FR3139366A1 - Method and system for controlling engine torque of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Procédé de contrôle de couple moteur d’un moteur comportant :- un système de régulation d’un débit d’air entrant (110), et - un système d’allumage (130), procédé selon lequel - à partir d’une demande de couple (TQ_REQ), une valeur de consigne de débit d’air (MAF_SP) est déterminée, - à partir de MAF_SP une valeur de consigne de position (TPS_SP) d’un organe de commande mobile du système de régulation (110) est déterminée, -le débit d’air entrant (MAF) et la position de l’organe de commande mobile (TPS) sont mesurés, - une quantité de carburant à injecter (QTF) est calculée à partir de MAF, et - un angle d’allumage (IGN_ANG) est calculé à partir : - - de MAF si la différence entre TPS et TPS_SP est supérieure à une différence de position prédéterminée (EPS), et - - de MAF_SP si la différence entre TPS et TPS_SP est inférieure à EPS. Figure de l’abrégé : Figure 2Method for controlling engine torque of an engine comprising: - a system for regulating an incoming air flow (110), and - an ignition system (130), method according to which - from a request of torque (TQ_REQ), an air flow setpoint value (MAF_SP) is determined, - from MAF_SP a position setpoint value (TPS_SP) of a mobile control member of the regulation system (110) is determined, - the incoming air flow (MAF) and the position of the mobile control member (TPS) are measured, - a quantity of fuel to be injected (QTF) is calculated from MAF, and - an angle d The ignition (IGN_ANG) is calculated from: - - of MAF if the difference between TPS and TPS_SP is greater than a predetermined position difference (EPS), and - - of MAF_SP if the difference between TPS and TPS_SP is less than EPS. Abstract Figure: Figure 2
Description
La présente divulgation concerne un procédé et un système pour le contrôle d’un couple moteur d’un moteur à combustion interne.The present disclosure relates to a method and a system for controlling engine torque of an internal combustion engine.
Le domaine technique de la présente invention est ainsi le domaine du contrôle moteur pour un moteur à combustion interne. La présente divulgation est destinée plus particulièrement à des applications non automobiles et concerne plutôt mais non exclusivement des moteurs de taille réduite, utilisés par exemple sur des motos. Un tel moteur peut aussi être utilisée pour une autre application d’un moteur (tondeuse ou autre outil motorisé mobile, …).The technical field of the present invention is thus the field of engine control for an internal combustion engine. The present disclosure is intended more particularly for non-automotive applications and concerns rather but not exclusively small engines, used for example on motorcycles. Such a motor can also be used for another motor application (mower or other mobile motorized tool, etc.).
La présente divulgation concerne encore plus particulièrement les moteurs à combustion interne dans lesquels un volet, appelé papillon, commande le débit d’air entrant dans le moteur, ledit papillon étant commandé de manière contrôlée, le plus souvent électriquement. Dans un tel moteur, la commande de l’utilisateur sur une pédale dite pédale d’accélérateur, ou une poignée, ou une manette, ou similaire, est traduite en une demande de couple (requête) et un système de commande et de gestion vient alors déterminer des valeurs de consigne concernant par exemple l’angle d’ouverture du papillon pour que le moteur fournisse le couple correspondant à la requête de couple de l’utilisateur.The present disclosure concerns even more particularly internal combustion engines in which a flap, called a butterfly, controls the flow of air entering the engine, said butterfly being controlled in a controlled manner, most often electrically. In such an engine, the user's command on a pedal called an accelerator pedal, or a handle, or a joystick, or the like, is translated into a torque request (request) and a control and management system comes then determine setpoint values concerning for example the opening angle of the throttle so that the motor provides the torque corresponding to the user's torque request.
De manière classique, la requête de couple est traduite, par une unité de gestion et de contrôle électronique ou contrôleur, en une consigne de débit d’air entrant dans le moteur par un modèle inverse de couple et à son tour la consigne de débit d’air est traduite en une consigne de position (ou angle) d’ouverture du papillon par un modèle inverse de flux d’air. En outre, de manière classique, un modèle direct est utilisé par le contrôleur pour l’injection de carburant et l’allumage : à partir d’un certain nombre de données obtenues à l’aide de capteurs, tels (liste illustrative non exhaustive) l’angle d’ouverture du papillon, le régime du moteur, la pression d’admission, la température, … un débit d’air estimé de l’air qui est effectivement rentré dans le moteur est calculé. Cette valeur du débit d’air va permettre de déterminer, d'une part, la quantité d’essence à fournir au moteur pour réaliser une combustion et, d'autre part, le couple maximum que peut fournir le moteur. En fonction du couple maximum disponible et du couple demandé (requête), un angle d’allumage est déterminé. Si le couple disponible est supérieur au couple réellement demandé, un retrait d’avance à l’allumage va être réalisé pour obtenir la valeur de consigne du couple.Conventionally, the torque request is translated, by an electronic management and control unit or controller, into an air flow setpoint entering the engine by an inverse torque model and in turn the flow setpoint d The air is translated into a position (or angle) instruction for opening the throttle by an inverse air flow model. In addition, conventionally, a direct model is used by the controller for fuel injection and ignition: from a certain number of data obtained using sensors, such (non-exhaustive illustrative list) the throttle opening angle, the engine speed, the intake pressure, the temperature, etc. an estimated air flow rate of the air which has actually entered the engine is calculated. This value of the air flow will make it possible to determine, on the one hand, the quantity of gasoline to be supplied to the engine to achieve combustion and, on the other hand, the maximum torque that the engine can provide. Depending on the maximum available torque and the requested torque (request), an ignition angle is determined. If the available torque is greater than the torque actually requested, an ignition advance reduction will be carried out to obtain the torque setpoint value.
