WO2020064383A1 - Procédé de commande d'un moteur à combustion interne refroidi par air - Google Patents
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Definitions
- the technical field of the invention is internal combustion air-cooled engines, and more particularly, the control of such engines.
- control systems of an internal combustion engine require information relating to the engine temperature in order to properly control the injection, in particular for the cold start and temperature rise phases.
- a specific sensor is used to measure the cylinder head temperature in the case of air-cooled internal combustion engines. It is considered that the temperature of the cylinder head is representative of the temperature of the engine because of its location near the combustion zone.
- the cylinder head is not suitable for installing a temperature sensor, in particular in the case of a conversion of the injection system. .
- the subject of the invention is a method for controlling an air-cooled internal combustion engine of a motor vehicle controlled by an electronic control unit provided with means for determining the temperature of the intake air, comprising the following: following steps :
- a stored value of the temperature of the internal combustion engine is initialized to a value equal to the intake air temperature and a stored value of a filtered filter coefficient to a zero value
- a filtering coefficient is determined as a function of the operating state of the internal combustion engine and a temperature setpoint is then determined as a function of the operating state of the combustion engine internal
- a filtered filter coefficient is determined by first-order filtering of the filter coefficient as a function of the stored value of the filtered filter coefficient
- a temperature of the internal combustion engine is determined as a function of the filtered filter coefficient, the temperature setpoint and the stored value of the temperature of the internal combustion engine, it is determined whether the internal combustion engine is stopped and whether the difference between the temperature of the engine and the temperature of the intake air is less than a predetermined threshold,
- a filtering coefficient can be determined from a first stored map depending on the speed of rotation and the load of the internal combustion engine
- a temperature setpoint can then be determined from a second stored map depending on the speed of rotation and the load of the internal combustion engine
- the load being the admitted air mass or the torque exiting the main shaft.
- the control process can continue to monitor the cylinder head temperature for a predetermined period after the vehicle has stopped to have an accurate value for the cylinder head temperature in the event of a hot start.
- Air-cooled internal combustion engines exhibit rapid kinetics of thermal change by making good candidates for estimating cylinder temperature by model.
- a first step 1 the electronic control unit of the vehicle is activated.
- the activation may be due to a request to start the driver, or to a switching of the vehicle supply without request to start the driver.
- a stored value of the temperature of the engine EGT ni is initialized to a value equal to the temperature of the intake air and a stored value of the filtered filter coefficient to a zero value. It is in particular advantageous to determine this temperature at the level of the fresh air intake butterfly, said intake butterfly being generally provided with a pressure sensor and with an intake air temperature sensor.
- a third step 3 it is determined whether the internal combustion engine is in operation. To do this, we determine if a speed of rotation of the main output shaft is not zero.
- a filtering coefficient FLT is determined from a first memorized map as a function of the speed of rotation and the load of the internal combustion engine.
- load we mean the admitted air mass or the torque exiting the main shaft.
- a temperature setpoint EGT_SP is then determined from a second stored map depending on the speed of rotation and the load of the internal combustion engine.
- the second mapping is asymptotic.
- step 6 it is determined whether the state of the internal combustion engine has changed . If such is the case, the stored value of the filtered filter coefficient FLT_FLT is initialized to zero. If this is not the case, the stored value of the filtered filter coefficient is retained. During the same step, a filtering coefficient FLT is determined as a function of a predetermined value.
- a temperature set point EGT_SP equal to the temperature of the intake air is then determined.
- step 8 the process continues with an eighth step 8, during which a filtered filter coefficient is determined by performing a first order filtering of the filtering coefficient as a function of the stored value of the filtered filtering coefficient.
- the purpose of filtering the filter coefficient is to model the effects of thermal inertia during the transitions between the engine stopped and in operation.
- the stored value of the filtered filter coefficient is the value stored after the activation of the electronic control unit during the first iteration, or the stored value of the filtered filter coefficient determined in the previous iteration for the other iterations.
- the temperature of the internal combustion engine EGT n is determined as a function of the filtered filter coefficient FLT_FLT, the temperature setpoint EGT_SP and the stored value of the temperature of the internal combustion engine EGT ni , by applying the equation Eq.
- the temperature variation between two occurrences of the temperature of the internal combustion engine is determined by performing a first order filtering of the temperature difference between the temperature setpoint and the stored temperature value as a function of the filtered filter coefficient.
- the stored value of the internal combustion engine temperature is the stored value after activation of the electronic control unit during the first iteration, or the stored value of the internal combustion engine temperature on the previous iteration for the other iterations.
