WO2014033414A1 - Commande d'un moteur thermique utilisant un indice de qualité de démarrage du moteur thermique - Google Patents

Commande d'un moteur thermique utilisant un indice de qualité de démarrage du moteur thermique Download PDF

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Sylvain Hourlier
Aymeric BOUTAN
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Definitions

  • the invention relates to a control method of a powertrain for a motor vehicle comprising a heat engine.
  • the invention also relates to a control unit implementing the control method and a motor vehicle comprising the powertrain and the engine.
  • exhaust aftertreatment devices from the heat engine equip the powertrain along the exhaust line, including at least one catalyst.
  • the major problem of the catalyst lies in its activation: the active material contained in the catalyst becomes effective for cleaning the exhaust gas after a certain high temperature. Therefore, for a certain period of time directly after the cold start of the engine, the catalyst is not efficient and the exhaust gases leaving the exhaust line are polluting. It is therefore necessary to achieve the fastest possible heating of the exhaust line.
  • an object of the invention is to provide a solution improving the compromise between the duration of activation of the catalyst and the approval issued by the engine.
  • a first aspect of the invention relates to a method of controlling a power unit for a motor vehicle comprising a heat engine, which comprises:
  • the method may include a step of adjusting adjustment parameters associated with the engine, from the boot quality index.
  • the method may comprise a step of controlling the motor from the adjustment parameters adjusted to the step adjustment, said driving step being implemented during a phase of operation of the engine after said start and / or during a subsequent start of the engine.
  • the adjustment step may comprise a weighting step of the starting quality index resulting from the production step, according to at least one piece of information representative of a condition of the engine during its start, in particular an intake air temperature and / or a temperature of a coolant coolant of the engine.
  • the adjustment step may comprise a step of characterization, starting from the index of quality of starting, internal mechanical friction of the engine and / or a volatility of the fuel injected into the engine.
  • the volatility of the fuel injected into the engine can be obtained by an abacus taking as input the index of quality of starting and the temperature of the coolant coolant of the engine and outputting the volatility of the fuel injected into the engine.
  • the adjustment step may comprise a step of predicting the feasibility of putting into operation, following start-up, a device for post-treatment of the gases coming from the engine, in particular a catalyst.
  • the adjusted adjustment parameters and / or their adjustment to the adjustment step are chosen and made so as to optimize a compromise between a duration of the actuation and the approval issued by the engine.
  • the adjustment parameters adjusted to the adjustment step can include the richness of the mixture between the air and the fuel supplying the heat engine, a set speed of the engine, a value of the ignition advance.
  • the tracking step may include a repetition of the implementation of the following successive steps at different times during the analysis period:
  • the actual engine speed derivative can be determined from a value of the instantaneous engine speed derivative and the temperature of the engine coolant.
  • the engine speed derivative setpoint can be determined from the coolant temperature of the engine coolant, the step of implementing the step of determining the engine speed derivative setpoint being proportional to the instantaneous speed of the engine.
  • the method may comprise a step of determining a target fuel quantity at startup according to the result of the calculation step.
  • the step of determining the amount of fuel set at startup can comprise a step of establishing a wealth correction factor at startup, from a map taking as input the result of the calculation step and the temperature of the coolant coolant of the engine.
  • the amount of fuel set at startup can be the product between the start-up correction factor and a pre-set amount of base set fuel.
  • the method may include a step of injecting a quantity of fuel corresponding to either the preset amount of basic fuel setpoint or the starting fuel quantity.
  • the quantity of fuel injected at the injection stage may correspond to:
  • the quantity of fuel set at startup as long as the instantaneous engine speed is less than or equal to a first predetermined threshold and / or if the result of the calculation step is less than or equal to a second predetermined threshold
  • a fifth aspect of the invention relates to a computer program comprising computer program code means adapted to perform the steps of such a method, when the program is executed by a computer.
  • FIG. 5 represents the curve of change over time of a reference value of the engine speed (curve C1), of a derivative of the real engine speed (curve C2), of the difference between the curves C1 and C2; (curve C3), the engine speed (curve C4), a start-up richness correction factor (curve C5), a predetermined amount of basic fuel setpoint (curve C7, based on the air flow rate sucked by the engine) and a set amount of fuel at startup (curve C6).
  • the invention relates to the control of a power unit having a heat engine powered by a fuel, for example gasoline.
  • a fuel for example gasoline.
  • this control described below makes it possible to determine a starting quality of the heat engine in order to estimate a state of the heat engine, namely whether it is able or not to undergo a catalyst action whose settings associated with the motor maximize the thermal exhaust.
  • the starting of the engine has a good quality, namely if it is fast and fuel efficient, it means that the engine is able to undergo effective catalyst operation to optimize the temperature rise of the engine. catalyst without risk of degrading the approval issued by the vehicle.
  • the control method according to the invention provides for the development of a boot quality index.
  • a step E2 of development from the data from the monitoring step, a startup quality index representative of engine performance during startup, including an energy efficiency of the engine.
  • step E2 of elaboration can be carried out at least partially at the same time as the step E1 of monitoring, the data coming from of the tracking step E1 being then used by a control unit dedicated to the operations described later as the step E1 of monitoring to perform the step E2 of drawing up as the step E1 tracking is taking place.
  • control method may comprise a step E3 for adjusting adjustment parameters associated with the motor, starting from the starting quality index (FIG. 1).
  • the control method may comprise a motor control step E4 from the adjustment parameters adjusted to the adjustment step E3 (FIG. 1). .
  • the control step E4 is then implemented during a phase of operation of the engine subsequent to the start during which the follow-up steps E1 and E2 have been implemented, and / or during a subsequent start. of the motor.
  • the analysis period T may however advantageously correspond to a time separating a first instant t1 where the heat engine has a zero speed (see beginning of the curve C4) and a second instant t2 where the engine thermal reaches a transient peak regime (top of the curve C4) between an initial increase in speed from the zero speed and an initial decrease in engine speed at the start of the transient peak regime towards a substantially stabilized idling regime.