On remarque qu’un grand nombre de calculs sont nécessaires et que des cartographies sont utilisées. Une faible erreur, sur les calculs et/ou les cartographies, peut amener à une perte d’efficacité du moteur de l’ordre du pourcent. Ceci correspond à une augmentation de consommation du même ordre de grandeur par rapport à une consommation optimisée.We notice that a large number of calculations are necessary and that maps are used. A small error in calculations and/or maps can lead to a loss of engine efficiency of the order of a percent. This corresponds to an increase in consumption of the same order of magnitude compared to optimized consumption.
Dans le domaine automobile, on compare en permanence le débit d’air estimé et un débit d’air mesuré et une correction est apportée au niveau de l’ouverture du papillon pour faire coïncider ces valeurs. De cette manière, les erreurs entre le débit estimé et le débit mesuré sont compensées. Un véhicule automobile comporte généralement un collecteur d’admission de relativement grand volume. Grâce à ce collecteur de grand volume, le contrôleur peut ajuster la position du papillon rapidement et même pendant un régime transitoire, les corrections apportées sont insensibles pour le conducteur et permettent d’avoir un fonctionnement optimisé dès qu’un régime stationnaire est retrouvé.In the automotive field, we constantly compare the estimated air flow and a measured air flow and a correction is made to the throttle opening to make these values coincide. In this way, errors between the estimated flow and the measured flow are compensated. A motor vehicle generally has an intake manifold of relatively large volume. Thanks to this large volume collector, the controller can adjust the position of the throttle quickly and even during a transient regime, the corrections made are insensitive to the driver and allow optimized operation as soon as a stationary regime is found.
Pour des applications non automobiles, les phases transitoires sont généralement plus brèves et le contrôleur n’a pas suffisamment de temps pour agir. Le contrôle se fait alors après la phase transitoire et l’utilisateur se rend compte de la régulation puisque celle-ci intervient en modifiant le couple fourni par le moteur non pas pendant la phase transitoire mais alors que l’utilisateur s’attend à être en régime stationnaire. Ce contrôle conduit également à faire fonctionner le moteur dans des conditions de combustion non optimales pendant la phase transitoire et en début de phase stationnaire et donc à une augmentation de la consommation de carburant. En résumé, alors que dans le domaine automobile, le contrôleur agit pendant les phases transitoires et arrive avec les bons réglages en régime stationnaire, dans d’autres applications, non automobiles, le mode de fonctionnement utilisé pour le domaine automobile peut conduire à des interventions du contrôleur sensibles pour l’utilisateur.For non-automotive applications, the transient phases are generally briefer and the controller does not have sufficient time to act. The control is then carried out after the transient phase and the user becomes aware of the regulation since it intervenes by modifying the torque supplied by the motor not during the transient phase but while the user expects to be in steady state. This control also leads to operating the engine in non-optimal combustion conditions during the transient phase and at the start of the stationary phase and therefore to an increase in fuel consumption. In summary, while in the automotive field, the controller acts during transient phases and arrives with the correct settings in steady state, in other, non-automotive applications, the operating mode used for the automotive field can lead to interventions of the controller sensitive to the user.
La présente divulgation vient améliorer la situation. Elle a notamment pour but de fournir une solution pour contrôler le couple d’un moteur, notamment au cours de phases transitoires, qui, d'une part, permette d’optimiser la consommation de carburant, et, d'autre part, limite voire supprime des effets sensibles pour l’utilisateur final. De préférence, ce système ne nécessitera pas l’utilisation de nouveaux composants dans un moteur pour pouvoir être mis en œuvre.This disclosure improves the situation. Its particular aim is to provide a solution for controlling the torque of an engine, particularly during transient phases, which, on the one hand, makes it possible to optimize fuel consumption, and, on the other hand, limits or even limits removes sensitive effects for the end user. Preferably, this system will not require the use of new components in an engine in order to be implemented.
