WO2018069588A1 - Procédé de pilotage d'une levée de soupapes d'un moteur a combustion interne a levée de soupapes variable - Google Patents

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Frederic Trelle
Christophe PACILLY
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a method of controlling a valve lift of an internal combustion engine with variable valve lift.
  • the invention finds a particularly advantageous, but not exclusive, application in the field of motor vehicles.
  • phase shifters allow, according to the operating conditions, to advance or delay the opening and / or closing of the intake and exhaust valves, that is to say to vary the phasing of the lifting laws. of these valves with respect to a reference mode of operation.
  • phase shifters are known by the acronym VVA (Variable Valve Actuation) or VVT (Variable Valve Timing).
  • the engine load is managed using the pressure variation in the intake manifold, engine load is managed using the pressure variation in the intake distributor.
  • engine load is managed using the pressure variation in the intake distributor.
  • Such a method is for example described in document FR2942503. Therefore, to obtain the filling instruction requested by the driver, via the torque setpoint and thus the accelerator pedal, it is necessary to invert the filling model in order to know the pressure setpoint to be obtained in the distributor. intake. [0004]
  • - Mref being the reference air mass under the conditions: 101300 Pa and 273 K.
  • - slope being the filling slope, function of the phase shifter at the measured intake;
  • - offset being the filling offset, the function of the phase shifters at the intake and exhaust measured;
  • PADM- c (repls + offsets) / slopes
  • - Fill is the filling instruction (known via the torque setpoint and therefore the position of the pedal);
  • Offsets being the filling offset setpoint, function of the setpoints of phase shifters at the intake and exhaust.
  • the setpoints of the intake and exhaust phase-shifters are controlled from maps dependent on the engine speed and the filling instruction filled in.
  • S is the effective section setpoint of the butterfly valve.
  • the engine load is managed using the valve lift variation.
  • the purpose of the butterfly valve is to maintain a pressure delta pressure P atmo - P ADM of "x" millibar in the intake manifold.
  • Padm_c being the pressure setpoint at the inlet
  • - Filling is the filling instruction (known via the torque setpoint and therefore the position of the pedal);
  • slopes being the filling slope setpoint, a function of the intake phase-shifter setpoint and the valve lift setpoint;
  • - offset_c being the filling offset setpoint, function of the setpoints of the phase shifters at the inlet and the exhaust, and the valve lift setpoint;
  • the setpoints of the intake and exhaust phase-shifters are controlled from maps dependent on the engine speed and the refilling reference fill_c.
  • the second problem of the solution emitted is that the simple mapping to bind the fill ref__c to the valve lift setpoint L_c does not, stabilized load (or filling), a robust management of the load with respect to variations of parameters such as water temperature, air temperature, exhaust pressure by altitude or adduction of a particulate filter to the exhaust.
  • the third problem of the solution emitted is that the simple mapping to bind the fill ref_c_c to the valve lift instruction L_c does not allow load transient optimal management, coordinated, and simultaneous lift actuators valves, the intake phase shifter, the exhaust phase shifter, and the butterfly valve. The dynamics of these four actuators being different. As a result, the transient motor load management is not optimal.
  • the invention aims to effectively overcome these disadvantages by providing a method of controlling a valve lift of an internal combustion engine, including a motor vehicle, provided with at least one variable lift valve, characterized in that the method comprises:
  • a step of using a map dependent on a engine speed and a filling setpoint coming from a driver's will to obtain a raw valve lifting instruction
  • the invention thus provides a robust valve lift instruction in all life situations.
  • the invention makes it possible to obtain the engine load required by the driver and better control of the pressure in the intake manifold during variable valve lift transients.
  • the invention allows better control of fuel consumption and therefore pollutant emissions.
  • the mapping is determined for a specific combustion mode of the internal combustion engine.
  • slope _c being the filling slope setpoint, a function of the setpoint of intake phase shifters, and the valve lift setpoint;
  • Offset_c being the filling offset setpoint, function of the setpoints of the intake and exhaust phase shifters from the module implementing corresponding maps, and the valve lift setpoint;
  • Padm_c being the intake pressure setpoint.
  • a boundary between the first zone and the second zone is determined at the lift of the valves giving a maximum filling for an engine speed and a combustion mode used, or a closure of a valve. 'admission.
  • a filling behavior is strictly monotonous vis-à-vis the lifting of valves.