  • This analysis period T is particularly suitable for the implementation of the control method detailed below.
  • Condition C can correspond to the crossing of the transient peak regime by the instantaneous real speed of the engine.
  • step E13 for calculating the difference between the engine speed derivative setpoint and the real engine speed derivative.
  • step E1 1 for determining the engine speed derivative setpoint, during start-up and therefore in particular during the analysis period T
  • the result of the step E12 for determining the real speed derivative, during start-up and therefore in particular during the analysis period T is represented according to the curve C2.
  • the result of the calculation according to step E13 is represented by curve C3.
  • the difference C3 calculated in step E13 corresponds to the magnitude representative of the difference between the setpoint acceleration of the engine and the instantaneous acceleration of the engine, the value variations of which are followed in the tracking step E1.
  • the real engine speed derivative is determined in step E12 from the instantaneous real speed of the engine (corresponding to curve C4) and the temperature of a coolant coolant of the engine.
  • the engine speed derivative setpoint is determined in step E1 1 from the temperature of the engine coolant liquid, the step of implementation of step E1 1 being advantageously proportional to the instantaneous speed of the motor.
  • This step also corresponds to the step of performing steps E1 1 to E13. It should be noted that this step may alternatively be constant, so that the steps E1 1 to E13 are performed in this particular case repeatedly at a constant frequency.
  • the control method may comprise a step E15 of injection of a quantity of fuel corresponding to either the predetermined amount (curve C7) of base set fuel or the quantity (curve C6) of target fuel at startup.
  • step E15 is implemented at the end of step E14 of determining the amount of fuel set at startup, and therefore after each calculation step E13, following the same step of repeating steps E1 1 to E14. More specifically, the quantity of fuel injected at the injection step E15 corresponds to:
  • the starting quality index developed in the production step E2 is equal to the ratio between the positive sums and the absolute value of the negative sums of the value taken by the representative quantity. the difference between the setpoint acceleration of the motor and the instantaneous acceleration of the motor. It is for this reason that with reference to FIG. 3, the control method may comprise three steps E21, E22 and E23 constituting step E2. Especially :
  • the step E22 corresponds to the determination of the absolute value of the negative sums of the value taken by the quantity representative of the difference between the setpoint acceleration and the instantaneous acceleration
  • the step E23 corresponds to the calculation of the ratio between the sums positive and the absolute value of the negative amounts from steps E21 and E22.
  • Steps E21 and E22 can be simultaneous or successive.
  • “Sum” means integration with time of the value taken by greatness.
  • the result of step E21 corresponds to the sum of the positive areas (marked "S +") of the surfaces delimited by the curve C3 above the zero value marked Z in FIG. 5.
  • the result of step E22 corresponds to its part to the sum of the negative areas (marked "S-") of the surfaces delimited by the curve C3 below Z.
  • a low-volatile fuel only has for example 35% of evaporated compounds while at this same temperature a volatile fuel is for example distilled at 60%.
  • the adjustment step E3 can advantageously comprise:
  • step E33 of characterizing, starting from the quality index of starting from step E2, internal mechanical friction of the engine and / or a volatility of the fuel injected into the heat engine, and / or a step E34 for predicting the feasibility of an optimized activation, following engine start, of a device for aftertreatment of the gases from the engine, in particular a catalyst.
  • the volatility of the fuel injected into the engine is obtained in particular by an abacus taking as input the starting quality index and the temperature of the coolant coolant of the engine and outputting the volatility of the fuel injected into the engine. engine.
  • Such an abacus can be pre-established using a reference fuel whose physical properties are well known.
  • the interpretation of the start quality index can be the determination of fuel volatility: the quality of the starting depends essentially on the internal friction of the engine and the volatility of the fuel.
  • the quality index of startup then becomes a representation close to the quality of fuel, including its volatility.
  • the index indicates that the start was "bad"
  • the fine tuning is dependent on the accuracy of the boot quality via the start index.
  • the validation of the compromise of the adjustment made according to the quality of the start is determined according to the legislation at the level of the standards and the service in terms of approval.
  • the adjusted adjustment parameters and / or their adjustment to the adjustment step E3 are chosen and made so as to optimize a compromise between a duration of the actuation and the approval issued by the engine (if the Prediction step E34 has demonstrated the feasibility of rapid catalyst activation, which requires engine-related adjustments that only an engine having a suitable starting quality can withstand).
  • the adjustment parameters adjusted to the adjustment step E3 comprise the richness of the mixture between the air and the fuel supplying the heat engine to make the combustions robust and / or to improve the following starts of the engine, a fueling regime. motor setpoint, a value of the ignition advance.
  • the starting quality index makes it possible to weight the quantity of fuel at startup and / or during operation of the engine following start-up as a function of the volatility of the fuel.
  • the engine tuning parameters are: the advance (degradation, advance, %), the injection (quantity, distribution, %), the quantity of air (ratio fresh air / EGR, Air injection at the exhaust, camshaft position (called "VVT”), ).
  • the advance settings may, for example, tend towards a sharp deterioration of ignition advance, the injection towards a distribution of wealth and / or or a lean mixture and cross camshafts by operating the camshaft shifter (VVT) to sweep and increase the air flow to the exhaust; this type of setting being beneficial to the setting in action but not to the approval.
  • VVT camshaft shifter
  • the settings will have to be reversed to a better compromise in favor of the approval.
  • the predetermined qualitative criteria of a start can vary according to the desired accuracy of the quality of the start:
  • the boot quality index has been developed, in particular by implementing step E23, it suffices, for example, to compare this boot quality index with at least one predetermined threshold.
  • the predetermined qualifying criteria are only two, only one predetermined threshold is sufficient: if the developed starting quality index is lower than the predetermined threshold, it can be evaluated that the quality of the engine start corresponds to the criterion qualifier "good start". On the contrary, the quality of the start corresponds to the qualifying criterion "bad start” if the index of quality of starting is higher than the predetermined threshold.