Il est proposé un procédé de contrôle de couple moteur d’un moteur à combustion interne, ledit moteur comportant :
- au moins un système de régulation d’un débit d’air entrant dans le moteur comportant un organe de commande mobile dont la position permet d’agir sur le débit d’air entrant dans le moteur, et
- un système d’allumage avec un système de détermination de l’angle d’allumage,
procédé dans lequel à partir d’une demande de couple d’un utilisateur dudit moteur, une valeur de consigne de débit d’air est déterminée,
- dans lequel à partir de la valeur de consigne de débit d’air une valeur de consigne de position de l’organe de commande mobile du système de régulation est déterminée
dans lequel le débit d’air entrant dans le moteur ainsi que la position de l’organe de commande mobile sont mesurés, et
dans lequel à partir de grandeurs mesurées et/ou calculées sont déterminés, d'une part, une quantité de carburant à injecter, et, d'autre part, un angle d’allumage.A method is proposed for controlling the engine torque of an internal combustion engine, said engine comprising:
- at least one system for regulating a flow of air entering the engine comprising a movable control member whose position makes it possible to act on the flow of air entering the engine, and
- an ignition system with a system for determining the ignition angle,
method in which, from a torque request from a user of said motor, an air flow setpoint value is determined,
- in which from the air flow setpoint value a position setpoint value of the mobile control member of the regulation system is determined
in which the air flow entering the engine as well as the position of the movable control member are measured, and
in which from measured and/or calculated quantities are determined, on the one hand, a quantity of fuel to be injected, and, on the other hand, an ignition angle.
Selon la présente divulgation, la quantité de carburant à injecter est calculée à partir du débit d’air entrant mesuré, et
l’angle d’allumage est calculé à partir :
- du débit d’air entrant mesuré, éventuellement corrigé, si la différence entre la position mesurée de l’organe de commande mobile et la valeur de consigne de la position de l’organe de commande mobile est supérieure à une différence de position prédéterminée, et
- de la valeur de consigne du débit d’air entrant si la différence entre la position mesurée de l’organe de commande mobile et la valeur de consigne de la position de l’organe de commande mobile est inférieure à ladite différence de position prédéterminée (ici l’une ou l’autre alternative comporte aussi le cas où la différence est égale à la différence de position prédéterminée).According to the present disclosure, the quantity of fuel to be injected is calculated from the measured incoming air flow, and
the ignition angle is calculated from:
- the measured incoming air flow, possibly corrected, if the difference between the measured position of the mobile control member and the set value of the position of the mobile control member is greater than a predetermined position difference, And
- the set value of the incoming air flow if the difference between the measured position of the movable control member and the set value of the position of the movable control member is less than said predetermined position difference ( here one or the other alternative also includes the case where the difference is equal to the difference in predetermined position).
Ainsi, il est possible d’éviter tout retrait d’avance d’allumage non souhaité. Tant que la position de l’organe de commande mobile est éloignée de sa position de consigne, l’angle d’allumage est calculé de manière « classique » avec la valeur de débit d’air entrant mesuré. Toutefois, dès que la position de cet organe se rapproche de sa position de consigne, le calcul de l’angle d’allumage se fait avec la valeur de consigne de la position de l’organe de commande mobile et ceci permet d’éviter tout retrait d’avance, et donc toute dégradation de consommation, dès que le moteur approche de son régime stationnaire.In this way, it is possible to avoid any unwanted withdrawal of ignition advance. As long as the position of the mobile control member is far from its set position, the ignition angle is calculated in a “classic” manner with the measured incoming air flow value. However, as soon as the position of this member approaches its set position, the calculation of the ignition angle is done with the set value of the position of the mobile control member and this makes it possible to avoid any withdrawal of advance, and therefore any degradation in consumption, as soon as the engine approaches its stationary speed.
Une première variante de réalisation prévoit que la différence de position prédéterminée est une valeur fixe.A first alternative embodiment provides that the predetermined position difference is a fixed value.
Une autre variante prévoit que la différence de position prédéterminée est une valeur dépendant de paramètres, par exemple de la position de l’organe mobile lui-même et/ou du régime moteur et/ou de la pression atmosphérique et/ou de la température.Another variant provides that the predetermined position difference is a value depending on parameters, for example the position of the movable member itself and/or the engine speed and/or the atmospheric pressure and/or the temperature.
Selon une forme de réalisation préférée, correspondant à la plupart des moteurs à combustion interne actuels, le système de régulation du débit d’air entrant dans le moteur comporte un boitier papillon dans lequel l’organe de commande mobile est un volet, ou papillon, monté pivotant permet de modifier la section de passage de l’air dans ledit boitier, et en ce que la position du papillon est déterminée par son angle d’ouverture.According to a preferred embodiment, corresponding to most current internal combustion engines, the system for regulating the air flow entering the engine comprises a throttle body in which the mobile control member is a flap, or butterfly, pivotally mounted makes it possible to modify the air passage section in said box, and in that the position of the butterfly is determined by its opening angle.