  • the invention also relates to a motor vehicle engine calculator having a memory storing software instructions for the implementation of the control method of an internal combustion engine valve lift as previously defined.
  • Figure 1 shows a partial schematic sectional view of an internal combustion engine adapted to implement the control method of a valve lift of the internal combustion engine according to the present invention
  • Figure 2 is a schematic representation of the functional blocks for implementing the control method of the valve lift of the internal combustion engine according to the invention
  • Figure 3 is a detailed schematic representation of the functional block of Figure 2 ensuring the inversion of the filling model
  • Figure 4 is a graphical representation showing the fresh air filling of the combustion chamber according to the lift of the valves and highlighting two control zones of the valve lift.
  • Figure 1 shows a partial schematic sectional view of a gasoline internal combustion engine 1 comprising a plurality of cylinders 2 for example three or four in number.
  • Each cylinder 2 comprises a piston 3, a combustion chamber 5, a fuel injector 6, a spark plug 8 associated with an ignition angle setting system 9, at least one intake valve 1 1, at least one exhaust valve 12.
  • the combustion chamber 5 is thus defined in the cylinder 2 between the lower face of a cylinder head 13 and the upper face of the piston 3.
  • the spark plug 8 is connected to the yoke 13 and provided with electrodes that produce a spark in the combustion chamber 5 when the piston 3 is in the vicinity of its top dead center.
  • the inlet valves 1 1 and exhaust 12 are movably mounted in the cylinder head 13 and are disposed on either side of a median axial plane P of the cylinder 2 so as to define an intake side and an exhaust side.
  • the intake valves 1 1 are moved by a first camshaft 171 so as to put the combustion chamber 5, at a chosen instant prior to compression, in communication with an intake duct 18.
  • a valve 20 in the form of a butterfly, manages the flow of air introduced into the cylinder 2.
  • each camshaft 171, 172 relative to the crankshaft of the engine 1 (not shown) can be modified respectively by means of a first phase shifter 21 1 said intake and a second phase shifter 212 said exhaust.
  • Each phase shifter 21 1, 212 may be controlled hydraulically or electrically.
  • the phase shifters 21 1, 212 allow, according to the operating conditions, to advance or delay the opening and / or closing of the intake valves 1 1 and exhaust 12 with respect to a reference operating mode.
  • An engine computer 33 provides control of the various elements of the architecture of the engine 1 in particular according to data from different sensors (not shown) implanted in the system.
  • This computer 33 comprises for this purpose a memory 331 storing software instructions for the implementation of the control method of the valve lift of the internal combustion engine.
  • this method aims at obtaining the valve lift instruction L_c to be applied to the variable valve lift engine by inverting the filling model produced by the block 42.
  • L_c valves allow to obtain the motor load (or filling) requested by the driver, by using an optimal inversion of the filling model.
  • Exact and explicit inversion of the filling model is performed via an inversion of the implicit filling model, that is to say, step by step, fast convergence.
  • the objective is to use the performance of the direct filling model to determine the valve lift instruction L_c to be applied.
  • the block "inversion of filling" 42 is decomposed into two parts: an open loop portion 44, and a closed loop portion 45.
  • the principle is to use a first valve lift setpoint information L_c using the inversion solution of the simplified filling model.
  • This first information makes it possible to pre-position the valve lift actuator.
  • the open loop 44 is a simple mapping function of the Rmot engine speed and the refill filling setpoint_c from the block 27, to obtain a raw valve lift instruction L_c.
  • This mapping is determined for a specific combustion mode, for example a hot optimal mode
  • the closed loop 45 aims to robustifier the valve lift setpoint L_c previously obtained in the open loop 44, particularly vis-à-vis the various issues raised by the use of the open loop 44 alone (simple mapping).
  • the principle of the invention for optimal control of the valve lift by an implicit inversion of the filling model is firstly, in the introduction of the raw valve lift setpoint L_c obtained by the open loop 44 , at the input of the filling model 29. This makes it possible to determine the gross filling setpoint ref, with the specific parameters below.
  • slope _c being the filling slope setpoint, a function of the setpoint of the intake phase shifters, and the valve lift setpoint;
  • Offset_c being the filling offset setpoint, function of the setpoints of the intake and exhaust phase shifters from the module 40 implementing corresponding maps, and the valve lift instruction;
  • Padm_c being the intake pressure setpoint.
  • the filling model 29 uses the exhaust and intake phase shifters 21 1, 212, the water temperature, as well as the exhaust pressure.
