WO2010040932A1 - Procede de commande de l'allumage et/ou de l'injection dans un moteur essence a injection indirecte - Google Patents

Procede de commande de l'allumage et/ou de l'injection dans un moteur essence a injection indirecte Download PDF

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WO2010040932A1
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engine
cylinder
injection
combustion
top dead
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PCT/FR2009/051861
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Frederic Roque
Olivier Beisbardt
Thierry Prunier
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Renault S.A.S.
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
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    • F02D2200/0402—Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling ignition and / or injection into an internal combustion gasoline engine and indirect fuel injection of a motor vehicle.
  • Internal combustion engines are generally classified into two main families: gasoline engines and diesel engines.
  • gasoline engines indirect injection engines are known.
  • Figure 1 schematically illustrates the components of a gasoline engine with indirect injection.
  • An internal combustion engine conventionally comprises one or more cylinders 1 each comprising a combustion chamber 2.
  • a piston 3 slides in a reciprocating rectilinear motion in a cycle which will be described in the following. This movement is then transformed into a continuous rotational movement via a connecting rod 4 connecting the piston 3 to a crankshaft, not shown.
  • Each cylinder 1 is further closed by a cylinder head 5 equipped with two types of valves: an intake valve 6 connecting an intake manifold 7 via an intake duct 8, also called inlet manifold 8, to the chamber 2, the intake valve 6 for supplying the combustion chamber 2 with air / fuel mixture, and an exhaust valve 9, connecting the combustion chamber 1 to an exhaust zone 10, so as to to allow evacuation of the exhausted flue gases to the exhaust.
  • the positioning of the valves 6, 9 is controlled by a not shown camshaft connected to the crankshaft.
  • a fuel injector 11, positioned near the intake valve 6, makes it possible to inject fuel into the duct admission 8.
  • a combustion cycle is classically decomposed according to the following four times, each time corresponding to half of a complete rotation of the crankshaft: - first time (admission): lowering of the piston 3 and opening of the intake valve 6 to allow a homogeneous air / fuel mixture to enter the combustion chamber 2;
  • third time near the top dead center, which is the moment when the piston 3 is at the highest point of its stroke in the cylinder 1, generation of a spark by a spark plug 12 and combustion of the air / fuel mixture in the combustion chamber 2 which causes the piston 3 to descend;
  • the ignition is the ignition of the gaseous mixture in the combustion chamber 2 by means of a spark produced by a high voltage electrical signal.
  • the ignition is achieved by means of an ignition coil 13 connected to the spark plug 12.
  • the ignition coil 13 is connected to a computer 14.
  • the detection of the top dead point of combustion, at the moment of which the spark is generated, is carried out by means of an angular position sensor 15 of the crankshaft located nearby.
  • the toothed disk 16 may be the toothed disc of the flywheel.
  • the flywheel, attached to the crankshaft, is the drive member of the clutch of the vehicle.
  • the angle sensor 15 thus informs the computer 14 of the phasing of the combustion cycle.
  • the calculator 14 generates an order ignition on the coil 13 from the information received from the angle sensor 15.
  • the computer 14 also manages the fuel injections via the fuel injector 11.
  • a battery 18 provides power to the ignition and injection system. The battery 18 supplies electricity to all the electrical apparatus of the vehicle.
  • FIG. 2 The ignition and injection process is illustrated in the diagram of FIG. 2, which relates to an indirect injection gasoline engine with three cylinders numbered 1 to 3.
  • the toothed disc has 60 teeth and is provided with a reference point (or singularity) every 360 ° of the crankshaft.
  • the mechanical setting of the engine causes the following events:
  • the computer then controls an ignition. This ignition is for example followed by the injection of half the nominal amount of gasoline required before the bottom dead center and the other half before the bottom dead center of the cylinder No. 2, - to the 32 th tooth after the second detection of the singularity, the top dead center of the No. 3 cylinder (PMH comb 3) is reached.
  • the computer then controls an ignition. This ignition is for example followed by the injection of half of the nominal quantity of gasoline required before the bottom dead center and the other half before the bottom dead center of the cylinder No. 3.
  • This ignition mode a spark is generated every engine revolution, because it is not known to distinguish the top dead center of combustion from the top dead center.
  • This ignition mode is called “lost spark ignition”.
  • the injection mode in which the amount of fuel is injected half before the bottom dead center and half before the bottom dead center is called “semi-full group injection”.
  • the present invention aims to remedy these disadvantages.
  • the invention proposes a method for controlling the ignition and / or injection in an indirect injection gasoline engine, the method for controlling ignition and / or injection in the event of failure of the angle sensor. crankshaft.