- a tenth step 10 it is determined whether the internal combustion engine is stopped and whether the difference between the engine temperature and the temperature of the intake air is less than a predetermined threshold.
- step 1 1 the process continues at an eleventh step 1 1 during which the shutdown of the electronic control unit is controlled.
- an authorization signal for the extinction of the electronic control unit relating to the engine temperature is emitted.
- This authorization signal is considered with the other extinction authorization signals for the effective realization of extinction, generally called by the English term "powerlatch".
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Abstract
Procédé de commande d'un moteur à combustion interne automobile refroidi par air commandé par une unité de commande électronique munie d'un moyen de détermination de la température de l'air admis, comprenant les étapes suivantes : • on active l'unité de commande électronique, • on initialise des valeurs mémorisées de la température du moteur à combustion interne et du coefficient de filtrage filtré à une valeur nulle, • au cours d'une itération, - on détermine si le moteur à combustion interne est en fonctionnement, on détermine un coefficient de filtrage et une consigne de température fonction de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne, - on détermine un coefficient de filtrage filtré par filtrage au premier ordre du coefficient de filtrage et la valeur mémorisée du coefficient de filtrage filtré, - on détermine une température du moteur à combustion interne en fonction du coefficient de filtrage filtré, de la consigne de température et de la valeur mémorisée de la température du moteur à combustion interne, - on détermine si le moteur à combustion interne est arrêté et si la différence entre la température du moteur et la température de l'air admis est inférieure à un seuil prédéterminé, • si tel n'est pas le cas, on mémorise le coefficient de filtrage filtré et la température du moteur à combustion interne, puis le procédé reprend à la détermination du fonctionnement du moteur à combustion interne au cours d'une nouvelle itération, • si tel est le cas, on émet un signal d'autorisation d'extinction de l'unité de commande électronique.
Description
Procédé de commande d’un moteur à combustion interne refroidi par air
L’invention a pour domaine technique les moteurs à combustion interne à refroidissement par air, et plus particulièrement, la commande de tels moteurs.
Les systèmes de commande d’un moteur à combustion interne requièrent des informations relatives à la température du moteur afin de contrôler correctement l’injection, en particulier pour les phases de démarrage à froid et de montée en température.
Un capteur spécifique est employé pour mesurer la température de la culasse dans le cas de moteurs à combustion interne refroidis par air. On considère que la température de la culasse est représentative de la température du moteur du fait de sa localisation près de la zone de combustion.
Pour certaines applications d’un moteur à combustion interne refroidi par air et muni d’un carburateur, la culasse n’est pas adaptée à installation d’un capteur de température, en particulier dans les cas d’une conversion du système d’injection.
Il existe donc un besoin pour un procédé de commande d’un tel moteur à combustion interne dénué de capteur de température de la culasse ou du moteur.
L’invention a pour objet un procédé de commande d’un moteur à combustion interne refroidi par air d’un véhicule automobile commandé par une unité de commande électronique munie d’un moyen de détermination de la température de l’air admis, comprenant les étapes suivantes :
• on active l’unité de commande électronique,
• on initialise une valeur mémorisée de la température du moteur à combustion interne à une valeur égale à la température d’air admis et une valeur mémorisée d’un coefficient de filtrage filtré à une valeur nulle,
• au cours d’une itération, on réalise les étapes suivantes :
- on détermine si le moteur à combustion interne est en fonctionnement, on détermine un coefficient de filtrage fonction de l’état de fonctionnement du moteur à combustion interne et on détermine ensuite une consigne de température fonction de l’état de fonctionnement du moteur à combustion interne,
- on détermine un coefficient de filtrage filtré par filtrage au premier ordre du coefficient de filtrage fonction de la valeur mémorisée du coefficient de filtrage filtré,
- on détermine une température du moteur à combustion interne en fonction du coefficient de filtrage filtré, de la consigne de température et de la valeur mémorisée de la température du moteur à combustion interne,
- on détermine si le moteur à combustion interne est arrêté et si la différence entre la température du moteur et la température de l’air admis est inférieure à un seuil prédéterminé,
• si tel n’est pas le cas, on mémorise le coefficient de filtrage filtré et la température du moteur à combustion interne, puis le procédé reprend à la détermination du fonctionnement du moteur à combustion interne au cours d’une nouvelle itération,
• si tel est le cas, on émet un signal d’autorisation d’extinction de l’unité de commande électronique.