  • the filling modifies the raw valve lift setpoint L_c accordingly to maintain equality between the setpoint of filling fill_c from the will of the driver via the torque setpoint 26 and the position of the pedal 25 and the gross filling setpoint_b_b.
  • the open loop 44 is used over the entire speed-load range of the engine.
  • the closed loop 45 is used when the valve lift is considered an actuator that can control the engine load.
  • the valve lift can not be considered as a load actuator because, in this zone, the variation of valve lift has very little influence on the filling.
  • two zones Z1, Z2 for controlling the lifting of the valves can be distinguished. There is thus a first zone Z1 in which the final L_c valve lift sent to the engine is derived from the open loop 44 alone. This corresponds to the area in which the valve lift L_c has little influence on the filled filling.
  • the boundary between the first zone Z1 and the second zone Z2, located for example at 5 mm in the example shown, is determined at the lifting of valves L_c giving the maximum filling fill max, the Rmot engine speed and the combustion mode used, or when closing the intake valve. So, in the second zone Z2, the filled filling behavior is strictly monotonous with respect to the lifting of valves L_c.

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Abstract

Procédé de pilotage d'une levée de soupapes d'un moteur, muni d'au moins une soupape à levée variable, comprenant: - en boucle ouverte (44), une étape pour obtenir une consigne de levée de soupapes brute (L_c), et - en boucle fermée (45) : - une étape d'introduction de ladite consigne de levée de soupapes brute (L_c) obtenue par ladite boucle ouverte (44) pour déterminer une consigne de remplissage brute (rempl_b), - une étape de comparaison entre ladite consigne de remplissage (rempl_c) et ladite consigne de remplissage brute (rempl_b) précédemment obtenue, - une étape d'introduction d'une erreur entre lesdites deux consignes de remplissage (rempl_c, rempl_b) dans un régulateur (28) permettant de faire évoluer ladite consigne de levée de soupapes brute (L_c) via ladite boucle ouverte (44), et - une étape de commande de ladite levée de soupapes en fonction de ladite position de ladite consigne de levée de soupapes brute (L_c) obtenue lorsque ladite erreur est nulle.

Description

PROCEDE DE PILOTAGE D'UNE LEVEE DE SOUPAPES D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A LEVEE DE SOUPAPES VARIABLE
[0001 ] La présente invention porte sur un procédé de pilotage d'une levée de soupapes d'un moteur à combustion interne à levée de soupapes variable. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des véhicules automobiles.
[0002] De façon connue en soi, les soupapes d'admission et les soupapes d'échappement du moteur sont déplacées par des arbres à came. Dans certaines configurations de moteur, la position relative de chaque arbre à cames par rapport au vilebrequin peut être modifiée au moyen de déphaseurs commandés hydrauliquement ou électriquement. Ces déphaseurs permettent, suivant les conditions de fonctionnement, d'avancer ou de retarder l'ouverture et/ou la fermeture des soupapes d'admission et d'échappement, c'est-à-dire de faire varier le phasage des lois de levée de ces soupapes par rapport à un mode de fonctionnement de référence. Ces déphaseurs sont connus sous l'acronyme VVA (Variable Valve Actuation en anglais) ou VVT (Variable Valve Timing en anglais).
[0003] Dans le cas de moteurs dits "classiques" ou sans levée variable de soupapes, la charge du moteur est gérée en utilisant la variation de pression dans le répartiteur d'admission, charge du moteur est gérée en utilisant la variation de pression dans le répartiteur d'admission. Un tel procédé est par exemple décrit dans le document FR2942503. De ce fait, pour obtenir la consigne de remplissage demandée par le conducteur, via la consigne de couple et donc la pédale d'accélérateur, il est nécessaire d'inverser le modèle de remplissage afin de connaître la consigne de pression à obtenir dans le répartiteur d'admission. [0004] Ainsi, le modèle de remplissage direct est défini par la formule suivante: rempl = PADM x pente— offset
Avec:
- rempl étant le remplissage estimée : Ma / Mref,
- Ma étant la masse d'air frais dans le cylindre;
- Mref étant la masse d'air de référence dans les conditions : 101300 Pa et 273 K. - pente étant la pente de remplissage, fonction du déphaseur à l'admission mesuré; - offset étant l'offset de remplissage, fonction des déphaseurs à l'admission et à l'échappement mesurés;
- PADM étant la pression à l'admission mesurée.