  • the invention thus relates to a method for controlling the ignition and / or injection for each cylinder of an internal combustion gasoline engine and indirect fuel injection of a motor vehicle, the engine comprising n cylinders referenced 1 to n, the combustion cycles of two consecutive reference cylinders being offset by a period P, the cylinders being supplied with air by an intake manifold connected to each cylinder via an intake duct, the rotation of the engine being measured using a system for measuring the rotation angle of the engine.
  • the method according to the invention comprises the following steps: measurement of the rotation angle of the engine, so as to determine for each cylinder the top dead point of combustion as a function of the angle of rotation,
  • the method consists, after the detection of a failure of the engine rotation angle measurement system, for a given reference cylinder, to position the combustion top dead point of the next reference cylinder at the end of the period beginning at the detection of the first pressure extremum following the combustion top dead point of the given reference cylinder, the period being of duration equal to the second time interval, preferably equal to the last second determined time interval, and then to controlling ignition and / or injection for the next reference cylinder as a function of the combustion upper dead point of the next reference cylinder thus positioned.
  • the method makes it possible to effectively overcome a failure of the system for measuring the angle of rotation of the motor.
  • the engine speed is the rotational speed of the crankshaft, in revolutions per minute, under normal operating conditions.
  • the top dead center is when the piston is at the highest point of its stroke in the cylinder. We distinguish the top dead center of combustion from the top dead center.
  • the reference r is equal to r-n if r is strictly greater than n.
  • the first and second time intervals are preferably determined at least once per revolution of the motor.
  • the second time interval is preferably determined according to the last determined engine speed.
  • the control of ignition and / or injection can be repeated for each cylinder at each new engine revolution.
  • the fuel injection can be carried out in the intake manifold or in the intake duct. It is preferably made in the intake duct, in order to better meet anti-pollution standards.
  • the engine speed is preferably a predetermined value according to the first time interval, and the second time interval is preferably a predetermined value depending on the engine speed.
  • the period P preferably corresponds to the duration of 2 / n engine revolutions.
  • the ignition can be controlled for a time interval of predetermined duration and ending at the top dead center of combustion. This duration can be the dwell time.
  • n can be an integer between 2 and 6, and preferably between 3 and 4.
  • the method may furthermore comprise, during engine startup, the following steps:
  • the vehicle comprising a battery supplying electricity to the electrical apparatus of the vehicle, measuring the voltage at the terminals of the battery,
  • FIG. 1 already described, illustrates schematically a gasoline engine with indirect injection
  • FIG. 2 already described, is a diagram illustrating the ignition and the injection in a gasoline engine with 3 cylinders and with indirect injection
  • FIG. 3 is a diagram illustrating various steps of a method according to the invention
  • FIG. 4 is a graph showing process parameters as a function of the engine speed
  • FIG. 5 is a graph showing the voltage of the engine battery and the counting of the combustion top dead spots as a function of time.
  • the pressure sensor connected to the intake manifold measures the pressure variations related to the opening and closing of the intake valves as shown at the bottom of Figure 3.
  • the phasing of the measured pressure and the signal measured by the angular position sensor of the crankshaft are noted. It relies on this sensor to develop a combustion top dead point counter, which periodically counts the top dead points of combustion of different cylinders.
  • the number of top dead spots is, for example, 0, 1 or 2.
  • the pressure is periodic, of period T directly proportional to the engine speed and equal to the period offset between the combustion cycles of two consecutive reference cylinders.
  • the time interval d between the detection of a pressure extremum and the next upper dead point, ie between an extremum of pressure and the next increment of the top dead point counter, modulo 3, is engine speed function and follows the curve (*).
  • the time interval T measured between two consecutive maximums M is representative of the engine speed.
  • the combustion top dead point counter is thus incremented at all time intervals after detection of the pressure maximums M.
  • the voltage of the battery measured by the engine computer, at a frequency of 1 ms, as a function of time, is represented in the upper part of FIG. 5.
  • the combustion top dead point count, modulo 3 (0 then 1 then 2), evaluated by the engine control unit is shown in the lower part of Figure 5.
  • the count is incremented I2 tooth th and 52 th tooth of the first revolution of the engine cycle. It is then incremented to the 32 th tooth of the second round of the engine cycle.
  • modulo 3 (0 then 1 then T)
  • This minimum voltage is related to the voltage drop that is maximum at the passage of the compression of the top dead center of combustion of the engine cylinders.
  • the battery voltage measured by the computer is periodic, of period P, directly proportional to the engine speed.