Dans cette forme de réalisation préférée, la différence de position prédéterminée de l’organe de commande mobile correspond à une différence de position angulaire du papillon inférieure à 1°, de préférence inférieure à 0,5° et de préférence encore inférieure à 0,1°. Il convient en effet de prévoir une différence relativement faible pour conserver une précision dans les calculs effectués.In this preferred embodiment, the difference in predetermined position of the movable control member corresponds to a difference in angular position of the throttle less than 1°, preferably less than 0.5° and even more preferably less than 0.1 °. It is indeed appropriate to provide a relatively small difference to maintain precision in the calculations carried out.
Selon un autre aspect, il est proposé un moteur à combustion interne comportant :
- au moins un système de régulation d’un débit d’air entrant dans le moteur comportant un organe de commande mobile dont la position permet d’agir sur le débit d’air entrant dans le moteur, et
- un système d’allumage avec un système de détermination de l’angle d’allumage,
caractérisé en ce qu’il comporte en outre une unité de commande électronique pour la mise en œuvre de chacune des étapes d’un procédé décrit ci-dessus.According to another aspect, an internal combustion engine is proposed comprising:
- at least one system for regulating a flow of air entering the engine comprising a movable control member whose position makes it possible to act on the flow of air entering the engine, and
- an ignition system with a system for determining the ignition angle,
characterized in that it further comprises an electronic control unit for the implementation of each of the steps of a method described above.
Dans ce moteur à combustion interne, le système de régulation d’un débit d’air entrant dans ledit moteur comporte avantageusement :
- un boitier papillon dans lequel l’organe de commande mobile est un volet, ou papillon, monté pivotant permet de modifier la section de passage de l’air dans ledit boitier, et
- un moteur électrique permettant de faire varier la position angulaire dudit papillon.In this internal combustion engine, the system for regulating a flow of air entering said engine advantageously comprises:
- a butterfly housing in which the mobile control member is a flap, or butterfly, pivotally mounted making it possible to modify the air passage section in said housing, and
- an electric motor making it possible to vary the angular position of said butterfly.
Selon un autre aspect, il est proposé un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre d’un procédé présenté ci-dessus lorsque ce programme est exécuté par un processeur, notamment une unité de contrôle électronique d’un moteur à combustion interne.According to another aspect, a computer program is proposed comprising instructions for the implementation of a method presented above when this program is executed by a processor, in particular an electronic control unit of an internal combustion engine.
Selon un autre aspect, il est proposé un support d’enregistrement non transitoire, lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un tel programme.According to another aspect, there is provided a non-transitory recording medium, readable by a computer, on which such a program is recorded.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse du dessin annexé, sur lequel :Other characteristics, details and advantages will appear on reading the detailed description below, and on analyzing the attached drawing, in which:
La présente description est faite en relation à un moteur à combustion interne 100 (
Une unité de gestion et de contrôle électronique ou contrôleur 140 reçoit des informations de capteurs et envoie des instructions aux divers systèmes, par exemple au système de régulation du débit d’air entrant 110 pour agir sur le moteur électrique 120 et modifier l’angle d’ouverture du papillon ou bien au système d’allumage 130. Au sein de ce contrôleur 140 se trouve notamment un système de détermination de l’angle d’allumage 150 qui permet de déterminer à quel moment, correspondant à une position précise du moteur, exprimée par l’homme du métier en °CRK.An electronic management and control unit or controller 140 receives information from sensors and sends instructions to the various systems, for example to the system for regulating the incoming air flow 110 to act on the electric motor 120 and modify the angle of opening of the throttle or to the ignition system 130. Within this controller 140 there is in particular a system for determining the ignition angle 150 which makes it possible to determine at what moment, corresponding to a precise position of the engine, expressed by those skilled in the art in °CRK.
Une telle structure est connue de l’homme du métier et n’est pas décrite plus en détails ici.Such a structure is known to those skilled in the art and is not described in more detail here.
Le moteur 100 est par exemple un moteur destiné à une utilisation non automobile, par exemple pour une moto, un outil tel une tondeuse, etc.The motor 100 is for example a motor intended for non-automobile use, for example for a motorcycle, a tool such as a lawn mower, etc.