Et le modèle de remplissage inversé est défini par la formule suivante:
PADM-c = (rempls + offsets) / pentes
Avec:
- PADM-C étant la consigne de pression à l'admission;
- rempLc étant la consigne de remplissage (connu via la consigne de couple et donc la position de la pédale);
- pentes étant la consigne de pente de remplissage, fonction de la consigne de déphaseur à l'admission;
- offsets étant la consigne d'offset de remplissage, fonction des consignes des déphaseurs à l'admission et à l'échappement.
[0005] Les consignes des déphaseurs d'admission et d'échappement sont pilotées à partir de cartographies dépendantes du régime moteur et de la consigne de remplissage rempls-
[0006] Avec la consigne de pression trouvée PADM-C et la consigne de remplissage rempls émanant de la volonté du conducteur (position pédale), il est possible de piloter la vanne papillon, par le biais d'une consigne de surface de la vanne papillon, en utilisant l'équation de Barré Saint Venant liant le débit massique q à travers une surface S :
Figure imgf000004_0002
Figure imgf000004_0001
Avec:
- Pds étant la consigne de pression en aval de la vanne papillon dans le répartiteur d'admission : PADM-c;
- Pus étant la pression mesurée ou estimée en amont de la vanne papillon; - q étant la consigne de débit de la vanne papillon, obtenue à partir de la consigne de remplissage : q = rempl_c x k (k = f (régime));
- Tus étant la température en amont de la vanne papillon;
- S étant la consigne de section efficace de la vanne papillon. [0007] Dans le cas de moteurs intégrant un dispositif de levée de soupapes variable, la charge du moteur est gérée en utilisant la variation de levée de soupapes. La vanne papillon a pour objectif de maintenir un delta de pression Patmo - PADM de "x" millibar dans le répartiteur d'admission.
[0008] De ce fait, pour obtenir la consigne de remplissage demandée par le conducteur, via la consigne de couple et donc la pédale d'accélérateur, il est nécessaire d'inverser le modèle de remplissage afin de connaître la consigne de levée de soupapes à obtenir.
[0009] Ainsi, le modèle de remplissage direct est défini par la formule suivante: rempl = PADM x pente'— offset
Avec:
- rempl étant le remplissage estimée : Ma / Mref,
- Ma étant la masse d'air frais dans le cylindre;
- Mref étant la masse d'air de référence dans les conditions : 101300 Pa et 273 K. - pente' étant la pente de remplissage, fonction du déphaseur à l'admission mesuré, et de la levée de soupapes mesurée;
- offset étant l'offset de remplissage, fonction des déphaseurs à l'admission et à l'échappement mesurés, et de la levée de soupapes mesurée;
- PADM étant la pression à l'admission mesurée. Et le modèle de remplissage inversé est défini par la formule suivante:
L_c= / (rempljc; offsetjc; pentes '; Padms)
Avec:
- Padm_c étant la consigne de pression à l'admission;
- remp c étant la consigne de remplissage (connu via la consigne de couple et donc la position de la pédale);
- pentes' étant la consigne de pente de remplissage, fonction de la consigne de déphaseur à l'admission et de la consigne de levée de soupapes; - offset_c étant la consigne d'offset de remplissage, fonction des consignes des déphaseurs à l'admission et à l'échappement, et de la consigne de levée de soupapes;
- L_c étant la consigne de levée de soupapes.
[0010] Les consignes des déphaseurs d'admission et d'échappement sont pilotées à partir de cartographies dépendantes du régime moteur et de la consigne de remplissage rempl_c.
[001 1 ] Toutefois, l'inversion exacte et explicite du modèle de remplissage pour un moteur à levée de soupapes variable est complexe. Une solution pourrait consister à utiliser une simple cartographie fonction du régime moteur et de la consigne de remplissage rempl_c, permettant d'obtenir la consigne de levée de soupapes L_c. Cependant, la première problématique de la solution émise, est que la simple cartographie permettant de lier la consigne de remplissage rempl_c à la consigne de levée de soupapes L_c, est dépendante de la position des déphaseurs d'arbre à cames d'admission et d'échappement. De ce fait, si ces positions des déphaseurs changent, par exemple en fonction de modes de combustion différents (ambiance froide, performances,...), la simple cartographie permettant de lier la consigne de remplissage rempl_c à la consigne de levée de soupapes L_c n'est plus précise. Par conséquent, pour être précis quel que soit les modes de combustion, il faut autant que cartographies que de mode de combustion, ce qui peut être pénalisant pour la taille de la mémoire du calculateur devant contenir ces cartographies.