  • the top dead center counting is performed by algorithm in the computer by observation of the teeth of the flywheel flywheel.
  • the top dead center counter is algorithmically performed in the computer by observing the pressure values in the intake manifold or the voltage values of the battery.
  • Table 1 Ignition and injection control in case of crankshaft angle sensor operation and failure
  • the period T is the time interval between two consecutive maximums M of pressure in the intake manifold.
  • the duration x is a predetermined value resulting from a mapping of charging time of the ignition coil, said dwell time.
  • the duration y is a predetermined value resulting from an injection time mapping.
  • the duration d is a predetermined value resulting from the mapping stored in the computer according to the results presented in FIG. 4.
  • the combustion top dead center count, evaluated by the engine control computer, is phase on the teeth 12, 32 and 52, during operation of the crankshaft angle sensor. If the signal from the crankshaft angle sensor disappears, the top dead center count is instantly incremented at the end of a period beginning at the detection of a maximum pressure M and duration d.
  • the angular position sensor of the crankshaft fails shortly after the top dead point of combustion of the cylinder No. 1, the combustion top dead point counter being set to 0.
  • the first pressure extremum M is detected following the top dead point of combustion of the cylinder No. 1.
  • the top dead point of combustion of the No. 2 cylinder is then positioned at the end of the period beginning at the top dead point of combustion of the cylinder No. 1 and of duration equal to the second time interval.
  • the second time interval has previously been determined as a function of the engine speed, the engine speed being itself determined according to the first time interval previously measured between two consecutive extremes of pressure in the intake manifold.
  • the injection and the admission relative to the cylinder n ° 2 are then controlled according to the top dead point of combustion of the cylinder n ° 2 thus determined.
  • the combustion dead point of the No. 3 cylinder is then positioned in the same manner, at the end of the time interval beginning at the combustion top dead center of the No. 2 cylinder and of duration equal to the second time interval.
  • the measurement of the first time interval and the determination of the second time interval continue after the failure of the motor rotation angle measuring system.
  • the injection and / or ignition are controlled by observing the variations of the voltage of the battery.
  • the computer notes the battery voltage as shown in Figure 5.
  • a) In 1 st minimum m detected the computer controls an injection duration z ms on the cylinder No. 1, arbitrarily because the computer does not know the phasing of the engine.
  • the computer controls the ignition of the same cylinder n ° 1, without injection. The first period P is measured between the two minimums. The engine speed is calculated from this period.
  • 3rd minimum m the period P is again measured and the engine speed is calculated.
  • the combustion top dead point counter is then incremented, and the ignition is controlled on the next cylinder, the No. 2 cylinder.
  • the method according to the invention makes it possible effectively to overcome a failure of the measurement of the angle of rotation of the engine by the angular position angle sensor of the crankshaft. It makes it possible to continue to control ignition and / or injection into the engine cylinders, and whether the engine is in the starting phase or in a subsequent phase.

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de commande de l'allumage et/ou de l'injection pour chaque cylindre (1) d'un moteur essence à combustion interne et à injection indirecte de carburant d'un véhicule automobile, le moteur comprenant n cylindres (1) référencés 1 à n, les cycles de combustion de deux cylindres (1) de références consécutives étant décalés d'une période P, les cylindres (1) étant alimentés en air par un collecteur d'admission (7) relié à chaque cylindre (1) via un conduit d'admission (8), la rotation du moteur étant mesurée à l'aide d'un système de mesure (15) de l'angle de rotation du moteur. Le procédé consiste, lors de la détection d'une défaillance du système de mesure (15) de l'angle de rotation du moteur, à déterminer les points mort haut de combustion suivant la défaillance à partir d'intervalles de temps (d) prédéterminés en fonction du régime moteur, le régime moteur étant lui-même déterminé en fonction de l'intervalle de temps (T) entre deux extremums consécutifs de pression dans le collecteur d'admission (7), puis à commander l'allumage et/ou l'injection en fonction des points mort haut de combustion ainsi déterminés.

Description

PROCEDE DE COMMANDE DE L'ALLUMAGE ET/OU DE L'INJECTION DANS UN MOTEUR ESSENCE A INJECTION
INDIRECTE
L'invention concerne un procédé de commande de l'allumage et/ou de l'injection dans un moteur essence à combustion interne et à injection indirecte de carburant d'un véhicule automobile.
Les moteurs thermiques à combustion interne sont généralement classifiés en deux grandes familles : les moteurs à essence et les moteurs Diesel. Parmi les moteurs à essence, on connaît les moteurs à injection indirecte.
La figure 1 illustre de façon schématique les composants d'un moteur à essence à injection indirecte.