Lorsque le moteur à combustion interne est en fonctionnement,
• on peut déterminer un coefficient de filtrage à partir d’une première cartographie mémorisée fonction de la vitesse de rotation et de la charge du moteur à combustion interne,
• on peut déterminer ensuite une consigne de température à partir d’une deuxième cartographie mémorisée fonction de la vitesse de rotation et de la charge du moteur à combustion interne,
la charge étant la masse d’air admise ou le couple en sortie de l’arbre principal.
Lorsque le moteur à combustion interne n’est pas en fonctionnement,
• on peut déterminer un coefficient de filtrage en fonction d’une valeur prédéterminée, et
• on peut déterminer ensuite une consigne de température égale à la température de l’air admis.
Un tel procédé de commande présente l’avantage de ne me pas nécessiter de modification du moteur pour implémenter un capteur de température.
Le procédé de commande peut continuer de surveiller la température de la culasse dans une période prédéterminée après l’arrêt du véhicule afin de disposer d’une valeur précise de la température de la culasse en cas de démarrage à chaud.
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique illustre les principales étapes d’un procédé de commande d’un moteur à combustion interne selon l’invention.
Les moteurs à combustion interne refroidis par air présentent une cinétique rapide d’évolution thermique en faisant des bons candidats à l’estimation de la température de cylindre par modèle.
Sur la figure unique, on peut voir les principales étapes d’un procédé de commande d’un moteur à combustion interne refroidi par air, selon l’invention.
Au cours d’une première étape 1 , on active l’unité de commande électronique du véhicule. L’activation peut être due à une requête de démarrage du conducteur, ou à une commutation de l’alimentation du véhicule sans requête de démarrage du conducteur.
Au cours d’une deuxième étape 2, on initialise une valeur mémorisée de la température du moteur EGTn-i à une valeur égale à la température d’air admis et une valeur mémorisée du coefficient de filtrage filtré à une valeur nulle. Il est notamment avantageux de déterminer cette température au niveau du papillon d’admission d’air frais, ledit papillon d’admission étant généralement muni d’un capteur de pression et d’un capteur de température de l’air admis.
Au cours d’une itération, on réalise les étapes suivantes.
Au cours d’une troisième étape 3, on détermine si le moteur à combustion interne est en fonctionnement. Pour cela, on détermine si une vitesse de rotation de l’arbre de sortie principale est non nulle.
Si tel est le cas, le procédé se poursuit par une quatrième étape 4, au cours de laquelle on détermine si l’état du moteur à combustion interne a changé. Si tel est le cas, on initialise la valeur mémorisée de coefficient de filtrage filtré FLT_FLT à la valeur nulle. Si tel n’est pas le cas, on conserve la valeur mémorisée du coefficient de filtrage filtré. Au cours de la même étape, on détermine un coefficient de filtrage FLT à partir d’une première cartographie mémorisée fonction de la vitesse de rotation et de la charge du moteur à combustion interne. Par charge, on entend la masse d’air admise ou le couple en sortie de l’arbre principal.
Au cours d’une cinquième étape 5, on détermine ensuite une consigne de température EGT_SP à partir d’une deuxième cartographie mémorisée fonction de la vitesse de rotation et de la charge du moteur à combustion interne. La deuxième cartographie est de type asymptotique.
Si on a déterminé que le moteur à combustion interne n’est pas en fonctionnement lors de la troisième étape 3, le procédé se poursuit par un sixième étape 6, au cours de laquelle on détermine si l’état du moteur à combustion interne a changé. Si tel est le cas, on initialise la valeur mémorisée du coefficient de filtrage filtré FLT_FLT à la valeur nulle. Si tel n’est pas le cas, on conserve la valeur mémorisée du coefficient de filtrage filtré. Au cours de la même étape, on détermine un coefficient de filtrage FLT en fonction d’une valeur prédéterminée.
Au cours d’une septième étape 7, on détermine ensuite une consigne de température EGT_SP égale à la température de l’air admis.
A l’issue de l’étape 5 ou de l’étape 7, le procédé se poursuit par une huitième étape 8, au cours de laquelle on détermine un coefficient de filtrage filtré en réalisant un
filtrage au premier ordre du coefficient de filtrage fonction de la valeur mémorisée du coefficient de filtrage filtré. Le filtrage du coefficient de filtrage a pour but de modéliser les effets d’inertie thermique lors des transitions entre moteur arrêté et en fonctionnement. La valeur mémorisée du coefficient de filtrage filtré est la valeur mémorisée après l’activation de l’unité de commande électronique lors de la première itération, ou la valeur mémorisée du coefficient de filtrage filtré déterminée à l’itération précédente pour les autres itérations.