  • This reasoning can be adapted according to the number of qualifying criteria: the number of predetermined thresholds necessary for the implementation of step E32 will for example be equal to the number of predetermined qualifying criteria minus one.
  • the invention also relates to an electronic control unit which implements the control method detailed above, as well as a motor vehicle, comprising a powertrain comprising itself a heat engine and a fuel injection device. supplying the heat engine and controlled by an electronic control unit.
  • a data storage medium readable by a computer, on which is recorded a computer program comprising computer program code means implementing the steps of the control method and a computer program comprising a means of computer program codes adapted to performing the steps of the control method, when the program is executed by a computer.

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Description

Commande d'un moteur thermique utilisant un indice de qualité de démarrage du moteur thermique
Domaine technique de l'invention
L'invention concerne un procédé de commande d'un groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant un moteur thermique.
L'invention a pour objet également une unité de commande mettant en œuvre le procédé de commande et un véhicule automobile comprenant le groupe motopropulseur et le moteur thermique.
État de la technique
Il est connu que les moteurs thermiques à combustion interne génèrent des gaz d'échappement polluants. Pour répondre aux normes d'homologation de plus en plus exigeantes, des dispositifs de posttraitement des gaz d'échappement issus du moteur thermique équipent le groupe motopropulseur le long de la ligne d'échappement, notamment au moins un catalyseur. Le problème majeur du catalyseur réside dans sa mise en action : la matière active contenue dans le catalyseur ne devient efficace pour dépolluer les gaz d'échappement qu'à partir d'une certaine température élevée. Par conséquent, pendant une certaine période directement après le démarrage à froid du moteur thermique, le catalyseur n'est pas efficace et les gaz d'échappement sortant de la ligne d'échappement sont polluants. Il convient donc de parvenir à un échauffement le plus rapide possible de la ligne d'échappement. Différentes stratégies existent pour optimiser les réglages associés au moteur et accroître la prise de température du catalyseur. Néanmoins, ces réglages associés au moteur diminuent la robustesse de combustion du carburant alimentant le moteur et dégradent ainsi l'agrément fourni par le véhicule à son utilisateur.
Actuellement, la mise en action du catalyseur est réalisée dans une zone très précise afin de respecter les cycles d'homologations. Les réglages associés au moteur obtenus résultent d'un compromis entre une montée en température rapide et une dégradation légère de l'agrément.
Le document EP-B1 -1831524 décrit une pondération de la consigne de richesse du mélange entre l'air d'admission et le carburant à partir d'un critère dépendant du temps de démarrage. Ce critère est apparenté à une détection de la volatilité du carburant et la richesse est adaptée en fonction de la volatilité ainsi détectée. Ce document ne répond pas aux problèmes ci-dessus.
Objet de l'invention
Le but de la présente invention est de proposer une solution de commande d'un groupe motopropulseur pour véhicule automobile qui remédie aux problématiques listées ci-dessus.
Notamment, un objet de l'invention est de fournir une solution améliorant le compromis entre la durée de mise en action du catalyseur et l'agrément délivré par le moteur. Un premier aspect de l'invention concerne un procédé de commande d'un groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant un moteur thermique, qui comprend :
au démarrage, une étape de suivi des variations de la valeur prise, durant une période d'analyse, par une grandeur représentative de la différence entre une accélération de consigne du moteur et une accélération instantanée du moteur,
une étape d'élaboration, à partir des données issues de l'étape de suivi, d'un indice de qualité de démarrage représentatif de performances du moteur durant son démarrage, notamment un rendement énergétique du moteur.
La période d'analyse peut correspondre à une durée séparant un premier instant où le moteur thermique présente un régime nul et un deuxième instant où le moteur thermique atteint un régime de pic transitoire entre une augmentation initiale de régime depuis le régime nul et une diminution initiale du régime du moteur au démarrage vers un régime de ralenti sensiblement stabilisé. L'indice de qualité de démarrage élaboré à l'étape d'élaboration peut être égal au rapport entre les sommes positives et la valeur absolue des sommes négatives de la valeur prise par la grandeur représentative de la différence entre une accélération de consigne du moteur et une accélération instantanée du moteur.
Suite à l'étape d'élaboration, le procédé peut comprendre une étape d'ajustement de paramètres de réglage associés au moteur, à partir de l'indice de qualité de démarrage. Suite à l'étape d'ajustement, le procédé peut comprendre une étape de pilotage du moteur à partir des paramètres de réglage ajustés à l'étape d'ajustement, ladite étape de pilotage étant mise en œuvre lors d'une phase de fonctionnement du moteur ultérieure audit démarrage et/ou lors d'un démarrage ultérieur du moteur. L'étape d'ajustement peut comprendre une étape de pondération de l'indice de qualité de démarrage issu de l'étape d'élaboration, en fonction d'au moins une information représentative d'une condition du moteur au cours de son démarrage, notamment une température d'air d'admission et/ou une température d'un liquide caloporteur de refroidissement du moteur.
L'étape d'ajustement peut comprendre une étape de qualification d'une qualité de démarrage choisie, à partir de l'indice de qualité de démarrage élaboré, parmi des critères qualitatifs prédéterminés du démarrage.
L'étape d'ajustement peut comprendre une étape de caractérisation, à partir de l'indice de qualité de démarrage, de frottements mécaniques internes du moteur et/ou d'une volatilité du carburant injecté dans le moteur.
La volatilité du carburant injecté dans le moteur peut être obtenue par un abaque prenant en entrée l'indice de qualité de démarrage et la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur et fournissant en sortie la volatilité du carburant injecté dans le moteur.