Un moteur à combustion interne comporte classiquement un ou plusieurs cylindres 1 comprenant chacun une chambre de combustion 2. Dans chaque cylindre 1, un piston 3 coulisse en un mouvement rectiligne alternatif selon un cycle qui sera décrit dans la suite. Ce mouvement est ensuite transformé en un mouvement de rotation continu par l'intermédiaire d'une bielle 4 reliant le piston 3 à un vilebrequin, non représenté. Chaque cylindre 1 est en outre fermé par une culasse 5 équipée de deux types de soupapes : une soupape d'admission 6 reliant un collecteur d'admission 7 via un conduit d'admission 8, également appelé tubulure d'admission 8, à la chambre de combustion 2, la soupape d'admission 6 permettant l'alimentation de la chambre de combustion 2 en mélange air/carburant, et une soupape d'échappement 9, reliant la chambre de combustion 1 à une zone d'échappement 10, de façon à permettre l'évacuation des gaz brûlés détendus vers l'échappement. Le positionnement des soupapes 6,9 est commandé par un arbre à cames non représenté relié au vilebrequin. Un injecteur de carburant 11, positionné à proximité de la soupape d'admission 6, permet d'injecter du carburant dans le conduit d'admission 8.
Un cycle de combustion se décompose classiquement selon les quatre temps suivants, chaque temps correspondant à la moitié d'une rotation complète du vilebrequin : - premier temps (admission) : descente du piston 3 et ouverture de la soupape d'admission 6 pour permettre à un mélange homogène air/carburant de pénétrer dans la chambre de combustion 2 ;
- deuxième temps (compression) : fermeture de la soupape d'admission 6 et remontée du piston 3 de façon à comprimer le mélange dans la chambre de combustion 2 ;
- troisième temps (combustion, détente) : au voisinage du point mort haut, qui est le moment où le piston 3 est au point le plus haut de sa course dans le cylindre 1, génération d'une étincelle par une bougie d'allumage 12, et combustion du mélange air/carburant dans la chambre de combustion 2 qui provoque la descente du piston 3 ;
- quatrième temps (échappement) : ouverture de la soupape d'échappement 9 pour permette l'évacuation des gaz brûlés.
L'allumage est l'inflammation du mélange gazeux dans la chambre de combustion 2 à l'aide d'une étincelle produite par un signal électrique de haute tension. L'allumage est réalisé à l'aide d'une bobine d'allumage 13 reliée à la bougie d'allumage 12.
La bobine d'allumage 13 est reliée à un calculateur 14. La détection du point mort haut de combustion, au moment duquel est générée l'étincelle, est effectuée à l'aide d'un capteur 15 de position angulaire du vilebrequin situé à proximité d'un disque denté 16 solidaire du vilebrequin. Le disque denté 16 peut être le disque denté du volant moteur. Le volant moteur, fixé au vilebrequin, est l'organe d'entraînement de l'embrayage du véhicule.
Le capteur d'angle 15 informe ainsi le calculateur 14 du phasage du cycle de combustion. Le calculateur 14 génère une commande d'allumage sur la bobine 13 à partir des informations reçues du capteur d'angle 15. Le calculateur 14 gère également les injections de carburant via l'injecteur de carburant 11.
En outre, un capteur de pression 19, relié au calculateur 14, mesure la pression dans le collecteur d'admission 7. La pression est mesurée en fonction du débit d'air qui est fonction de l'angle d'ouverture d'un papillon des gaz 17. Une batterie 18 fournit l'alimentation électrique du système d'allumage et d'injection. La batterie 18 alimente en électricité tous les appareils électriques du véhicule.
Le processus d'allumage et d'injection est illustré sur le diagramme de la figure 2, qui concerne un moteur essence à injection indirecte à trois cylindres numérotés 1 à 3.
Figurant en haut du diagramme, le disque denté présente 60 dents et est muni d'un point de repère (ou singularité) tous les 360° du vilebrequin. Le calage mécanique du moteur engendre les événements suivants :
- la I2eme dent qui suit une première détection de la singularité correspond au point mort haut de combustion du cylindre n°l (PMH comb 1). Le calculateur commande alors un allumage. L'allumage est par exemple suivi de l'injection de la moitié de la quantité nominale d'essence nécessaire avant le point mort bas de détente et de l'autre moitié avant le point mort bas d'admission du cylindre n°l,
- à la 52eme dent qui suit la première détection de la singularité, on atteint le point mort haut de combustion du cylindre n°2 (PMH comb
2). Le calculateur commande alors un allumage. Cet allumage est par exemple suivi de l'injection de la moitié de la quantité nominale d'essence nécessaire avant le point mort bas de détente et de l'autre moitié avant le point mort bas d'admission du cylindre n°2, - à la 32eme dent qui suit la deuxième détection de la singularité, on atteint le point mort haut de combustion du cylindre n°3 (PMH comb 3). Le calculateur commande alors un allumage. Cet allumage est par exemple suivi de l'injection de la moitié de la quantité nominale d'essence nécessaire avant le point mort bas de détente et de l'autre moitié avant le point mort bas d'admission du cylindre n°3.