[0012] La deuxième problématique de la solution émise est que la simple cartographie permettant de lier la consigne de remplissage rempl_c à la consigne de levée de soupapes L_c ne permet pas, en stabilisé de charge (ou de remplissage), une gestion robuste de la charge vis-à-vis des variations de paramètres tels que la température d'eau, la température d'air, la pression à l'échappement par l'altitude ou par adduction d'un filtre à particule à l'échappement.
[0013] La troisième problématique de la solution émise est que la simple cartographie permettant de lier la consigne de remplissage rempl_c à la consigne de levée de soupapes L_c ne permet pas en transitoire de charge une gestion optimale, coordonnée, et simultanée des actionneurs de levée de soupapes, du déphaseur d'admission, du déphaseur d'échappement, et de la vanne papillon. La dynamique de ces quatre actionneurs étant différente. De ce fait, la gestion de la charge du moteur en transitoire n'est pas optimale.
[0014] L'invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant un procédé de pilotage d'une levée de soupapes d'un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile, muni d'au moins une soupape à levée variable, caractérisé en ce que le procédé comprend:
- suivant une commande en boucle ouverte, une étape d'utilisation d'une cartographie dépendant d'un régime moteur et d'une consigne de remplissage venant d'une volonté du conducteur pour obtenir une consigne de levée de soupapes brute, et
- suivant une commande en boucle fermée :
- une étape d'introduction de ladite consigne de levée de soupapes brute obtenue par la boucle ouverte en entrée d'un modèle de remplissage pour déterminer une consigne de remplissage brute,
- une étape de comparaison entre la consigne de remplissage venant de la volonté du conducteur et la consigne de remplissage brute précédemment obtenue,
- une étape d'introduction d'une erreur entre les deux consignes de remplissage dans un régulateur permettant de faire évoluer la consigne de levée de soupapes brute via la boucle ouverte, et
- une étape de commande de la levée de soupapes en fonction de la position de la consigne de levée de soupapes brute obtenue lorsque l'erreur entre les deux consignes de remplissage est nulle.
[0015] L'invention permet ainsi d'obtenir une consigne de levée de soupapes robuste dans toutes les situations de vie. L'invention permet d'obtenir la charge du moteur demandée par le conducteur et une meilleure maîtrise de la pression dans le répartiteur d'admission durant les transitoires de levée de soupapes variable. En outre, l'invention permet une meilleure maîtrise de la consommation en carburant et donc des émissions de polluants.
[0016] Selon une mise en œuvre, la cartographie est déterminée pour un mode de combustion spécifique du moteur à combustion interne. [0017] Selon une mise en œuvre, le modèle de remplissage est basé sur la relation suivante: rempl_b = Padm_c x pente' _c— offsetjc Avec:
- remp b étant la consigne de remplissage brut : Ma_b / Mref,
- Ma_b étant la consigne de masse d'air frais brute dans le cylindre;
- Mref étant la masse d'air de référence dans les conditions : 101300 Pa et 273K. - pente' _c étant la consigne de pente de remplissage, fonction de la consigne de déphaseurs d'admission, et de la consigne de levée de soupapes;
- offset_c étant la consigne d'offset de remplissage, fonction des consignes des déphaseurs d'admission et d'échappement issues du module mettant en œuvre des cartographies correspondantes, et de la consigne de levée de soupapes;
- Padm_c étant la consigne de pression d'admission.
[0018] Selon une mise en œuvre, on distingue:
- une première zone de pilotage dans laquelle la levée de soupapes finale est issue de la boucle ouverte seule, et
- une seconde zone dans laquelle la levée de soupapes finale est issue de la boucle ouverte et de la boucle fermée.
[0019] Selon une mise en œuvre, une frontière entre la première zone et la seconde zone est déterminée à la levée de soupapes donnant un remplissage maximal pour un régime moteur et un mode de combustion utilisé, ou à une fermeture d'une soupape d'admission. [0020] Selon une mise en œuvre, dans la seconde zone, un comportement du remplissage est strictement monotone vis-à-vis de la levée de soupapes.