Au cours d’une neuvième étape 9, on détermine la température du moteur à combustion interne EGTn en fonction du coefficient de filtrage filtrée FLT_FLT, de la consigne de température EGT_SP et de la valeur mémorisée de la température du moteur à combustion interne EGTn-i, par application de l’équation Eq. 1 suivante :
En d’autres termes, on détermine la variation de température entre deux occurrences de la température du moteur à combustion interne en réalisant un filtrage au premier ordre de l’écart de température entre la consigne de température et la valeur mémorisée de la température en fonction du coefficient de filtrage filtré. La valeur mémorisée de la température du moteur à combustion interne est la valeur mémorisée après l’activation de l’unité de commande électronique lors de la première itération, ou la valeur mémorisée de la température du moteur à combustion interne à l’itération précédente pour les autres itérations.
Au cours d’une dixième étape 10, on détermine si le moteur à combustion interne est arrêté et si la différence entre la température du moteur et la température de l’air admis est inférieure à un seuil prédéterminé.
Si tel est le cas, le procédé se poursuit à une onzième étape 1 1 au cours de laquelle on commande l’extinction de l’unité de commande électronique. Alternativement, on émet un signal d’autorisation de l’extinction de l’unité de commande électronique relative à la température du moteur. Ce signal d’autorisation est considéré avec les autres signaux d’autorisation de l’extinction pour la réalisation effective de l’extinction, appelée généralement par le terme anglophone « powerlatch ».
Si tel n’est pas le cas, on mémorise le coefficient de filtrage filtré et la température du moteur à combustion interne, puis le procédé reprend à la troisième étape 3 au cours d’une nouvelle itération.
Claims
1. Procédé de commande d’un moteur à combustion interne refroidi par air d’un véhicule automobile commandé par une unité de commande électronique munie d’un moyen de détermination de la température de l’air admis, comprenant les étapes suivantes :
• on active (1 ) l’unité de commande électronique,
• on initialise (2) une valeur mémorisée de la température du moteur à combustion interne à une valeur égale à la température d’air admis et une valeur mémorisée d’un coefficient de filtrage filtré à une valeur nulle,
• au cours d’une itération, on réalise les étapes suivantes :
- on détermine (3) si le moteur à combustion interne est en fonctionnement, on détermine (4) un coefficient de filtrage fonction de l’état de fonctionnement du moteur à combustion interne et on détermine (5) ensuite une consigne de température fonction de l’état de fonctionnement du moteur à combustion interne,
- on détermine (8) un coefficient de filtrage filtré par filtrage au premier ordre du coefficient de filtrage fonction de la valeur mémorisée du coefficient de filtrage filtré,
- on détermine (9) une température du moteur à combustion interne en fonction du coefficient de filtrage filtré, de la consigne de température et de la valeur mémorisée de la température du moteur à combustion interne,
- on détermine (10) si le moteur à combustion interne est arrêté et si la différence entre la température du moteur et la température de l’air admis est inférieure à un seuil prédéterminé,
• si tel n’est pas le cas, on mémorise le coefficient de filtrage filtré et la température du moteur à combustion interne, puis le procédé reprend à la détermination (3) du fonctionnement du moteur à combustion interne au cours d’une nouvelle itération,
• si tel est le cas, on émet (11 ) un signal d’autorisation d’extinction de l’unité de commande électronique.
2. Procédé de commande selon la revendication précédente, dans lequel, lorsque le moteur à combustion interne est en fonctionnement,
• on détermine un coefficient de filtrage à partir d’une première cartographie mémorisée fonction de la vitesse de rotation et de la charge du moteur à combustion interne,
• on détermine ensuite une consigne de température à partir d’une deuxième cartographie mémorisée fonction de la vitesse de rotation et de la charge du moteur à combustion interne,
la charge étant la masse d’air admise ou le couple en sortie de l’arbre principal.
3. Procédé de commande selon la revendication 1 , dans lequel, lorsque le moteur à combustion interne n’est pas en fonctionnement,
· on détermine (6) un coefficient de filtrage en fonction d’une valeur prédéterminée, et
• on détermine (7) ensuite une consigne de température égale à la température de l’air admis.
4. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, on détermine si l’état du moteur à combustion interne a changé, si tel est le cas on mémorise une valeur nulle comme valeur de coefficient de filtrage filtré, et si tel n’est pas le cas, on conserve la valeur mémorisée du coefficient de filtrage filtré.
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