Conformément à ce mode d'allumage, on génère une étincelle tous les tours moteur, car on ne sait pas distinguer le point mort haut de combustion du point mort haut d'admission. Ce mode d'allumage est appelé « allumage à étincelle perdue ». Le mode d'injection selon lequel la quantité de carburant est injectée par moitié avant le point mort bas de détente et par moitié avant le point mort bas d'admission est appelé « injection semi-full group ».
Un problème se pose lorsque le capteur de position angulaire du vilebrequin est en panne ou lors d'un disfonctionnement dans la transmission des informations du capteur vers le calculateur. Si la panne intervient alors que le moteur tourne, le moteur s'arrête. Si la panne survient lorsque le moteur est arrêté, le moteur ne démarre pas. Dans les deux cas, on subit une panne immobilisante. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients.
L'invention propose un procédé de commande de l'allumage et/ou de l'injection dans un moteur essence à injection indirecte, le procédé permettant de contrôler l'allumage et/ou l'injection en cas de panne du capteur d'angle du vilebrequin. L'invention a ainsi pour objet un procédé de commande de l'allumage et/ou de l'injection pour chaque cylindre d'un moteur essence à combustion interne et à injection indirecte de carburant d'un véhicule automobile, le moteur comprenant n cylindres référencés 1 à n, les cycles de combustion de deux cylindres de références consécutives étant décalés d'une période P, les cylindres étant alimentés en air par un collecteur d'admission relié à chaque cylindre via un conduit d'admission, la rotation du moteur étant mesurée à l'aide d'un système de mesure de l'angle de rotation du moteur.
Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : - mesure de l'angle de rotation du moteur, de manière à déterminer pour chaque cylindre le point mort haut de combustion en fonction de l'angle de rotation,
- commande de l'allumage et/ou de l'injection, pour chaque cylindre, en fonction du point mort haut de combustion déterminé, - mesure de l'intervalle de temps, dit premier intervalle de temps, entre deux extremums consécutifs de la pression dans le collecteur d'admission,
- détermination du régime moteur à partir du premier intervalle de temps mesuré, - détermination de l'intervalle de temps, dit deuxième intervalle de temps, entre la détection d'un extremum de pression et le point mort haut de combustion suivant la détection de l'extremum de pression, en fonction du régime moteur,
- en cas de défaillance du système de mesure de l'angle de rotation du moteur : détermination de la référence i du dernier cylindre dont a été déterminé le point mort haut de combustion, et
- pour un cylindre de référence r strictement supérieure à i, positionnement du point mort haut de combustion du cylindre de référence r à la fin de la période commençant à la détection du premier extremum de pression suivant le point mort haut de combustion du cylindre de référence r-1, la période étant de durée égale au deuxième intervalle de temps, et
- commande de l'allumage et/ou de l'injection pour le cylindre de référence r en fonction du point mort haut de combustion du cylindre de référence r. Ainsi, le procédé consiste, après la détection d'une défaillance du système de mesure de l'angle de rotation du moteur, pour un cylindre de référence donnée, à positionner le point mort haut de combustion du cylindre de référence suivante à la fin de la période commençant à la détection du premier extremum de pression suivant le point mort haut de combustion du cylindre de référence donnée, la période étant de durée égale au deuxième intervalle de temps, de préférence égale au dernier deuxième intervalle de temps déterminé, puis à commander l'allumage et/ou l'injection pour le cylindre de référence suivante en fonction du point mort haut de combustion du cylindre de référence suivante ainsi positionné.
Le procédé permet de pallier efficacement une défaillance du système de mesure de l'angle de rotation du moteur.
Le régime moteur est la vitesse de rotation du vilebrequin, en tours par minute, dans les conditions normales de fonctionnement.
Le point mort haut est le moment où le piston est au point le plus haut de sa course dans le cylindre. On distingue le point mort haut de combustion du point mort haut d'admission.
La référence r est égale à r-n si r est strictement supérieur à n. Le premier et le deuxième intervalle de temps sont de préférence déterminés au moins une fois par tour de rotation du moteur. Le deuxième intervalle de temps est de préférence déterminé en fonction du dernier régime moteur déterminé.