[0021 ] L'invention a également pour objet un calculateur moteur de véhicule automobile comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé de pilotage d'une levée de soupapes de moteur à combustion interne tel que précédemment défini.
[0022] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
[0023] La figure 1 représente une vue en coupe schématique partielle d'un moteur à combustion interne apte à mettre en œuvre le procédé de pilotage d'une levée de soupapes du moteur à combustion interne selon la présente invention; [0024] La figure 2 est une représentation schématique des blocs fonctionnels permettant la mise en œuvre du procédé de pilotage de la levée de soupapes du moteur à combustion interne selon l'invention;
[0025] La figure 3 est une représentation schématique détaillée du bloc fonctionnel de la figure 2 assurant l'inversion du modèle de remplissage;
[0026] La figure 4 est une représentation graphique représentant le remplissage en air frais de la chambre de combustion en fonction de la levée de soupapes et mettant en évidence deux zones de pilotage de la levée de soupapes.
[0027] La figure 1 montre une vue en coupe schématique partielle d'un moteur 1 à combustion interne à essence comportant une pluralité de cylindres 2 par exemple au nombre de trois ou quatre.
[0028] Chaque cylindre 2 comporte un piston 3, une chambre de combustion 5, un injecteur 6 de carburant, une bougie d'allumage 8 associée à un système 9 de réglage d'angle d'avance à l'allumage, au moins une soupape d'admission 1 1 , au moins une soupape d'échappement 12. La chambre de combustion 5 est ainsi définie dans le cylindre 2 entre la face inférieure d'une culasse 13 et la face supérieure du piston 3.
[0029] La bougie d'allumage 8 est liée à la culasse 13 et dotée d'électrodes qui produisent une étincelle dans la chambre de combustion 5 lorsque le piston 3 est au voisinage de son point mort haut. Les soupapes d'admission 1 1 et d'échappement 12 sont montées mobiles dans la culasse 13 et sont disposées de part et d'autre d'un plan axial médian P du cylindre 2 de manière à définir un côté admission et un côté échappement.
[0030] Les soupapes d'admission 1 1 sont déplacées par un premier arbre à cames 171 de manière à mettre la chambre de combustion 5, à un instant choisi précédant la compression, en communication avec un conduit d'admission 18. Une vanne 20, sous forme d'un papillon, assure la gestion du débit d'air introduit dans le cylindre 2.
[0031 ] De façon analogue, les soupapes d'échappement 12 sont déplacées par un deuxième arbre à cames 172 de manière à mettre la chambre de combustion 5 à un instant choisi postérieur à la combustion, en communication avec un conduit d'échappement 23. [0032] La position relative de chaque arbre à cames 171 , 172 par rapport au vilebrequin du moteur 1 (non représenté) peut être modifiée respectivement au moyen d'un premier déphaseur 21 1 dit d'admission et d'un deuxième déphaseur 212 dit d'échappement. Chaque déphaseur 21 1 , 212 pourra être commandé hydrauliquement ou électriquement. Les déphaseurs 21 1 , 212 permettent, suivant les conditions de fonctionnement, d'avancer ou de retarder l'ouverture et/ou la fermeture des soupapes d'admission 1 1 et d'échappement 12 par rapport à un mode de fonctionnement de référence.
[0033] Un calculateur moteur 33 assure la commande des différents éléments de l'architecture du moteur 1 en fonction notamment de données issues de différents capteurs (non représentés) implantés dans le système. Ce calculateur 33 comporte à cet effet une mémoire 331 stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé de pilotage de la levée de soupapes du moteur à combustion interne.
[0034] Comme cela est illustré par la figure 2, ce procédé vise à obtenir la consigne de levée de soupapes L_c à appliquer au moteur à levée de soupapes variable par inversion du modèle de remplissage réalisé par le bloc 42. Cette consigne de levée de soupapes L_c permet d'obtenir la charge moteur (ou le remplissage) demandée par le conducteur, en utilisant une inversion optimale du modèle de remplissage.
[0035] L'inversion exacte et explicite du modèle de remplissage est réalisée via une inversion du modèle de remplissage implicite, c'est-à-dire pas à pas, à convergence rapide. A cet effet, l'objectif est d'utiliser la performance du modèle de remplissage direct pour déterminer la consigne de levée de soupapes L_c à appliquer.
[0036] Comme cela est illustré sur la figure 3, le bloc "inversion du remplissage" 42 est décomposé en deux parties : une partie boucle ouverte 44, et une partie boucle fermée 45.