L'étape d'ajustement peut comprendre une étape de prédiction de la faisabilité d'une mise en action, suite au démarrage, d'un dispositif de post-traitement des gaz issus du moteur, notamment un catalyseur. Les paramètres de réglage ajustés et/ou leur ajustement à l'étape d'ajustement sont choisis et réalisés de sorte à optimiser un compromis entre une durée de la mise en action et l'agrément délivré par le moteur. Les paramètres de réglage ajustés à l'étape d'ajustement peuvent comprendre la richesse du mélange entre l'air et le carburant alimentant le moteur thermique, un régime de consigne du moteur, une valeur de l'avance à l'allumage. L'étape de suivi peut comprendre une répétition de la mise en œuvre des étapes successives suivantes à différents instants au cours de la période d'analyse :
détermination d'une consigne de dérivée de régime moteur, détermination d'une dérivée de régime réel du moteur,
- calcul de la différence entre la consigne de dérivée de régime moteur et la dérivée de régime réel du moteur, cette différence correspondant à ladite grandeur représentative de la différence entre une accélération de consigne du moteur et une accélération instantanée du moteur.
La dérivée de régime réel du moteur peut être déterminée à partir d'une valeur de la dérivée de régime instantané du moteur et de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur. La consigne de dérivée de régime moteur peut être déterminée à partir de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur, le pas de mise en œuvre de l'étape de détermination de la consigne de dérivée de régime moteur étant proportionnel au régime instantané du moteur. A l'issue de chaque étape de calcul, le procédé peut comprendre une étape de détermination d'une quantité de carburant de consigne au démarrage en fonction du résultat de l'étape de calcul. L'étape de détermination de la quantité de carburant de consigne au démarrage peut comprendre une étape d'établissement d'un facteur de correction de richesse au démarrage, à partir d'une cartographie prenant en entrée le résultat de l'étape de calcul et la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur.
La quantité de carburant de consigne au démarrage peut correspondre au produit entre le facteur de correction au démarrage et une quantité préétablie de carburant de consigne de base. Au cours de l'étape de suivi, le procédé peut comprendre une étape d'injection d'une quantité de carburant correspondant soit à la quantité préétablie de carburant de consigne de base, soit à la quantité de carburant de consigne au démarrage. La quantité de carburant injectée à l'étape d'injection peut correspondre à :
la quantité de carburant de consigne au démarrage tant que le régime instantané du moteur est inférieur ou égal à un premier seuil prédéterminé et/ou si le résultat de l'étape de calcul est inférieur ou égal à un deuxième seuil prédéterminé,
la quantité préétablie de carburant de consigne de base, sinon.
Un deuxième aspect de l'invention concerne une unité de commande électronique qui met en œuvre le procédé de commande ci-dessus. Un troisième aspect de l'invention concerne un véhicule automobile, comprenant un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique et un dispositif d'injection de carburant alimentant le moteur thermique et piloté par une telle unité de commande électronique.
Un quatrième aspect de l'invention concerne un support d'enregistrement de données lisible par un calculateur, sur lequel est enregistré un programme informatique comprenant des moyens de codes de programme informatique de mise en œuvre des étapes d'un tel procédé.
Un cinquième aspect de l'invention concerne un programme informatique comprenant un moyen de codes de programme informatique adapté à la réalisation des étapes d'un tel procédé, lorsque le programme est exécuté par un calculateur.
Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
- les figures 1 à 4 illustrent les différentes étapes d'un exemple de procédé de commande selon l'invention,
- la figure 5 représente la courbe d'évolution dans le temps d'une consigne de dérivée de régime moteur (courbe C1 ), d'une dérivée de régime réel du moteur (courbe C2), de la différence entre les courbes C1 et C2 (courbe C3), du régime moteur (courbe C4), d'un facteur de correction de richesse au démarrage (courbe C5), d'une quantité préétablie de carburant de consigne de base (courbe C7, basée sur le débit d'air aspiré par le moteur) et d'une quantité de carburant de consigne au démarrage (courbe C6). Description de modes préférentiels de l'invention
De manière générale, l'invention concerne la commande d'un groupe motopropulseur ayant un moteur thermique alimenté par un carburant, par exemple de l'essence. Essentiellement, cette commande décrite ci- dessous permet de déterminer une qualité du démarrage du moteur thermique afin d'estimer un état du moteur thermique, à savoir s'il est apte ou non à subir une mise en action du catalyseur dont les réglages associés au moteur optimisent au maximum la thermique de l'échappement. Ainsi, si le démarrage du moteur présente une bonne qualité, à savoir s'il est rapide et économe en carburant, cela signifie que le moteur thermique est apte à subir une mise en action du catalyseur efficace permettant d'optimiser la montée en température du catalyseur sans pour autant risquer de dégrader l'agrément délivré par le véhicule. Pour parvenir à une telle décision, le procédé de commande selon l'invention prévoit l'élaboration d'un indice de qualité de démarrage.
En référence à la figure 1 , le procédé de commande comprend :
- au démarrage, une étape E1 de suivi des variations de la valeur prise, durant une période d'analyse T, par une grandeur représentative de la différence entre une accélération de consigne du moteur et une accélération instantanée du moteur,
une étape E2 d'élaboration, à partir des données issues de l'étape de suivi, d'un indice de qualité de démarrage représentatif de performances du moteur durant son démarrage, notamment un rendement énergétique du moteur.
De la manière illustrée à la figure 1 , le passage de l'étape E1 de suivi à l'étape E2 d'élaboration peut être conditionné à la vérification d'une condition notée C. La nature de la condition C et la nature de sa vérification dépend par exemple du type de grandeur représentative et/ou d'une donnée temporelle liée notamment à la période d'analyse T. A titre d'exemple, la condition C est vérifiée (permettant le passage à l'étape E2 d'élaboration) dès que l'on arrive en fin de période d'analyse T. Toutefois, il peut être envisagé que l'étape E2 d'élaboration puisse être réalisée au moins partiellement en même temps que l'étape E1 de suivi, les données issues de l'étape E1 de suivi étant alors utilisées par une unité de commande dédiée aux opérations décrites ultérieurement au fur et à mesure que l'étape E1 de suivi pour réaliser l'étape E2 d'élaboration au fur et à mesure que l'étape E1 de suivi se déroule.