La commande de l'allumage et/ou de l'injection peut être répétée pour chaque cylindre à chaque nouveau tour de moteur.
L'injection de carburant peut être réalisée dans le collecteur d'admission ou dans le conduit d'admission. Elle est de préférence réalisée dans le conduit d'admission, afin de mieux satisfaire aux normes anti-pollution. Le régime moteur est de préférence une valeur prédéterminée en fonction du premier intervalle de temps, et le deuxième intervalle de temps est de préférence une valeur prédéterminée en fonction du régime moteur.
La période P correspond de préférence à la durée de 2/n tours de moteur.
L'allumage peut être commandé pendant un intervalle de temps de durée prédéterminée et s'achevant au point mort haut de combustion. Cette durée peut être le temps de dwell.
L'injection peut être commandée pendant un intervalle de temps commençant après le point mort haut de combustion et se terminant avant le point mort bas de détente. n peut être un nombre entier compris entre 2 et 6, et de préférence entre 3 et 4.
Le procédé peut comprendre en outre, lors du démarrage du moteur, les étapes suivantes :
- le véhicule comprenant une batterie alimentant en électricité les appareils électriques du véhicule, mesure de la tension aux bornes de la batterie,
- en cas de défaillance du système de mesure de l'angle de rotation du moteur, commande de l'allumage et/ou de l'injection au moment de minimums de tension.
Il est ainsi possible de commander lors du démarrage l'allumage et/ou l'injection en cas de défaillance du système de mesure de l'angle de rotation du moteur. Par « phase de démarrage » au sens de l'invention, on entend la phase pendant laquelle le moteur est entraîné par un démarreur. Par « phase postérieure au démarrage » au sens de l'invention, on entend la phase pendant laquelle le moteur n'est plus entraîné par le démarreur. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1, déjà décrite, illustre schématiquement un moteur essence à injection indirecte,
- la figure 2, déjà décrite, est un diagramme illustrant l'allumage et l'injection dans un moteur essence à 3 cylindres et à injection indirecte, - la figure 3 est un diagramme illustrant différentes étapes d'un procédé selon l'invention,
- la figure 4 est un graphique représentant des paramètres du procédé en fonction du régime moteur, et
- la figure 5 est un graphique représentant la tension de la batterie du moteur et le comptage des points mort haut de combustion en fonction du temps.
Dans le collecteur d'admission du moteur, lorsque le moteur est en rotation autonome, postérieurement au démarrage, le capteur de pression relié au collecteur d'admission mesure les variations de pression liées à l'ouverture et à la fermeture des soupapes d'admission, tel qu'illustré au bas de la figure 3.
On remarque le phasage de la pression mesurée et du signal mesuré par le capteur de position angulaire du vilebrequin. On s'appuie sur ce capteur pour élaborer un compteur de point mort haut de combustion, qui compte périodiquement les points mort haut de combustion des différents cylindres. Le nombre de points mort haut est par exemple 0, 1 ou 2.
On observe également que la pression est périodique, de période T directement proportionnelle au régime du moteur et égale à la période de décalage entre les cycles de combustion de deux cylindres de références consécutives.
On peut ainsi en déduire l'intervalle de temps entre la détection d'un extremum de pression, par exemple un maximum de pression M, et le point mort haut de combustion suivant cette détection.
On observe aussi que le maximum M est phase sur le cycle de détente du cylindre en cours, synchronisé par le compteur de point mort haut.
Tel qu'illustré sur la figure 4, l'intervalle de temps T entre deux maximums M consécutifs de la pression dans le collecteur d'admission suit la tendance représentée par la courbe (o).
L'intervalle de temps d entre la détection d'un extremum de pression et le point mort haut suivant, c'est-à-dire entre un extremum de pression et l'incrément suivant du compteur de point mort haut, modulo 3, est fonction du régime moteur et suit la courbe (*).
Ainsi, lorsque le moteur est en rotation, l'intervalle de temps T mesuré entre deux maximums M consécutifs est représentatif du régime moteur.
Lorsque le moteur est en rotation, le compteur de point mort haut de combustion est donc incrémenté tous les intervalles de temps d après détection des maximums de pression M.
