WO2022175101A1 - Contrôle d'une distribution variable - Google Patents

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WO2022175101A1
WO2022175101A1 PCT/EP2022/052597 EP2022052597W WO2022175101A1 WO 2022175101 A1 WO2022175101 A1 WO 2022175101A1 EP 2022052597 W EP2022052597 W EP 2022052597W WO 2022175101 A1 WO2022175101 A1 WO 2022175101A1
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WO
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camshaft
specific
phase shift
minimum
crankshaft
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/052597
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English (en)
Inventor
Stéphane Eloy
Fabien JOSEPH
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Vitesco Technologies GmbH
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    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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    • F02D29/06—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving electric generators

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a variable distribution of a heat engine.
  • variable valve timing generally known as “variable valve timing (WT)”.
  • WT variable valve timing
  • Variable valve timing makes it possible, for example, to adapt, depending on operating parameters, times associated with opening and closing inlet and exhaust valves of a heat engine.This makes it possible in particular to improve the efficiency of the engine and to reduce the pollution associated with its operation.
  • Variable timing consists, among other things, of shifting in one direction or the other an angular position of an intake camshaft and/or an exhaust camshaft with respect to an angular position of a crankshaft. of the motor.
  • the control of an angular phase shift value of a camshaft with respect to a determined position of the crankshaft in a variable timing is usually carried out thanks to a target of the camshaft coupled to a position sensor of the shaft cams.
  • a first objective of the present disclosure is therefore to propose a method for controlling a variable valve timing system making it possible to control a variable valve timing of an engine without target position information from the various camshafts.
  • a second object of the present disclosure is to provide a variable valve timing system in which the camshafts are devoid of targets and camshaft position sensors.
  • the invention presents a method for controlling a variable timing system, the variable timing system comprising one or more intake camshaft(s) and one or more intake camshaft(s). exhaust and a crankshaft characterized in that it comprises the following steps:
  • the position of the minimum reference speed is associated with a specific angular position of the camshaft corresponding to a basic phase shift of the specific camshaft with respect to the crankshaft.
  • the method is implemented as long as a difference between the commanded phase shift and the determined phase shift is greater than a predetermined threshold.
  • control of a specific camshaft phase shift comprises an estimation of a position of a minimum control speed, the position of a minimum control speed corresponding to the position of the minimum speed of reference of the crankshaft to which is added a minimum speed position variation, the minimum speed position variation corresponding to a difference between the current phase shift and the commanded phase shift of the specific camshaft.
  • the determination of the specific camshaft phase shift comprises a correspondence between the specific underspeed position deviation and a specific camshaft phase shift deviation
  • the invention also relates to a computer program product comprising program code instructions recorded on a medium readable by a computer such as a processor, a controller or a microcontroller for the implementation of the steps of a method according to the invention presented in the present disclosure when said program is implemented by said computer such as a processor, a controller or a microcontroller.
  • the invention also presents a variable valve timing system comprising an intake camshaft and an exhaust camshaft comprising a computer configured to implement one of the variable valve timing system control methods presented herein. disclosure.
  • variable valve timing system does not have a camshaft target and a camshaft position sensor.
  • This variable distribution system can also be embedded in a heat engine configured to charge an electrical energy storage means when it is in operation.
  • a heat engine of this type can be included in an electrically powered vehicle.
  • the invention thus makes it possible to control a variable distribution system of a heat engine based on the evolution of a minimum speed.
  • the variable timing system can remain activated for a camshaft even in the event of a fault in a position signal of said camshaft in question since the position of the minimum speed makes it possible to find the phase shift of the camshaft with respect to its initial position and to control its movement.
  • the invention can therefore act both as a redundant system for controlling a variable valve timing system of a heat engine and also as an alternative to the traditional control of the variable valve timing system.
  • the method according to the invention makes it possible to control a variable timing system devoid of a camshaft target and of a position sensor for the various camshafts, which induces a significant reduction in the cost of the variable timing system. and, by extension, the heat engine.
  • This new system and its associated method are particularly advantageous for heat engines intended to operate at one or more constant operating point(s).
  • FIG. 1 shows an example of a control method for a variable valve timing system.
  • the present disclosure presents a method for controlling a variable valve timing system implemented in an internal combustion heat engine (hereinafter referred to as a heat engine). It is particularly advantageous for engines of the “range extender” type.
  • a “range extender” type motor is a heat engine configured to supply a means of storing electrical energy and in particular an electric battery, which can supply an electric motor allowing the propulsion of an electric propulsion vehicle.