Facultativement mais de manière avantageuse, suite à l'étape d'élaboration, le procédé de commande peut comprendre une étape E3 d'ajustement de paramètres de réglage associés au moteur, à partir de l'indice de qualité de démarrage (figure 1 ).
De même, facultativement mais de manière avantageuse, suite à l'étape d'ajustement, le procédé de commande peut comprendre une étape E4 de pilotage du moteur à partir des paramètres de réglage ajustés à l'étape E3 d'ajustement (figure 1 ). L'étape de pilotage E4 est alors mise en œuvre lors d'une phase de fonctionnement du moteur ultérieure au démarrage durant lequel les étapes E1 de suivi et E2 d'élaboration ont été mises en œuvre, et/ou lors d'un démarrage ultérieur du moteur. Bien que cela ne soit pas limitatif, la période d'analyse T peut toutefois avantageusement correspondre à une durée séparant un premier instant t1 où le moteur thermique présente un régime nul (voir début de la courbe C4) et un deuxième instant t2 où le moteur thermique atteint un régime de pic transitoire (sommet de la courbe C4) entre une augmentation initiale de régime depuis le régime nul et une diminution initiale du régime du moteur au démarrage du régime de pic transitoire vers un régime de ralenti sensiblement stabilisé. Cette période d'analyse T est particulièrement adaptée à la mise en œuvre du procédé de commande détaillé plus loin. La condition C peut correspondre au franchissement du régime de pic transitoire par le régime réel instantané du moteur.
En référence à la figure 2, l'étape E1 de suivi peut comprendre, de manière avantageuse mais non exclusive, une répétition de la mise en œuvre des étapes successives suivantes à différents instants au cours de la période d'analyse T :
une étape E1 1 de détermination d'une consigne de dérivée de régime moteur,
une étape E12 de détermination d'une dérivée de régime réel du moteur,
- puis une étape E13 de calcul de la différence entre la consigne de dérivée de régime moteur et la dérivée de régime réel du moteur.
Le résultat de l'étape E1 1 de détermination de la consigne de dérivée de régime moteur, durant le démarrage et donc en particulier durant la période d'analyse T, est représenté selon la courbe C1 . Le résultat de l'étape E12 de détermination de la dérivée de régime réel, durant le démarrage et donc en particulier durant la période d'analyse T, est représenté selon la courbe C2. Le résultat du calcul selon l'étape E13 est représenté par la courbe C3.
La différence C3 calculée à l'étape E13 correspond à la grandeur représentative de la différence entre l'accélération de consigne du moteur et l'accélération instantanée du moteur qui est dont les variations de valeur sont suivies à l'étape E1 de suivi.
Le raisonnement est en effet le suivant On pose :
E ~—Je≠ @t P - Cm et
2
Avec
E : l'énergie
I ; le moment d'inertie
le régime moteur
P : la puissance
C te couple
Pour la consigne de dérivée, on déduit :
Pour la suite du raisonnement, le moment d'inertie et la constante, identi ues aux deux accélérations ou énergies, sont négligés.
Figure imgf000012_0001
Û
■^étant fonction de « dt », le passage en discret donne
Avec un raisonnement identique pour le couple instantané, on a
Figure imgf000012_0002
La différence des deux dérivées (consigne et instantanée) donne une image du couple nécessaire pour atteindre une consigne de couple en fonction du régime instantané (courbe 4).
Dans un mode de réalisation particulier du procédé, la dérivée de régime réel du moteur est déterminée à l'étape E12 à partir du régime réel instantané du moteur (correspondant à la courbe C4) et de la température d'un liquide caloporteur de refroidissement du moteur. De même, la consigne de dérivée de régime moteur est déterminée à l'étape E1 1 à partir de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur, le pas de mise en œuvre de l'étape E1 1 pouvant avantageusement être proportionnel au régime instantané du moteur. Ce pas correspond d'ailleurs au pas de réalisation des étapes E1 1 à E13. Il convient de préciser que ce pas peut alternativement être constant, de sorte que les étapes E1 1 à E13 soient réalisées dans ce cas particulier de manière répétée selon une fréquence constante.
A l'issue de chaque étape E13 de calcul, le procédé de commande peut comprendre une étape E14 de détermination d'une quantité (courbe C6) de carburant de consigne au démarrage, cette détermination se faisant en fonction du résultat de l'étape E13 de calcul. L'étape E14 de détermination peut comprendre une étape E141 d'établissement d'un facteur de correction de richesse au démarrage (courbe C5), à partir d'une cartographie enregistrée dans l'unité de commande prenant en entrée le résultat de l'étape E13 de calcul et la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur. Dans ce cas, la quantité (courbe C6) de carburant de consigne au démarrage correspond au produit entre le facteur de correction au démarrage (courbe C5) et une quantité (courbe C7) préétablie de carburant de consigne de base (à richesse 1 par exemple) préenregistrée dans l'unité de commande. Au cours de l'étape E1 de suivi, afin d'alimenter le moteur thermique en carburant afin de réaliser son démarrage optimisé à partir du résultat des étapes E1 1 à E14, le procédé de commande peut comprendre une étape E15 d'injection d'une quantité de carburant correspondant soit à la quantité (courbe C7) préétablie de carburant de consigne de base, soit à la quantité (courbe C6) de carburant de consigne au démarrage. Notamment, l'étape E15 est mise en œuvre à l'issue de l'étape E14 de détermination de la quantité de carburant de consigne au démarrage, donc après chaque étape E13 de calcul, suivant le même pas de répétition des étapes E1 1 à E14. Plus précisément, la quantité de carburant injectée à l'étape E15 d'injection correspond à :
- la quantité de carburant de consigne au démarrage (courbe C6) tant que le régime réel instantané (courbe C4) du moteur est inférieur ou égal à un premier seuil prédéterminé et/ou si le résultat de l'étape E13 de calcul est inférieur ou égal à un deuxième seuil prédéterminé,
la quantité préétablie de carburant de consigne de base (courbe C7), sinon.