La tension de la batterie mesurée par le calculateur du moteur, à une fréquence de 1 ms, en fonction du temps, est représentée dans la partie supérieure de la figure 5. Le comptage de point mort haut de combustion, modulo 3 (0 puis 1 puis 2), évalué par le calculateur du moteur, est représenté dans la partie inférieure de la figure 5. Le comptage est incrémenté à la I2eme dent et à la 52eme dent du premier tour du cycle moteur. Il est ensuite incrémenté à la 32eme dent du deuxième tour du cycle moteur. On observe que les fronts montants du comptage de point mort haut, modulo 3 (0 puis 1 puis T), sont phases sur les minimums m des valeurs de tension de la batterie. Ce minimum de tension est lié à la chute de tension qui est maximale au passage de la compression du point mort haut de combustion des cylindres du moteur.
On observe également que la tension de la batterie mesurée par le calculateur est périodique, de période P, directement proportionnelle au régime moteur.
Lorsque le signal du capteur d'angle du vilebrequin est présent, le comptage de point mort haut est effectué par algorithme dans le calculateur par observation des dents de la roue dentée du volant moteur.
En cas de disparition du signal provenant du capteur d'angle du vilebrequin, le compteur de point mort haut est effectué par algorithme dans le calculateur par observation des valeurs de pression dans le collecteur d'admission ou des valeurs de tension de la batterie.
Le tableau ci-dessous permet de synthétiser les différentes commandes :
Fonctionnement du capteur Panne du capteur
Calcul de la par mesure de l'intervalle de par mesure de la période période temps entre les dents 12, 52 et 32 T, intervalle de temps entre deux moteur maximums consécutifs M
Charge de la x ms avant l'instant de d - x ms après la bobine génération de l'étincelle détection du maximum M d'allumage
Génération de sur les fronts montants du sur les fronts montants l'étincelle comptage de point mort haut de du comptage de point mort haut combustion issu de l'observation des de combustion issu de dents l'observation de la pression dans le collecteur d'admission Commande de injection d'une durée de y ms injection d'une durée de l'injection après le front montant du comptage de y ms après le front montant du point mort haut de combustion issu de comptage de point mort haut de l'observation des dents combustion issu de l'observation des pulsations de pression collecteur
Tableau 1 : commande de l'allumage et de l'injection en cas de fonctionnement et de panne du capteur d'angle du vilebrequin
La période T est l'intervalle de temps entre deux maximums M consécutifs de pression dans le collecteur d'admission.
La durée x est une valeur prédéterminée issue d'une cartographie de temps de charge de la bobine d'allumage, dit temps de dwell. La durée y est une valeur prédéterminée issue d'une cartographie de temps d'injection.
La durée d est une valeur prédéterminée issue de la cartographie mémorisée dans le calculateur d'après les résultats présentée en figure 4. Le comptage de point mort haut de combustion, évalué par le calculateur de contrôle moteur, est phase sur les dents 12, 32 et 52, lors du fonctionnement du capteur d'angle du vilebrequin. En cas de disparition du signal issu du capteur d'angle du vilebrequin, le comptage de point mort haut est instantanément incrémenté à la fin d'une période commençant à la détection d'un maximum de pression M et de durée d. En se référant à la figure 3, on peut par exemple envisager le cas selon lequel le capteur de position angulaire du vilebrequin tombe en panne peu après le point mort haut de combustion du cylindre n°l, le compteur de point mort haut de combustion étant fixé à 0. Conformément au procédé, on détecte le premier extremum M de pression suivant le point mort haut de combustion du cylindre n°l.
On positionne ensuite le point mort haut de combustion du cylindre n°2 à la fin de la période commençant au point mort haut de combustion du cylindre n°l et de durée égale au deuxième intervalle de temps. Le deuxième intervalle de temps a été préalablement déterminé en fonction du régime moteur, le régime moteur étant lui-même déterminé en fonction du premier intervalle de temps précédemment mesuré entre deux extremums consécutifs de pression dans le collecteur d'admission. L'injection et l'admission relatives au cylindre n°2 sont ensuite commandées en fonction du point mort haut de combustion du cylindre n°2 ainsi déterminé. Le point mort de combustion du cylindre n°3 est ensuite positionné de la même manière, à la fin de l'intervalle de temps commençant au point mort haut de combustion du cylindre n°2 et de durée égale au deuxième intervalle de temps.
La mesure du premier intervalle de temps et la détermination du deuxième intervalle de temps se poursuivent après la défaillance du système de mesure de l'angle de rotation du moteur.
Lorsque le moteur est en phase de démarrage, l'injection et/ou l'allumage sont contrôlés par observation des variations de la tension de la batterie.