La
La structure de couple de la
La quantité de carburant à injecter QTF et l’angle d’allumage IGN_ANG sont déterminés par des modèles directs. Des données d’entrée sont illustrées à titre d’exemples non limitatifs sur la
Le modèle (direct) de débit d’air AP_MOD permet alors de calculer en fonction de tous ces paramètres un débit d’air entrant MAF. Cette valeur est alors utilisée pour calculer la quantité de carburant à injecter QTF, en considérant par exemple que le mélange est un mélange stœchiométrique.The (direct) air flow model AP_MOD then makes it possible to calculate an incoming air flow MAF based on all these parameters. This value is then used to calculate the quantity of fuel to inject QTF, considering for example that the mixture is a stoichiometric mixture.
Compte tenu des calculs réalisés, il apparait à l’homme du métier qu’il peut y avoir une différence entre la valeur MAF et la valeur de consigne MAF_SP. À partir de cette valeur MAF, un modèle direct de couple (TQ_MOD) permet de déterminer un couple maximum pouvant être fourni par le moteur. Si cette valeur de couple maximum est supérieure à la requête de l’utilisateur (TQ_REQ), alors il est possible d’agir sur l’avance à l’allumage pour adapter le couple fourni à la requête de l’utilisateur. Le système de détermination de l’angle d’allumage 150 limite alors l’avance à l’allumage si nécessaire. Ceci conduit alors à une dégradation du rendement du moteur correspondant alors à une augmentation de sa consommation.Taking into account the calculations carried out, it appears to those skilled in the art that there may be a difference between the MAF value and the MAF_SP setpoint value. From this MAF value, a direct torque model (TQ_MOD) makes it possible to determine a maximum torque that can be provided by the motor. If this maximum torque value is greater than the user's request (TQ_REQ), then it is possible to act on the ignition advance to adapt the torque supplied to the user's request. The 150 ignition angle determination system then limits the ignition advance if necessary. This then leads to a deterioration in engine efficiency corresponding to an increase in its consumption.
En régime stationnaire, une telle structure fonctionne bien et permet d’obtenir un bon rendement pour le moteur. Elle fonctionne aussi pour les régimes transitoires dans le domaine automobile car le plus souvent, les moteurs de véhicules automobiles comportent un collecteur d’admission d’un volume. Dans de tels moteurs, le contrôleur 140 est capable le plus souvent d’ajuster la position du papillon durant une phase transitoire et l’utilisateur n’a aucun ressenti de l’action du contrôleur 140 dans sa conduite. Comme expliqué au préambule, pour des moteurs destinés à des applications non automobiles, les phases transitoires sont souvent plus brèves, le volume du collecteur d’admission est très réduit et l’action du contrôleur 140 s’effectue encore au cours de la phase stationnaire suivant une phase transitoire et peut alors être ressentie par l’utilisateur. En outre, une dégradation du rendement, et donc une augmentation de la consommation peut survenir.In steady state, such a structure works well and allows good performance for the engine. It also works for transient regimes in the automotive field because most often, motor vehicle engines have an intake manifold of one volume. In such engines, the controller 140 is most often capable of adjusting the position of the throttle during a transient phase and the user has no feeling of the action of the controller 140 while driving. As explained in the preamble, for engines intended for non-automotive applications, the transient phases are often briefer, the volume of the intake manifold is very reduced and the action of the controller 140 is still carried out during the stationary phase. following a transient phase and can then be felt by the user. In addition, a deterioration in efficiency, and therefore an increase in consumption, may occur.
La présente divulgation propose de modifier la structure de couple présentée sur les figures 1A et 1B pour s’adapter aussi à des applications non automobiles.The present disclosure proposes to modify the torque structure presented in Figures 1A and 1B to also adapt to non-automotive applications.
Il est proposé ici de découpler la détermination de la quantité de carburant à injecter de la détermination de l’angle d’allumage. En outre, alors que le réglage de la position du papillon était découplé de la détermination de la quantité de carburant à injecter et de l’angle d’allumage, il est proposé de tenir compte de la consigne de position du papillon TPS_SP pour déterminer l’angle d’allumage IGN_ANG.It is proposed here to decouple the determination of the quantity of fuel to be injected from the determination of the ignition angle. Furthermore, while the adjustment of the throttle position was decoupled from the determination of the quantity of fuel to be injected and the ignition angle, it is proposed to take into account the throttle position instruction TPS_SP to determine the ignition angle IGN_ANG.
La détermination de la valeur de consigne de la position du papillon TPS_SP est faite comme expliqué ci-dessus en référence à la
La quantité de carburant à injecter QTF est elle aussi déterminée comme expliqué en référence à la
L’angle d’allumage IGN_ANG est déterminé à partir d’une variable MAF_TQS qui peut prendre deux valeurs, et plus précisément soit la valeur du débit d’air MAF déterminée par le modèle direct de débit d’air AP_MOD, soit la valeur de consigne MAF_SP déterminée par le modèle inverse de couple REV_TQ_MOD.The ignition angle IGN_ANG is determined from a variable MAF_TQS which can take two values, and more precisely either the value of the air flow MAF determined by the direct air flow model AP_MOD, or the value of MAF_SP setpoint determined by the inverse torque model REV_TQ_MOD.