  • a “range extender” type motor is not connected to the wheels of a vehicle during its operation and therefore is used at well-known and few operating points.
  • a variable valve timing system may include one or more intake camshafts and one or more exhaust camshafts.
  • the variable valve timing system may also include camshaft targets, each associated with a camshaft, and position sensors, each position sensor being associated with a target.
  • the intake camshafts each comprise cams associated with valves, one or more intake valves being associated with each combustion cylinder of the combustion engine. When the intake valves associated with a combustion cylinder are open, a fluid communication takes place between an intake of the heat engine and the combustion cylinder, that is to say a fluid communication is established between a channel combustion engine air inlet and combustion cylinder.
  • the exhaust camshafts each comprise cams associated with valves, one or more exhaust valves being associated with each combustion cylinder of the combustion engine.
  • a fluid communication takes place between an exhaust of the heat engine and the combustion cylinder, that is to say a fluid communication is established between a channel outlet of the combustion engine exhaust gases and the combustion cylinder.
  • variable valve timing system may also include a computer such as a processor, controller or microcontroller adapted to control any of the methods presented by this disclosure.
  • the computer may also include a memory or have access to a memory, which may in particular be configured to store code instructions allowing the execution of any of the methods presented.
  • the variable timing system is a system which introduces a phase shift between a crankshaft and one or more camshafts of the heat engine.
  • phase shift of a camshaft relative to the crankshaft it must be understood in the present application an angular shift in one direction or the other of an angular position of an intake camshaft and / or an exhaust camshaft relative to an angular position of an engine crankshaft.
  • the phase shift can for example be expressed in degrees (°) or in radians (rd). This phase shift makes it possible to shift an opening of the valves of the corresponding camshaft with respect to a reference angular position of the combustion engine in order in particular to obtain better combustion in the combustion cylinders.
  • an angular position of a camshaft comprising a basic phase shift with its crankshaft in a heat engine comprising variable valve timing would correspond to the angular position of the camshaft with respect to its crankshaft of the same engine thermal if it did not include variable distribution.
  • minimum speed position the present disclosure denotes an angular position of the crankshaft for which the crankshaft passes through a minimum rotational speed during an engine cycle.
  • the engine also comprises n position(s) of minimum speed(s), each being associated with a combustion cylinder and each being located between two consecutive bottom dead centers of a piston moving in said cylinder, close to a top dead center at the end of compression.
  • a position of a minimum speed can therefore be determined as being the offset of an angular position of the crankshaft for which the rotational speed of the crankshaft is minimum with respect to the corresponding top dead center at the end of compression and one can take as value of minimum speed position for an engine cycle an average value of the positions (offsets) of the minimum speeds associated with each cylinder during said engine cycle.
  • a position of a minimum speed can in particular be calculated on the basis of measurements from a crankshaft position sensor.
  • a linear regression method such as the least squares method can be used to determining a minimum speed position from the crankshaft position measurements.
  • An operating point of a thermal engine includes an engine load and an engine speed.
  • the method may include determining a minimum reference speed position associated with a current phase shift (at a current angular position of offset of the camshaft relative to the crankshaft) of a specific camshaft (intake or exhaust).
  • the current camshaft phase shift designates the camshaft phase shift before a next phase shift command.
  • the specific camshaft corresponds to the camshaft for which a phase shift will be ordered later in the process.
  • the current phase shift of the specific camshaft therefore corresponds to the phase shift of the specific camshaft preceding the phase shift command of said specific camshaft initiated in the rest of the method.
  • the current phase shift of the specific camshaft is known. It corresponds to the last phase shift of the specific camshaft determined by the process.
  • the current phase shift may correspond to the base phase shift of the specific camshaft.
  • the specific camshaft is reset to its basic phase shift position (without phase shift with the crankshaft) before each new specific camshaft phase shift command. This makes it possible in particular to improve the precision of the control of the variable timing system.
  • the position of a minimum reference speed can thus be associated with a basic phase shift of the specific camshaft with respect to the crankshaft.
  • the reference minimum speed position of the specific camshaft changes according to the position of other camshafts of the variable timing system which, by virtue of their respective phase shift, also change the position of the minimum speed and therefore the position of the minimum reference speed of the specific camshaft.
  • the position of the minimum speed changes according to the operating point and therefore according to the engine speed and the engine load.
  • the reference minimum speed position can for example be determined from crankshaft position measurements then associated with the current angular position of the specific camshaft.