Dès que le conducteur actionne le démarreur, le calculateur observe la tension de la batterie, tel qu'illustré à la figure 5. a) Au 1er minimum m détecté, le calculateur commande une injection d'une durée de z ms sur le cylindre n°l, de façon arbitraire car le calculateur ne connaît pas le phasage du moteur. b) Au 2eme minimum m détecté, le calculateur commande l'allumage du même cylindre n°l, sans injection. La première période P est mesurée entre les deux minimums. Le régime moteur est calculé à partir de cette période. c) Au 3eme minimum m, la période P est de nouveau mesurée et le régime moteur est calculé.
Si on observe une croissance de régime moteur, le moteur est bien phase, le compteur de point mort haut de combustion est alors incrémenté, et l'allumage est commandé sur le cylindre suivant, le cylindre n°2.
Si on n'observe pas de croissance de régime moteur, on provoque de nouveau un allumage sur le cylindre n°l, ainsi qu'une injection d'une durée de z ms pour ce même cylindre n°l. d) Au 4eme minimum m, la période P est de nouveau mesurée et le régime moteur est calculé.
Si on observe une croissance de régime, le moteur est bien phase, le compteur de point mort haut est alors incrémenté, l'allumage est commandé sur le cylindre suivant, le cylindre n°2. Si on n'observe pas de croissance de régime, on recommence en a).
Ainsi, le procédé selon l'invention permet de pallier efficacement une défaillance de la mesure de l'angle de rotation du moteur par le capteur d'angle de position angulaire du vilebrequin. Il permet de continuer à commander l'allumage et/ou l'injection dans les cylindres du moteur, et ce que le moteur soit en phase de démarrage ou dans une phase ultérieure.

Claims

REVEN DICATIONS
1. Procédé de commande de l'allumage et/ou de l'injection pour chaque cylindre (1) d'un moteur essence à combustion interne et à injection indirecte de carburant d'un véhicule automobile, le moteur comprenant n cylindres (1) référencés 1 à n, les cycles de combustion de deux cylindres (1) de références consécutives étant décalés d'une période P, les cylindres (1) étant alimentés en air par un collecteur d'admission (7) relié à chaque cylindre (1) via un conduit d'admission (8), la rotation du moteur étant mesurée à l'aide d'un système de mesure (15) de l'angle de rotation du moteur, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes :
- mesure de l'angle de rotation du moteur, de manière à déterminer pour chaque cylindre (1) le point mort haut de combustion en fonction de l'angle de rotation,
- commande de l'allumage et/ou de l'injection, pour chaque cylindre (1), en fonction du point mort haut de combustion déterminé,
- mesure de l'intervalle de temps (T), dit premier intervalle de temps (T), entre deux extremums consécutifs de la pression dans le collecteur d'admission (7),
- détermination du régime moteur à partir du premier intervalle de temps (T) mesuré,
- détermination de l'intervalle de temps (d), dit deuxième intervalle de temps (d), entre la détection d'un extremum de pression et le point mort haut de combustion suivant la détection de l'extremum de pression, en fonction du régime moteur, - en cas de défaillance du système de mesure (15) de l'angle de rotation du moteur, détermination de la référence i du dernier cylindre (1) dont a été déterminé le point mort haut de combustion, et
- pour un cylindre (1) de référence r strictement supérieure à i, positionnement du point mort haut de combustion du cylindre (1) de référence r à la fin de la période commençant à la détection du premier extremum de pression suivant le point mort haut de combustion du cylindre (1) de référence r-1, la période étant de durée égale au deuxième intervalle de temps (d), et
- commande de l'allumage et/ou de l'injection pour le cylindre (1) de référence r en fonction du point mort haut de combustion du cylindre (1) de référence r.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande de l'allumage et/ou de l'injection est répétée pour chaque cylindre (1) à chaque nouveau tour de moteur.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'injection de carburant est réalisée dans le conduit d'admission (8).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le régime moteur est une valeur prédéterminée en fonction du premier intervalle de temps (T), et en ce que le deuxième intervalle de temps (d) est une valeur prédéterminée en fonction du régime moteur.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la période P correspond à la durée de 2/n tours de moteur.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'allumage est commandé pendant un intervalle de temps de durée prédéterminée et s'achevant au point mort haut de combustion.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'injection est commandée pendant un intervalle de temps commençant après le point mort haut de combustion et se terminant avant le point mort bas de détente.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que n est un nombre entier compris entre 2 et 6, et de préférence compris entre 3 et 4.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, lors du démarrage du moteur, les étapes suivantes :
- le véhicule comprenant une batterie (18) alimentant en électricité les appareils électriques du véhicule, mesure de la tension aux bornes de la batterie (18),
- en cas de défaillance du système de mesure (15) de l'angle de rotation du moteur, commande de l'allumage et/ou de l'injection au moment de minimums de tension.
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