Il est proposé ici de faire dépendre la valeur de la variable MAF_TQS de la différence entre la position angulaire du papillon TPS et la valeur de consigne TPS_SP. Lorsque la position angulaire du papillon TPS est proche de la valeur de consigne TPS_SP, alors il est proposé de donner à la variable MAF_TQS la valeur de consigne de débit d’air entrant MAF_SP alors que si la position angulaire du papillon est encore éloignée de sa valeur de consigne, la variable MAF_TQS prendra alors la valeur de débit d’air entrant dans le moteur MAF déterminée par le modèle direct de débit d’air AP_MOD.It is proposed here to make the value of the variable MAF_TQS depend on the difference between the angular position of the throttle TPS and the set value TPS_SP. When the angular position of the throttle TPS is close to the set value TPS_SP, then it is proposed to give the variable MAF_TQS the set value of incoming air flow MAF_SP whereas if the angular position of the throttle is still far from its setpoint value, the variable MAF_TQS will then take the value of air flow entering the MAF motor determined by the direct air flow model AP_MOD.
Le contrôleur 140 compare alors les valeurs TPS_SP et TPS. Il effectue la différence entre ces deux valeurs et en prend la valeur absolue :
|TPS – TPS_SP|.
Si cette valeur est inférieure (ou inférieure ou égale) à une différence prédéterminée (epsilon ou EPS) alors il est considéré que la position angulaire du papillon est proche de sa valeur de consigne.The controller 140 then compares the TPS_SP and TPS values. It makes the difference between these two values and takes the absolute value:
|TPS – TPS_SP|.
If this value is less (or less than or equal to) a predetermined difference (epsilon or EPS) then it is considered that the angular position of the throttle is close to its set value.
Sur la
|TPS – TPS_SP| < EPS
est oui correspond à la valeur 1 tandis que la réponse négative correspond à la valeur 0.On the
|TPS – TPS_SP| <EPS
is yes corresponds to the value 1 while the negative answer corresponds to the value 0.
La valeur EPS peut être une valeur fixée ou bien être une valeur dépendant de paramètres, par exemple l’angle d’ouverture du papillon (une faible variation quand le papillon est quasiment fermé peut entrainer une variation importante du débit d’air alors que lorsque le papillon est grand ouvert, une faible variation est moins sensible sur le débit d’air), le régime moteur ou bien la pression atmosphérique. Qu’elle soit fixe ou dépendante de variables, cette valeur EPS reste de préférence faible : elle est avantageusement inférieure à 1°, de manière encore plus avantageuse inférieure à 0,5° et même inférieure à 0,2°. Si elle est fixe, on peut avoir par exemple EFS=0,1°. Cet angle correspond à la position angulaire du papillon par rapport à son axe de pivotement dans son boitier.The EPS value can be a fixed value or be a value depending on parameters, for example the opening angle of the throttle (a small variation when the throttle is almost closed can lead to a significant variation in the air flow whereas when the throttle is wide open, a small variation is less sensitive to air flow), engine speed or atmospheric pressure. Whether fixed or dependent on variables, this EPS value preferably remains low: it is advantageously less than 1°, even more advantageously less than 0.5° and even less than 0.2°. If it is fixed, we can have for example EFS=0.1°. This angle corresponds to the angular position of the butterfly relative to its pivot axis in its housing.
Avec le procédé proposé ici, par rapport au procédé de l’art antérieur présenté plus haut, tout se passe de la même manière, même en phase transitoire, jusqu’à ce que le papillon arrive à, ou soit très proche de, sa position de consigne. À ce moment-là, pour éviter tout retrait d’avance non souhaité et ainsi toute dégradation en termes de consommation, le calcul de retrait d’avance se fait avec la valeur de consigne du débit d’air. Ainsi, lorsque le papillon s’approche de sa position finale (correspondant à la position de consigne), tout retrait d’avance d’allumage non souhaité est évité. On obtient ainsi une consommation optimale au niveau du moteur.With the process proposed here, compared to the process of the prior art presented above, everything happens in the same way, even in the transitional phase, until the butterfly arrives at, or is very close to, its position set point. At this time, to avoid any unwanted advance withdrawal and thus any degradation in terms of consumption, the advance withdrawal calculation is done with the air flow setpoint value. Thus, when the throttle approaches its final position (corresponding to the set position), any unwanted withdrawal of ignition advance is avoided. We thus obtain optimal consumption at the engine level.