[0037] Concernant la boucle ouverte 44, le principe est d'utiliser une première information de consigne de levée de soupapes L_c en utilisant la solution d'inversion du modèle de remplissage simplifiée. Cette première information permet de pré-positionner l'actionneur de levée de soupapes. Ainsi, la boucle ouverte 44 est une simple cartographie fonction du régime moteur Rmot et de la consigne de remplissage rempl_c issue du bloc 27, permettant d'obtenir une consigne de levée de soupapes brute L_c. Cette cartographie est déterminée pour un mode de combustion spécifique, par exemple un mode optimal chaud [0038] La boucle fermée 45 vise à robustifier la consigne de levée de soupapes L_c précédemment obtenue dans la boucle ouverte 44, notamment vis-à-vis des différentes problématiques remontées par l'utilisation de la boucle ouverte 44 seule (simple cartographie). [0039] Ainsi, le principe de l'invention permettant un pilotage optimal de la levée de soupapes par une inversion implicite du modèle de remplissage consiste premièrement, en l'introduction de la consigne de levée de soupapes brute L_c obtenue par la boucle ouverte 44, en entrée du modèle de remplissage 29. Ceci permet de déterminer la consigne de remplissage brute remplj, avec les paramètres spécifiques ci-dessous. [0040] Le modèle de remplissage 29 direct est représenté par la formule suivante : remplj) = Padm_c x pente' _c — offsetjc
Avec :
- rempl_b étant la consigne de remplissage brut : Ma_b / Mref,
- Ma_b étant la consigne de masse d'air frais brute dans le cylindre;
- Mref étant la masse d'air de référence dans les conditions : 101300 Pa et 273K.
- pente' _c étant la consigne de pente de remplissage, fonction de la consigne des déphaseurs d'admission, et de la consigne de levée de soupapes;
- offset_c étant la consigne d'offset de remplissage, fonction des consignes des déphaseurs d'admission et d'échappement issues du module 40 mettant en œuvre des cartographies correspondantes, et de la consigne de levée de soupapes;
- Padm_c étant la consigne de pression d'admission.
[0041 ] Deuxièmement, une comparaison est réalisée entre la consigne de remplissage rempl_c venant de la volonté du conducteur et la consigne de remplissage brute remplj) précédemment obtenue. On précise que la volonté du conducteur est déterminée par la consigne de couple issue du module 26, et de la position de la pédale 25. L'erreur entre les deux consignes de remplissage rempl_c et remplj est introduite dans un régulateur 28 qui permet, pas à pas, de faire évoluer la consigne de levée de soupapes brute L_c via la boucle ouverte 44. Ainsi, quand l'erreur entre les deux consignes de remplissage rempl_c, remplj est sensiblement nulle, cela signifie que l'on a trouvé la consigne de levée de soupapes brute L_c permettant d'obtenir la consigne de remplissage rempl_c venant de la volonté conducteur. [0042] L'inversion du modèle de remplissage 29 implicite, c'est-à-dire pas à pas, est donc réalisée. La consigne de levée de soupapes brute L_c est donc envoyée à l'actionneur pour piloter le moteur.
[0043] L'intérêt de cette stratégie, liée à l'utilisation du modèle de remplissage 29, permet ainsi d'obtenir une consigne de levée de soupapes L_c robuste dans toutes les situations de vie. En effet, pour estimer la consigne de remplissage brute rempl_b, le modèle de remplissage 29 utilise les déphaseurs d'échappement et d'admission 21 1 , 212, la température d'eau, ainsi que la pression à l'échappement. Ainsi, si l'un de ces paramètres varie, en stabilisé et charge ou transitoire de charge, le remplissage varie et la structure en boucle fermée 45 modifie la consigne de levée de soupapes brute L_c en conséquence pour conserver l'égalité entre la consigne de remplissage rempl_c provenant de la volonté du conducteur via la consigne de couple 26 et la position de la pédale 25 et la consigne de remplissage brute rempl_b.