Dans un mode particulier de réalisation du procédé de commande, l'indice de qualité de démarrage élaboré à l'étape d'élaboration E2 est égal au rapport entre les sommes positives et la valeur absolue des sommes négatives de la valeur prise par la grandeur représentative de la différence entre l'accélération de consigne du moteur et l'accélération instantanée du moteur. C'est pour cette raison qu'en référence à la figure 3, le procédé de commande peut comprendre trois étapes E21 , E22 et E23 constitutives de l'étape E2. Notamment :
- l'étape E21 correspond à la détermination des sommes positives de la valeur prise par la grandeur représentative de la différence entre l'accélération de consigne et l'accélération instantanée,
l'étape E22 correspond à la détermination de la valeur absolue des sommes négatives de la valeur prise par la grandeur représentative de la différence entre l'accélération de consigne et l'accélération instantanée, l'étape E23 correspond au calcul du rapport entre les sommes positives et la valeur absolue des sommes négatives issues des étapes E21 et E22. Les étapes E21 et E22 peuvent être simultanées ou successives. Par « somme », il convient d'entendre une intégration par rapport au temps de la valeur prise par la grandeur. Le résultat de l'étape E21 correspond à la somme des aires positives (repérées « S+ ») des surfaces délimitées par la courbe C3 au-dessus de la valeur nulle repérée Z sur la figure 5. Le résultat de l'étape E22 correspond pour sa part à la somme des aires négatives (repérées « S- ») des surfaces délimitées par la courbe C3 en dessous de Z.
L'élaboration de l'indice de démarrage sur la base d'un tel rapport entre S+ et la valeur absolue de S-, a pour but de fournir une indication sur la qualité du démarrage du moteur thermique. En effet, si le couple appliqué au moteur pour atteindre sa consigne est longtemps positif, cela signifie qu'il est nécessaire d'augmenter la richesse pour pouvoir démarrer le moteur. Inversement, si le couple appliqué au moteur est négatif cela signifie que le moteur fournit trop d'énergie pour atteindre sa consigne de couple. Le suivi selon l'étape E1 et l'élaboration selon l'étape E2 permet d'observer cette différence entre les couples positif et négatif afin de différencier in fine la qualité du démarrage du moteur et ainsi éventuellement adapter ensuite les réglages associés au moteur. En effet, au-dessus d'une différence nulle repérée par Z, la différence entre la consigne de dérivée de régime (C1 ) et la dérivée de régime réel (C2) est positive (ce qui est repéré par S+), donc le moteur a besoin d'énergie supplémentaire pour atteindre sa consigne de couple, impliquant une augmentation de la richesse du mélange air/carburant. Au contraire, en dessous de Z, la différence entre la consigne de dérivée de régime (C1 ) et la dérivée de régime réel (C2) est négative, le moteur présente dans ce cas trop d'énergie « accumulée » et il est possible d'appauvrir le mélange. C'est la raison de l'existence du facteur de correction selon la courbe C5, qui permet de fournir une quantité de carburant « corrigée » par ce facteur de correction, à partir d'une quantité de carburant selon la courbe C7 préétablie à richesse égale à un. Il en résulte finalement que si la somme positive S+ est prédominante sur la somme négative S-, cela signifie que le moteur a dépensé beaucoup d'énergie durant son démarrage et ce sans en récupérer. Le moteur présente alors potentiellement des frottements internes très élevés et/ou la volatilité du carburant est alors faible. A l'inverse, si la somme négative S- est prédominante sur la somme positive S+, le moteur a réaliser un bon démarrage, ce qui signifie que le moteur présente des frottements internes faibles et/ou que le carburant est très volatile.
Il convient de préciser que le pourcentage de distillation à une température donnée entre différents carburants peut présenter de grandes disparités. Par exemple 100°C, un carburant peu volatile n'a que par exemple 35% de composés évaporés alors qu'à cette même température un carburant volatile est par exemple distillé à 60%.