Dans le cas où par exemple le débit d’air mesuré (calculé) MAF serait plus important que le débit d’air de consigne (MAF_SP), le moteur fournirait alors un couple supérieur au couple demandé (TQ_REQ) mais la combustion se ferait dans des conditions optimales d’un point de vue consommation. Ceci est sans conséquence car un couple trop élevé de quelques pourcents n’est pas sensible pour l’utilisateur qui va automatiquement et naturellement adapter sa requête de couple à la réaction de sa moto, son outil ou autre. Ainsi, il n’y a pas de ressenti pour l’utilisateur et la consommation de carburant reste optimale. À l’inverse aussi, si MAF est inférieur à MAF_SP, le couple obtenu sera moindre mais il n’y aura pas de retrait non souhaité de l’avance de l’allumage. Ici aussi, il n’y a pas de ressenti pour l’utilisateur qui va adapter tout naturellement sa requête et la structure de couple assure une optimisation de la consommation de carburant.In the case where, for example, the measured (calculated) air flow MAF would be greater than the set air flow (MAF_SP), the motor would then provide a torque greater than the requested torque (TQ_REQ) but combustion would take place in optimal conditions from a consumption point of view. This is of no consequence because a torque that is a few percent too high is not sensitive to the user who will automatically and naturally adapt his torque request to the reaction of his motorcycle, his tool or other. Thus, there is no feeling for the user and fuel consumption remains optimal. Conversely also, if MAF is lower than MAF_SP, the torque obtained will be less but there will be no unwanted withdrawal of the ignition advance. Here too, there is no feeling for the user who will naturally adapt his request and the torque structure ensures optimization of fuel consumption.
La présente solution technique peut trouver à s’appliquer notamment dans le contrôle moteur pour améliorer la consommation en carburant et améliorer aussi l’agrément de conduite pour l’utilisateur.This technical solution can be applied in particular in engine control to improve fuel consumption and also improve driving pleasure for the user.
Le procédé proposé, et les moyens correspondants pour la mise en œuvre de ce procédé, permettent de mieux maitriser l’angle d’allumage dans le moteur en évitant tout retrait d’avance non souhaité lorsque le moteur est en phase de fonctionnement stationnaire. Il est alors possible d’optimiser la consommation de carburant et de limiter le rejet de matières polluantes.The proposed method, and the corresponding means for implementing this process, make it possible to better control the ignition angle in the engine by avoiding any unwanted advance withdrawal when the engine is in a stationary operating phase. It is then possible to optimize fuel consumption and limit the release of polluting materials.
La mise en œuvre de la présente divulgation facilite le contrôle moteur et permet dans certaines conditions de moins solliciter le contrôleur. En effet, si la position du papillon varie légèrement en restant proche de la valeur de consigne, le calcul de l’angle d’allumage se fait avec la valeur de consigne. Ainsi une petite erreur de position du papillon ne conduit pas à une dégradation des économies de carburant.The implementation of the present disclosure facilitates motor control and, under certain conditions, makes it possible to place less strain on the controller. Indeed, if the position of the throttle varies slightly while remaining close to the set value, the calculation of the ignition angle is done with the set value. So a small error in throttle position does not lead to a deterioration in fuel economy.
Le procédé selon la présente divulgation, illustré sur la
On estime qu’un utilisateur est insensible à des erreurs de niveau de couple jusqu’à environ 5%. Par contre, pour limiter les émissions polluantes et de CO2, une dégradation de la consommation de l’ordre de 1% n’est pas acceptable. La structure de couple proposée ici permet, en évitant tout retrait sur l’avance d’allumage, de conserver une consommation optimale sans impacter l’agrément de l’utilisateurIt is estimated that a user is insensitive to torque level errors of up to approximately 5%. On the other hand, to limit polluting and CO2 emissions, a reduction in consumption of around 1% is not acceptable. The torque structure proposed here allows, by avoiding any withdrawal on the ignition advance, to maintain optimal consumption without impacting the user's pleasure.
La présente divulgation ne se limite pas aux exemples de réalisation proposés et aux variantes évoquées décrits ci-avant, seulement à titre d’exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l’homme de l’art dans le cadre de la protection recherchée.The present disclosure is not limited to the proposed embodiments and the variants mentioned above, only by way of example, but it encompasses all the variants that those skilled in the art may consider in the context of protection. sought after.