  • method 100 may include controlling a specific camshaft phase offset relative to the crankshaft.
  • Controlling a specific camshaft phase shift may include estimating a position of a command speed minimum.
  • the position of the minimum speed command corresponds to the position of the minimum reference speed to which is added a variation of the minimum speed position.
  • the minimum speed position variation corresponds to a difference between the current phase shift (start position) and the commanded phase shift (end position) of the specific camshaft.
  • the memory of the control system can thus comprise a table of phase shift variations matching variations of camshaft phase shifts to variations of minimum speed positions.
  • each table of phase shift variations can comprise two sub-tables, one being associated with the phase shift variations of the intake camshafts and the other being associated with the phase shift variations of the exhaust camshafts .
  • the control of a phase shift of a specific camshaft can therefore comprise the selection, in a specific table of phase shift variations, of a minimum speed position variation whose associated camshaft phase shift variation is closest to the difference between the current phase shift and the commanded phase shift of the specific camshaft.
  • the specific table of phase shift variations may be the sub-table of phase shift variations associated with the same type (inlet or exhaust) of camshaft as the specific camshaft and whose engine speed and engine load are the closer to the current speed and the current load of the engine during the execution of the method.
  • method 100 may include determining a specific position of a velocity minimum.
  • the specific minimum speed position corresponds to the minimum speed position after the specific camshaft phase shift command.
  • the specific position of the minimum speed can therefore be determined from measurements of crankshaft positions taken by a crankshaft position sensor after the phase shift command.
  • method 100 may include determining a specific underspeed position deviation between the specific underspeed position and the reference underspeed position.
  • the specific underspeed position deviation may correspond to a difference between the specific underspeed position and the minimum reference speed.
  • the modification of the position of the minimum speed is correlated to the phase shift of the camshafts.
  • the difference in minimum speed position therefore reflects here the phase difference of the specific camshaft between the instant before the command (represented by the reference minimum speed) and the instant after the command (represented by the position specific minimum speed).
  • method 100 may include determining a specific camshaft phase offset relative to the crankshaft from the specific underspeed position deviation.
  • the determination of the phase shift of the specific camshaft may comprise a correspondence between an underspeed position deviation (i.e. a variation of underspeed positions) and a phase shift deviation of the shaft specific camshaft (i.e. a variation of phase shifts of the specific camshaft relative to the crankshaft).
  • determining a specific camshaft phase shift may include selecting a camshaft phase shift variation from a specific camshaft shift variation table.
  • the camshaft phase shift variation can be selected from the specific phase shift variation table as being the camshaft phase shift variation associated with the minimum speed position variation closest to the position difference minimum specific speed.
  • the specific phase shift variation table may correspond to the phase shift variation sub-table corresponding to the same type of camshaft (intake or exhaust) as the specific camshaft and whose engine speed and engine load are closest to the current speed and the current load of the engine during the execution of the method.
  • the camshaft phase shift determined at the end of block 150 may be equal to the current camshaft phase shift before the phase shift command to which is added the camshaft phase shift variation. specific selected.
  • the method shown above is implemented as long as a difference between the commanded phase shift of the specific camshaft illustrated by block 110 and the determined phase shift of the specific camshaft illustrated by block 150 is greater than a predetermined threshold.
  • the predetermined threshold can for example be between 1 and 10% of the angular phase shift position of the controlled camshaft and advantageously be less than 5%
  • the invention therefore makes it possible to control a variable valve timing system based on minimum speed positions.
  • this makes it possible to have an alternative variable timing control method to the existing control method based on targets and camshaft position sensors.
  • these two solutions can exist in parallel and thus allow variable timing control process redundancy for better control of the heat engine.
  • variable timing system in particular for engines of the "range extender" type, since it is no longer necessary for the system, for its operation, to comprise a target for each camshaft as well as a associated position.
  • the variable valve timing system according to the invention is made less expensive and, insofar as it comprises fewer elements, more resilient.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de contrôle d'un système de distribution variable utilisant des positions de minimum de vitesse. Les positions de minimum de vitesse permettent de commander le déplacement et de contrôler la position des différents arbres à cames.