Puis en référence à la figure 4, l'étape E3 d'ajustement peut avantageusement comprendre :
une étape E31 de pondération de l'indice de qualité de démarrage issu de l'étape E2 d'élaboration, en fonction d'au moins une information représentative d'une condition du moteur au cours de son démarrage, notamment une température d'air d'admission et/ou la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur,
et/ou une étape E32 de qualification d'une qualité de démarrage choisie, à partir de l'indice de qualité de démarrage élaboré à l'étape E2, parmi des critères qualitatifs prédéterminés du démarrage,
et/ou une étape E33 de caractérisation, à partir de l'indice de qualité de démarrage issu de l'étape E2, de frottements mécaniques internes du moteur et/ou d'une volatilité du carburant injecté dans le moteur thermique, et/ou une étape E34 de prédiction de la faisabilité d'une mise en action optimisée, suite au démarrage du moteur, d'un dispositif de posttraitement des gaz issus du moteur, notamment un catalyseur. A l'étape E33, la volatilité du carburant injecté dans le moteur est notamment obtenue par un abaque prenant en entrée l'indice de qualité de démarrage et la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur et fournissant en sortie la volatilité du carburant injecté dans le moteur. Un tel abaque peut être préétabli en utilisant un carburant de référence dont les propriétés physiques sont parfaitement connues. En effet, l'interprétation de l'indice de qualité de démarrage peut être la détermination de la volatilité du carburant : la qualité du démarrage dépend essentiellement des frottements internes du moteur et de la volatilité du carburant. En utilisant une matrice déterminant les frottements du moteur en fonction de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur et établie suite à des tests, l'indice de qualité de démarrage devient alors une représentation proche de la qualité du carburant, notamment sa volatilité. Suivant l'état de l'indice de démarrage, il est possible de modifier les réglages associés au moteur afin de déplacer le compromis entre l'efficacité de la mise en action et l'agrément de conduite. En effet, si l'indice indique que le démarrage a été « mauvais », il est possible d'ajuster les réglages associés au moteur vers un bon agrément de conduite au détriment de la mise en action ; à l'inverse un « bon » démarrage pourra amener à un réglage favorisant la mise en action. La finesse des réglages est tributaire de la précision de la qualité du démarrage via l'indice de démarrage. La validation du compromis du réglage effectué en fonction de la qualité du démarrage est déterminée en fonction de la législation au niveau des normes et la prestation en termes d'agrément. Avantageusement, les paramètres de réglage ajustés et/ou leur ajustement à l'étape E3 d'ajustement sont choisis et réalisés de sorte à optimiser un compromis entre une durée de la mise en action et l'agrément délivré par le moteur (si l'étape E34 de prédiction a révélé la faisabilité d'une mise en action rapide du catalyseur, celle-ci nécessitant des réglages associés au moteur que seul un moteur ayant présenté une qualité de démarrage adaptée peut supporter). Notamment, les paramètres de réglage ajustés à l'étape E3 d'ajustement comprennent la richesse du mélange entre l'air et le carburant alimentant le moteur thermique pour rendre les combustions robustes et/ou pour améliorer les démarrages suivants du moteur, un régime de consigne du moteur, une valeur de l'avance à l'allumage. Par exemple, l'indice de qualité de démarrage permet de pondérer la quantité d'essence au démarrage et/ou lors du fonctionnement du moteur suite au démarrage en fonction de la volatilité du carburant.
Les paramètres de réglage du moteur sont : l'avance (dégradation, suravance, ...), l'injection (quantité, répartition, ...), la quantité d'air (ratio air frais/EGR, Injection d'air à l'échappement, position décaleur arbre à cames (dit « VVT »), ...).
Dans le cas où l'indice de qualité de démarrage identifie un bon démarrage, les réglages de l'avance peuvent, par exemple, tendre vers une forte dégradation d'avance à l'allumage, l'injection vers une répartition de richesse et/ou un mélange pauvre et croiser les arbres à cames en actionnant le décaleur d'arbres à cames (VVT) afin de balayer et accroître le débit d'air à l'échappement ; ce type de réglage étant bénéfique à la mise en action mais pas à l'agrément. Dans le cas inverse d'une qualité de démarrage médiocre, les réglages devront être inversés vers un meilleur compromis en faveur de l'agrément. Pour la mise en œuvre de l'étape E32, les critères qualitatifs prédéterminés d'un démarrage peuvent varier suivant la précision recherchée de la qualité du démarrage :
- ils peuvent être constitués par l'ensemble suivant : bon démarrage, mauvais démarrage,
ils peuvent être constitués par l'ensemble suivant : bon démarrage, démarrage moyen, mauvais démarrage,
ils peuvent être constitués par l'ensemble suivant : très bon démarrage, bon démarrage, démarrage moyen, mauvais démarrage, très mauvais démarrage,
etc ..
Une fois l'indice de qualité de démarrage élaboré, notamment par la mise en œuvre de l'étape E23, il suffit par exemple de comparer cet indice de qualité de démarrage avec au moins un seuil prédéterminé. Par exemple dans le cas où les critères qualificatifs prédéterminés ne sont que deux, un seul seuil prédéterminé suffit : si l'indice de qualité de démarrage élaboré est inférieur au seuil prédéterminé, il peut être évalué que la qualité du démarrage du moteur correspond au critère qualificatif « bon démarrage ». Au contraire, la qualité du démarrage correspond au critère qualificatif « mauvais démarrage » si l'indice de qualité de démarrage est supérieur au seuil prédéterminé. Ce raisonnement peut être adapté en fonction du nombre de critères qualificatifs : le nombre de seuils prédéterminés nécessaires à la mise en œuvre de l'étape E32 sera par exemple égal au nombre de critères qualificatifs prédéterminés moins un.
L'invention concerne aussi une unité de commande électronique qui met en œuvre le procédé de commande détaillé ci-dessus, ainsi qu'un véhicule automobile, comprenant un groupe motopropulseur comportant lui-même un moteur thermique et un dispositif d'injection de carburant alimentant le moteur thermique et piloté par une unité de commande électronique.
Elle porte enfin sur un support d'enregistrement de données lisible par un calculateur, sur lequel est enregistré un programme informatique comprenant des moyens de codes de programme informatique de mise en œuvre des étapes du procédé de commande et sur un programme informatique comprenant un moyen de codes de programme informatique adapté à la réalisation des étapes du procédé de commande, lorsque le programme est exécuté par un calculateur.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de commande d'un groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant un moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comprend :
au démarrage, une étape (E1 ) de suivi des variations de la valeur prise, durant une période d'analyse (T), par une grandeur représentative de la différence entre une accélération de consigne du moteur et une accélération instantanée du moteur,
- une étape (E2) d'élaboration, à partir des données issues de l'étape (E1 ) de suivi, d'un indice de qualité de démarrage représentatif de performances du moteur durant son démarrage, notamment un rendement énergétique du moteur.
2. Procédé de commande selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la période d'analyse (T) correspond à une durée séparant un premier instant (t1 ) où le moteur thermique présente un régime nul et un deuxième instant (t2) où le moteur thermique atteint un régime de pic transitoire entre une augmentation initiale de régime depuis le régime nul et une diminution initiale du régime du moteur au démarrage vers un régime de ralenti sensiblement stabilisé.
3. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'indice de qualité de démarrage élaboré à l'étape (E2) d'élaboration est égal au rapport entre les sommes positives (S+) et la valeur absolue des sommes négatives (S-) de la valeur prise par la grandeur représentative de la différence entre une accélération de consigne du moteur et une accélération instantanée du moteur.
4. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que suite à l'étape (E2) d'élaboration, le procédé comprend une étape (E3) d'ajustement de paramètres de réglage associés au moteur, à partir de l'indice de qualité de démarrage.
5. Procédé de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que suite à l'étape (E3) d'ajustement, le procédé comprend une étape (E4) de pilotage du moteur à partir des paramètres de réglage ajustés à l'étape (E3) d'ajustement, ladite étape (E4) de pilotage étant mise en œuvre lors d'une phase de fonctionnement du moteur ultérieure audit démarrage et/ou lors d'un démarrage ultérieur du moteur.
6. Procédé de commande selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'étape (E3) d'ajustement comprend une étape (E31 ) de pondération de l'indice de qualité de démarrage issu de l'étape (E2) d'élaboration, en fonction d'au moins une information représentative d'une condition du moteur au cours de son démarrage, notamment une température d'air d'admission et/ou une température d'un liquide caloporteur de refroidissement du moteur.
7. Procédé de commande selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'étape (E3) d'ajustement comprend une étape (E32) de qualification d'une qualité de démarrage choisie, à partir de l'indice de qualité de démarrage élaboré, parmi des critères qualitatifs prédéterminés du démarrage.
8. Procédé de commande selon la revendication 4 à 7, caractérisé en ce que l'étape (E3) d'ajustement comprend une étape (E33) de caractérisation, à partir de l'indice de qualité de démarrage, de frottements mécaniques internes du moteur et/ou d'une volatilité du carburant injecté dans le moteur.
9. Procédé de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que la volatilité du carburant injecté dans le moteur est obtenue par un abaque prenant en entrée l'indice de qualité de démarrage et la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur et fournissant en sortie la volatilité du carburant injecté dans le moteur.
10. Procédé de commande selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que l'étape (E3) d'ajustement comprend une étape (E34) de prédiction de la faisabilité d'une mise en action, suite au démarrage, d'un dispositif de post-traitement des gaz issus du moteur, notamment un catalyseur.
1 1 . Procédé de commande selon la revendication 10, caractérisé en ce que les paramètres de réglage ajustés et/ou leur ajustement à l'étape (E3) d'ajustement sont choisis et réalisés de sorte à optimiser un compromis entre une durée de la mise en action et l'agrément délivré par le moteur.
12. Procédé de commande selon l'une des revendications 4 à 1 1 , caractérisé en ce que les paramètres de réglage ajustés à l'étape (E3) d'ajustement comprennent la richesse du mélange entre l'air et le carburant alimentant le moteur thermique, un régime de consigne du moteur, une valeur de l'avance à l'allumage.
13. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'étape (E1 ) de suivi comprend une répétition de la mise en œuvre des étapes successives suivantes à différents instants au cours de la période d'analyse :
détermination (E1 1 ) d'une consigne de dérivée de régime moteur
(C1 ),
- détermination (E12) d'une dérivée de régime réel du moteur (C2), calcul (E13) de la différence (C3) entre la consigne de dérivée de régime moteur et la dérivée de régime réel du moteur, cette différence correspondant à ladite grandeur représentative de la différence entre une accélération de consigne du moteur et une accélération instantanée du moteur.
14. Procédé de commande selon la revendication 13, caractérisé en ce que la dérivée de régime réel du moteur est déterminée à partir d'une valeur de la dérivée de régime instantané du moteur et de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur.
15. Procédé de commande selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que la consigne de dérivée de régime moteur est déterminée à partir de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur, le pas de mise en œuvre de l'étape (E1 1 ) de détermination de la consigne de dérivée de régime moteur étant proportionnel au régime instantané (C4) du moteur.
16. Procédé de commande selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'à l'issue de chaque étape (E13) de calcul, le procédé comprend une étape (E14) de détermination d'une quantité de carburant de consigne au démarrage (C6) en fonction du résultat de l'étape (E13) de calcul .
17. Procédé de commande selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'étape (E14) de détermination de la quantité de carburant de consigne au démarrage comprend une étape (E141 ) d'établissement d'un facteur de correction de richesse au démarrage (C5), à partir d'une cartographie prenant en entrée le résultat de l'étape (E13) de calcul et la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur.
18. Procédé de commande selon la revendication 17, caractérisé en ce que la quantité de carburant de consigne au démarrage (C6) correspond au produit entre le facteur de correction au démarrage (C5) et une quantité préétablie de carburant de consigne de base (C7).
19. Procédé de commande selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'au cours de l'étape (E1 ) de suivi, le procédé comprend une étape (E15) d'injection d'une quantité de carburant correspondant soit à la quantité préétablie de carburant de consigne de base (C7), soit à la quantité de carburant de consigne au démarrage (C6).
20. Procédé de commande selon la revendication 19, caractérisé en ce que la quantité de carburant injectée à l'étape (E15) d'injection correspond à :
la quantité de carburant de consigne au démarrage (C7) tant que le régime instantané (C4) du moteur est inférieur ou égal à un premier seuil prédéterminé et/ou si le résultat de l'étape (E13) de calcul est inférieur ou égal à un deuxième seuil prédéterminé,
la quantité préétablie de carburant de consigne de base (C7), sinon.
21 . Unité de commande électronique qui met en œuvre le procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 20.
22. Véhicule automobile, comprenant un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique et un dispositif d'injection de carburant alimentant le moteur thermique et piloté par une unité de commande électronique selon la revendication 21 .
23. Support d'enregistrement de données lisible par un calculateur, sur lequel est enregistré un programme informatique comprenant des moyens de codes de programme informatique de mise en œuvre des étapes d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 20.
24. Programme informatique comprenant un moyen de codes de programme informatique adapté à la réalisation des étapes d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 20, lorsque le programme est exécuté par un calculateur.
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