et une boite à air (22), configurée pour injecter l’air dans ladite chambre de combustion (1 IA) et présentant un débit d’air contrôlé par un papillon de régulation (21), ledit papillon de régulation (21) présentant une position angulaire variable, commandée par une position prédéterminée d’un actionneur (23), ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :

évaluation (El) d’un couple résistant dit « de charge » (TQ_Load) résultant d’au moins une charge extérieure appliquée audit moteur (1), de manière à compenser ledit couple résistant de charge (TQ_Load), détermination (E2), à partir dudit couple résistant de charge (TQ_Load) évalué, d’une position dudit actionneur (23), de manière à déterminer une position angulaire du papillon de régulation (21), et commande (E3) de l’actionneur (23) dans la position déterminée à partir dudit couple résistant de charge (TQ_Load) évalué, de manière à contrôler ledit régime moteur constant, ledit procédé comprenant en outre les étapes suivantes : détermination préalable d’une courbe d’évolution du couple moteur dit « théorique » (TQ_T) dû à la combustion dans la chambre de combustion (11 A) au cours du cycle moteur, représentant l’évolution d’un cycle moteur (CM) complet comprenant au moins une phase de combustion, ladite courbe comportant : une première portion comprenant ladite au moins une phase de combustion, représentative d’une variation du couple au cours de la phase de combustion, pour le calcul d’un couple moteur de combustion (TQ.Ind), et une deuxième portion ne comprenant pas ladite au moins une phase de combustion, représentative du couple résistant de charge (TQ_Load) pour une évaluation de ce dernier.

Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre les étapes suivantes :

détermination d’un premier estimateur à partir de ladite courbe d’évolution du couple moteur théorique (TQ_T), correspondant à une suite de segments (SI, S2, S3, S4, S5) reliés par une pluralité de points [Revendication 3] [Revendication 4] d’inflexion (II, 12,13,14), chaque segment étant représentatif d’une variation de valeurs du couple moteur théorique au cours d’une phase de combustion dans une chambre de combustion (1 IA), et comprenant en outre un point initial (A) et un point final (B), pour le calcul du couple moteur de combustion (TQ_Ind), détermination d’un deuxième estimateur à partir de ladite courbe d’évolution du couple moteur théorique (TQ_T), correspondant à une suite de segments (SI, S2, S3) reliés par deux points d’inflexion (II, 12), chaque segment étant situé dans la zone de couple nul ou sensiblement nul de la courbe d’évolution du couple moteur théorique (TQ_T), et comprenant un point initial (A) et un point final (B), pour évaluer le couple résistant de charge (TQ_Load).

Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’étape (El) d’évaluation dudit couple résistant de charge (TQ_Load) comprend les sous étapes de : calcul (Fl) d’un couple moteur dit « d’accélération » (TQ_Acc) résultant d’une accélération du moteur (1), détermination (F2) d’un couple résistant dit « de frottement » (TQ_Fr) résultant d’une pluralité de frottements dans le moteur (1), calcul dudit couple moteur de combustion (TQ_Ind) résultant de la combustion dudit mélange d’air et de carburant dans ladite au moins une chambre de combustion (1 IA), et calcul du couple résistant de charge (TQ_Load) à partir du couple moteur de combustion (TQ_Ind), du couple moteur d’accélération (TQ_Acc) et du couple résistant de frottement (TQ_Fr).

Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit moteur (1) comprenant un vilebrequin (13) caractérisé par une position angulaire à partir d’une position de référence, ladite au moins une chambre de combustion (1 IA) présentant une phase de combustion, le calcul du couple moteur de combustion (TQ_ind) comprend les étapes de : détermination (F3) d’un premier estimateur à partir de ladite courbe d’évolution dudit couple moteur théorique (TQ_T), ledit premier estimateur correspondant à une suite de segments (S), reliés entre eux entre un point initial (A) et un point final (B), et caractérisée par une pluralité de points remarquables, chaque segment (S) étant représentatif d’une variation de valeurs du couple au cours de la phase de combustion, ladite pluralité de points remarquables comprenant le point [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] initial (A), une pluralité de points d’inflexion (I) reliant les segments (S) entre eux et le point final (B), corrélation (F4) entre le point initial (A), chaque point d’inflexion (I) et le point final (B) et une position angulaire du vilebrequin (13), mesure (F5) d’une pluralité d’instants (T), chaque instant (T) correspondant à une position angulaire du vilebrequin (13), et calcul (F6) du couple moteur de combustion, à partir de ladite pluralité d’instants (T) mesurés.

Procédé selon la revendication 4, dans lequel, le moteur (1) présentant un cycle moteur (CM) complet comprenant au moins une phase de combustion, ladite courbe du couple moteur théorique (TQ_T) représentant l’évolution du cycle moteur (CM) complet, la détermination dudit premier estimateur est réalisée pour une première portion de ladite courbe du couple moteur théorique (TQ_T) comprenant ladite au moins une phase de combustion, de manière à déterminer ledit premier estimateur de ladite première portion de courbe.