Description

CONTRÔLE D'UNE DISTRIBUTION VARIABLE
Domaine technique
La présente invention concerne un procédé de contrôle d’une distribution variable de moteur thermique. Technique antérieure
De nombreux moteurs thermiques présentent une distribution variable (généralement connu sous la dénomination anglaise « variable valve timing (WT) ». La distribution variable permet par exemple d’adapter en fonction de paramètres de fonctionnement des instants liés à une ouverture et à une fermeture des soupapes d’admission et d’échappement d’un moteur thermique. Cela permet notamment d’améliorer le rendement du moteur et de réduire la pollution associée à son fonctionnement.
La distribution variable consiste entre autres à déphaser dans un sens ou dans l’autre une position angulaire d’un arbre à cames d’admission et/ou d’un arbre à cames d’échappement par rapport à une position angulaire d’un vilebrequin du moteur.
Le contrôle d’une valeur angulaire de déphasage d’un arbre à cames par rapport à une position déterminée du vilebrequin dans une distribution variable est effectué habituellement grâce à une cible de l’arbre à cames couplée à un capteur de position de l’arbre à cames.
Dès lors, lorsqu’un signal de position de l’arbre à cames n’est plus disponible par exemple du fait d’un défaut du capteur de position, la distribution variable pour cet arbre à cames est désactivée.
Cette situation peut donc être améliorée. Présentation de l’invention
Un premier objectif de la présente divulgation est donc de proposer un procédé de contrôle d’un système de distribution variable permettant de contrôler une distribution variable d’un moteur sans information de position de cibles des différents arbres à cames. Un second objectif de la présente divulgation est de proposer un système de distribution variable dans lequel les arbres à cames sont dépourvus de cibles et de capteurs de position d’arbres à cames.
A ce titre, l’invention présente un procédé de contrôle d’un système de distribution variable, le système de distribution variable comprenant un ou plusieurs arbre(s) à cames d’admission et un ou plusieurs arbre(s) à cames d’échappement et un vilebrequin caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- détermination d’une position de minimum de vitesse de référence du vilebrequin associée à un déphasage courant d’un arbre à cames spécifique,
- commande d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin,
- détermination d’une position spécifique d’un minimum de vitesse, la position spécifique du minimum de vitesse correspondant à une position angulaire du vilebrequin au cours d’un cycle pour laquelle la vitesse de rotation du vilebrequin passe par un minimum,
- détermination d’un écart de position de minimum de vitesse spécifique entre la position spécifique du minimum de vitesse et la position de minimum de vitesse de référence,
- détermination d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin à partir de l’écart de position de minimum de vitesse spécifique.
Optionnellement, la position du minimum de vitesse de référence est associée à une position angulaire de l’arbre à cames spécifique correspondant à un déphasage de base de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin.
Optionnellement, le procédé est mis en œuvre tant qu’une différence entre le déphasage commandé et le déphasage déterminée est supérieure à un seuil prédéterminé.
Optionnellement, la commande d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique comprend une estimation d’une position d’un minimum de vitesse de commande, la position d’un minimum de vitesse de commande correspondant à la position du minimum de vitesse de référence du vilebrequin auquel est ajoutée une variation de position de minimum de vitesse, la variation de position de minimum de vitesse correspondant à une différence entre le déphasage courant et le déphasage commandé de l’arbre à cames spécifique.
Optionnellement, la détermination du déphasage de l’arbre à cames spécifique comprend une correspondance entre l’écart de position de minimum de vitesse spécifique et un écart de déphasage de l’arbre à cames spécifique
L’invention porte par ailleurs sur un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par un calculateur tel qu’un processeur, un contrôleur ou un microcontrôleur pour la mise en œuvre des étapes d’un procédé selon l’invention présenté dans la présente divulgation lorsque ledit programme est mis en œuvre par ledit calculateur tel qu’un processeur, un contrôleur ou un microcontrôleur.
L’invention présente également un système de distribution variable comprenant un arbre à cames d’admission et un arbre à cames d’échappement comprenant un calculateur configuré pour mettre en œuvre l’un des procédés de contrôle de système de distribution variable présentés par la présente divulgation.
Optionnellement, le système de distribution variable est dépourvu de cible d’arbre à cames et de capteur de position d’arbre à cames.
Ce système de distribution variable peut en outre être embarqué dans un moteur thermique configuré pour charger un moyen de stockage d’énergie électrique lorsqu’il est en fonctionnement. Un moteur thermique de ce type peut être compris dans un véhicule à propulsion électrique.