Claims (9)
- un vilebrequin, caractérisé par un point mort haut,
- au moins un système de régulation d’un débit d’air entrant (110) dans le moteur, ledit système comprenant un organe de commande mobile dont la position permet d’agir sur le débit d’air entrant dans le moteur, et
- un système d’allumage (130) avec un système de détermination de l’angle d’allumage (150), définissant l’angle du vilebrequin par rapport au point mort haut dudit vilebrequin au moment de l’allumage du moteur,
procédé dans lequel :
- à partir d’une demande de couple (TQ_REQ) d’un utilisateur dudit moteur, une valeur de consigne de débit d’air (MAF_SP) est déterminée,
- à partir de la valeur de consigne de débit d’air (MAF_SP) une valeur de consigne de position (TPS_SP) de l’organe de commande mobile du système de régulation (110) est déterminée,
- le débit d’air entrant (MAF) dans le moteur ainsi que la position de l’organe de commande mobile (TPS) sont mesurés, et
- à partir de la demande de couple (TQ_REQ) déterminé et du débit d’air entrant (MAF) mesuré, sont déterminés, d'une part, une quantité de carburant à injecter (QTF), et, d'autre part, un angle d’allumage (IGN_ANG),
- la quantité de carburant à injecter (QTF) est calculée à partir du débit d’air entrant mesuré (MAF), et
- l’angle d’allumage (IGN_ANG) est calculé à partir :
- du débit d’air entrant mesuré (MAF), si la différence entre la position mesurée de l’organe de commande mobile (TPS) et la valeur de consigne de la position de l’organe de commande mobile (TPS_SP) est supérieure à une différence de position prédéterminée (EPS), et
- de la valeur de consigne du débit d’air entrant (MAF_SP) si la différence entre la position mesurée de l’organe de commande mobile (TPS) et la valeur de consigne de la position de l’organe de commande mobile (TPS_SP) est inférieure à ladite différence de position prédéterminée (EPS).
- a crankshaft, characterized by a top dead center,
- at least one system for regulating a flow of air entering the engine (110), said system comprising a mobile control member whose position makes it possible to act on the flow of air entering the engine, and
- an ignition system (130) with an ignition angle determination system (150), defining the angle of the crankshaft relative to the top dead center of said crankshaft at the time of ignition of the engine,
process in which:
- from a torque request (TQ_REQ) from a user of said motor, an air flow setpoint value (MAF_SP) is determined,
- from the air flow setpoint value (MAF_SP) a position setpoint value (TPS_SP) of the mobile control member of the regulation system (110) is determined,
- the incoming air flow (MAF) into the engine as well as the position of the mobile control unit (TPS) are measured, and
- from the torque demand (TQ_REQ) determined and the incoming air flow (MAF) measured, are determined, on the one hand, a quantity of fuel to be injected (QTF), and, on the other hand, an angle ignition (IGN_ANG),
- the quantity of fuel to be injected (QTF) is calculated from the measured incoming air flow (MAF), and
- the ignition angle (IGN_ANG) is calculated from:
- of the measured incoming air flow (MAF), if the difference between the measured position of the movable controller (TPS) and the set value of the position of the movable controller (TPS_SP) is greater than one predetermined position difference (EPS), and
- of the set value of the incoming air flow (MAF_SP) if the difference between the measured position of the movable controller (TPS) and the set value of the position of the movable controller (TPS_SP) is less than said predetermined position difference (EPS).
- un vilebrequin, caractérisé par un point mort haut,
- au moins un système de régulation d’un débit d’air entrant (110) dans le moteur comportant un organe de commande mobile dont la position permet d’agir sur le débit d’air entrant dans le moteur, et
- un système d’allumage (130) avec un système de détermination de l’angle d’allumage (150), définissant l’angle du vilebrequin par rapport au point mort haut dudit vilebrequin au moment de l’allumage du moteur,
caractérisé en ce qu’il comporte en outre une unité de commande électronique (150) pour la mise en œuvre de chacune des étapes d’un procédé selon l'une des revendications 1 à 5.Internal combustion engine (100) comprising:
- a crankshaft, characterized by a top dead center,
- at least one system for regulating a flow of air entering the engine (110) comprising a movable control member whose position makes it possible to act on the flow of air entering the engine, and
- an ignition system (130) with an ignition angle determination system (150), defining the angle of the crankshaft relative to the top dead center of said crankshaft at the time of ignition of the engine,
characterized in that it further comprises an electronic control unit (150) for implementing each of the steps of a method according to one of claims 1 to 5.
- un boitier papillon dans lequel l’organe de commande mobile est un volet, ou papillon, monté pivotant permet de modifier la section de passage de l’air dans ledit boitier, et
- un moteur électrique (120) permettant de faire varier la position angulaire dudit papillon.Internal combustion engine (100) according to claim 6, characterized in that the system for regulating a flow of air entering (110) in said engine comprises:
- a butterfly housing in which the mobile control member is a flap, or butterfly, pivotally mounted making it possible to modify the air passage section in said housing, and
- an electric motor (120) making it possible to vary the angular position of said butterfly.
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2022
- 2022-09-02 FR FR2208817A patent/FR3139366A1/en active Pending
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2023
- 2023-08-30 WO PCT/EP2023/073743 patent/WO2024047080A1/en unknown
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