Procédé selon la revendication 5, dans lequel, la première portion de courbe du couple moteur théorique (TQ_T) comprenant le point initial (A) , quatre points d’inflexion (II, 12,13,14) et le point final (B), le premier estimateur dépend de six instants (Tl, T2, T3, T4, T5, T6) et permet le calcul du couple moteur de combustion (TQ_Ind) à partir d’une première équation s’écrivant de la manière suivante : TQ_Ind = k*( T6 - T5 - T4 + T3 + T2 - T1)*N³dans laquelle :

k est un facteur dépendant de l’inertie du moteur (1) thermique, N correspond à un régime moteur mesuré au moyen de la position angulaire du vilebrequin (13) au cours du cycle moteur (CM), Tl correspondant à l’instant du point initial (A) du premier estimateur, T2 à T5 correspondant respectivement aux instants des quatre points d’inflexion (II, 12,13,14) depuis le point initial (A) jusqu’au point final (B) du premier estimateur, et

T6 correspondant à l’instant du point final (A) du premier estimateur. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, le moteur (1) présentant un cycle moteur (CM) complet comprenant au moins une phase de combustion, ladite courbe du couple moteur théorique (TQ_T) représentant l’évolution du cycle moteur (CM) complet, le calcul du couple résistant de charge (TQ_Load) est réalisé pour une deuxième [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] portion de ladite courbe du couple moteur théorique (TQ_T) ne comprenant pas ladite au moins une phase de combustion et comprend une estimation, à partir d’un deuxième estimateur, d'un couple résistant de charge basé sur la prise en compte des instants remarquables de ladite deuxième portion de la courbe du couple moteur théorique (TQ_T), et une détermination de la position de l'actionneur en fonction de ce couple résistant de charge estimé et du régime de rotation moteur. Procédé selon la revendication 7, dans lequel, la deuxième portion de courbe du couple moteur théorique (TQ_T) comprenant le point initial (A), deux points d’inflexion (II, 12) et le point final, ledit deuxième estimateur dépend de quatre instants (Tl, T2, T3, T4) et permet le calcul du couple résistant de charge (TQ_Load) à partir d’une deuxième équation s’écrivant de la manière suivante :

T Q_Load = k*(T4- T3-T2+ Π)*Α³ dans laquelle :

k est un facteur dépendant de Γinertie du moteur (1) thermique, N correspond à un régime moteur mesuré au moyen de la position angulaire du vilebrequin (13) au cours du cycle moteur (CM), et Tl correspondant à l’instant du point initial (A) du deuxième estimateur, T2 et T3 correspondant respectivement aux instants des deux points d’inflexion (II, 12) depuis le point initial (A) jusqu’au point final (B) du deuxième estimateur, et

T4 correspondant à l’instant du point final (B) dudit deuxième estimateur.

Procédé selon l’une des revendications 3 à 6, dans lequel le couple résistant de frottement (TQ_Fr) correspond à une valeur de couple prédéterminée.

Calculateur (30) de véhicule, ledit véhicule comprenant un moteur (1) thermique destiné à fonctionner à un régime constant, ledit moteur thermique comprenant au moins une chambre de combustion (1 IA), dans laquelle est injecté un mélange d’air et de carburant, et une boite à air (22), configurée pour injecter l’air dans ladite chambre de combustion (1 IA) et présentant un débit d’air contrôlé par un papillon de régulation (21), ledit papillon de régulation (21) présentant une position angulaire variable, commandée par une position prédéterminée d’un actionneur (23), ledit calculateur (30) étant configuré pour : évaluer un couple résistant dit « de charge » (TQ_Load) résultant d’une pluralité de charges extérieures appliquées sur ledit moteur (1), déterminer, à partir dudit couple résistant de charge (TQ_Load) évalué, une position dudit actionneur (23), de manière à déterminer une position angulaire du papillon de régulation (21), et commander 1‘actionneur (23) dans la position déterminée à partir dudit couple résistant de charge (TQ_Load) évalué, de manière à réguler le régime moteur constant, déterminer préalablement une courbe du couple moteur dit « théorique » (TQ_T) dû à la combustion dans la chambre de combustion (1 IA) au cours du cycle moteur, représentant l’évolution d’un cycle moteur (CM) complet comprenant au moins une phase de combustion, ladite courbe comportant :

une première portion comprenant ladite au moins une phase de combustion, représentative d’une variation du couple au cours de la phase de combustion, pour le calcul d’un couple moteur de combustion (TQ.Ind), et une deuxième portion ne comprenant pas ladite au moins une phase de combustion, représentative du couple résistant de charge (TQ_Load) pour une évaluation de ce dernier.

[Revendication 11] Véhicule comprenant un moteur (1), présentant un régime moteur constant, et un calculateur (30) selon la revendication précédente.