[0044] La boucle ouverte 44 est utilisée sur toute la plage de régime-charge du moteur. En revanche, la boucle fermée 45 est utilisée lorsque la levée de soupapes est considérée comme un actionneur pouvant piloter la charge moteur. En effet, à une levée de soupapes proche de la levée haute, la levée de soupapes ne peut pas être considérée comme un actionneur de charge car, dans cette zone, la variation de levée de soupapes influence très peu le remplissage. [0045] De ce fait, comme cela est représenté sur la figure 4, on peut distinguer deux zones Z1 , Z2 de pilotage de la levée de soupapes. On observe ainsi une première zone Z1 dans laquelle la levée de soupapes L_c finale envoyée au moteur est issue de la boucle ouverte 44 seule. Cela correspond à la zone dans laquelle la levée de soupapes L_c a peu d'influence sur le remplissage rempl. [0046] On observe également une seconde zone Z2 dans laquelle la levée de soupapes L_c finale est issue de la boucle ouverte 44 et de la boucle fermée 45. Cela correspond à la zone où la levée de soupapes L_c a de l'influence sur le remplissage rempl.
[0047] La frontière entre la première zone Z1 et la seconde zone Z2, située par exemple à 5 mm dans l'exemple représenté, est déterminée à la levée de soupapes L_c donnant le remplissage maximal rempl max, sur le régime moteur Rmot et le mode de combustion utilisé, ou à la fermeture de la soupape d'admission. Ainsi, dans la seconde zone Z2, le comportement du remplissage rempl est strictement monotone vis à vis de la levée de soupapes L_c.

Claims

Revendications :
1 . Procédé de pilotage d'une levée de soupapes d'un moteur à combustion interne, muni d'au moins une soupape à levée variable, caractérisé en ce que ledit procédé comprend:
- suivant une commande en boucle ouverte (44), une étape d'utilisation d'une cartographie dépendant d'un régime moteur (Rmot) et d'une consigne de remplissage (remp c) venant d'une volonté du conducteur pour obtenir une consigne de levée de soupapes brute (L_c), et
- suivant une commande en boucle fermée (45) :
- une étape d'introduction de ladite consigne de levée de soupapes brute (L_c) obtenue par ladite boucle ouverte (44) en entrée d'un modèle de remplissage (29) pour déterminer une consigne de remplissage brute (rempl_b),
- une étape de comparaison entre ladite consigne de remplissage (rempl_c) venant de la volonté du conducteur et ladite consigne de remplissage brute (rempl_b) précédemment obtenue,
- une étape d'introduction d'une erreur entre lesdites deux consignes de remplissage (rempl_c, rempl b) dans un régulateur (28) permettant de faire évoluer ladite consigne de levée de soupapes brute (L_c) via ladite boucle ouverte (44), et
- une étape de commande de ladite levée de soupapes en fonction de ladite position de ladite consigne de levée de soupapes brute (L_c) obtenue lorsque ladite erreur entre lesdites deux consignes de remplissage (rempl_c, rempl b) est nulle.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite cartographie est déterminée pour un mode de combustion spécifique dudit moteur à combustion interne.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit modèle de remplissage (29) est basé sur la relation suivante: rempl_b = Padm_c x pente' _c — offsetjc
Avec:
- rempl b étant la consigne de remplissage brut : Ma_b / Mref,
- Ma_b étant la consigne de masse d'air frais brute dans le cylindre;
- Mref étant la masse d'air de référence dans les conditions : 101300 Pa et 273K. - pente' _c étant la consigne de pente de remplissage, fonction de la consigne de déphaseurs d'admission, et de la consigne de levée de soupapes;
- offset_c étant la consigne d'offset de remplissage, fonction des consignes des déphaseurs d'admission et d'échappement issues du module (40) mettant en œuvre des cartographies correspondantes, et de la consigne de levée de soupapes;
- Padm_c étant la consigne de pression d'admission.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on distingue:
- une première zone de pilotage (Z1 ) dans laquelle ladite levée de soupapes finale est issue de ladite boucle ouverte (44) seule, et
- une seconde zone (Z2) dans laquelle ladite levée de soupapes finale est issue de ladite boucle ouverte (44) et de ladite boucle fermée (45).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une frontière entre ladite première zone (Z1 ) et ladite seconde zone (Z2) est déterminée à la levée de soupapes donnant un remplissage maximal (rempl max) pour un régime moteur (Rmot) et un mode de combustion utilisé, ou à une fermeture d'une soupape d'admission.
6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que, dans ladite seconde zone (Z2), un comportement du remplissage (rempl) est strictement monotone vis-à- vis de ladite levée de soupapes.
7. Calculateur moteur de véhicule automobile comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé de pilotage d'une levée de soupapes de moteur à combustion interne tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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