L’invention permet ainsi de contrôler un système de distribution variable de moteur thermique en se basant sur l’évolution d’un minimum de vitesse. Le système de distribution variable peut rester activé pour un arbre à cames même en cas de défaut d’un signal de position dudit arbre à cames considéré puisque la position du minimum de vitesse permet de retrouver le déphasage de l’arbre à cames par rapport à sa position initiale et de commander son déplacement. L’invention peut donc à la fois faire office de système redondant de contrôle d’un système de distribution variable de moteur thermique et également d’alternative au contrôle traditionnel du système de distribution variable. En l’occurrence, le procédé selon l’invention permet de commander un système de distribution variable dépourvu de cible d’arbre à cames et de capteur de position des différents arbres à cames ce qui induit une réduction significative du coût du système de distribution variable et, par extension, du moteur thermique. Ce nouveau système et son procédé associé sont particulièrement avantageux pour des moteurs thermiques destinés à fonctionner à un ou plusieurs point(s) de fonctionnement constant(s).
Brève description des dessins
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse du dessin annexé, sur lequel :
Fig. 1
[Fig. 1] représente un exemple de procédé de contrôle d’un système de distribution variable.
Description des modes de réalisation
La présente divulgation présente un procédé de contrôle d’un système de distribution variable mis en oeuvre dans un moteur thermique à combustion interne (ci-après appelé moteur thermique). Elle est particulièrement avantageuse pour des moteurs de type « range extender ». Un moteur de type « range extender » est un moteur thermique configuré pour alimenter un moyen de stockage d’énergie électrique et notamment une batterie électrique, laquelle peut alimenter un moteur électrique permettant la propulsion d’un véhicule à propulsion électrique. En particulier, un moteur de type « range extender » n’est pas connecté aux roues d’un véhicule lors de son fonctionnement et de ce fait, est utilisé à des points de fonctionnements bien connus et peu nombreux.
Un système de distribution variable peut comprendre un ou plusieurs arbres à cames d’admission et un ou plusieurs arbres à cames d’échappement. Le système de distribution variable peut également comprendre des cibles d’arbre à cames, chacune associée à un arbre à cames ainsi que des capteurs de position, chaque capteur de position étant associé à une cible. Les arbres à cames d’admission comprennent chacun des cames associées à des soupapes, une ou plusieurs soupapes d’admission étant associée(s) à chaque cylindre de combustion du moteur thermique. Lorsque les soupapes d’admission associées à un cylindre de combustion sont ouvertes, une communication fluidique s’effectue entre une admission du moteur thermique et le cylindre de combustion, c’est-à-dire qu’une communication fluidique est établie entre un canal d’entrée d’air du moteur thermique et le cylindre de combustion.
Les arbres à cames d’échappement comprennent chacun des cames associées à des soupapes, une ou plusieurs soupapes d’échappement étant associée(s) à chaque cylindre de combustion du moteur thermique. Lorsque les soupapes d’échappement associées à un cylindre de combustion sont ouvertes, une communication fluidique s’effectue entre un échappement du moteur thermique et le cylindre de combustion, c’est-à-dire qu’une communication fluidique est établie entre un canal de sortie des gaz d’échappement du moteur thermique et le cylindre de combustion.
Le système de distribution variable peut également comprendre un calculateur tel qu’un processeur, un contrôleur ou un microcontrôleur adapté pour commander l’un quelconque des procédés présentés par la présente divulgation. Le calculateur peut par ailleurs comprendre une mémoire ou avoir accès à une mémoire, laquelle peut notamment être configurée pour stocker des instructions de code permettant l’exécution de l’un quelconque des procédés présentés.
Le système de distribution variable est un système qui introduit un déphasage entre un vilebrequin et un ou plusieurs arbres à cames du moteur thermique. Par déphasage d’un arbre à cames par rapport au vilebrequin, il doit être compris dans la présente demande un décalage angulaire dans un sens ou dans l’autre d’une position angulaire d’un arbre à cames d’admission et/ou d’un arbre à cames d’échappement par rapport à une position angulaire d’un vilebrequin du moteur. Le déphasage peut par exemple être exprimé en degrés (°) ou en radian (rd). Ce déphasage permet de décaler une ouverture des soupapes de l’arbre à cames correspondant par rapport à une position angulaire de référence du moteur thermique afin notamment d’obtenir une meilleure combustion dans les cylindres de combustion. Il sera appelé dans la suite de la présente demande « déphasage de base » d’un arbre à cames, une position angulaire de l’arbre à cames neutre, c’est-à-dire une position angulaire de l’arbre à cames lorsque ce dernier n’est pas déphasé (ou comprend un déphasage de 0°) par rapport au vilebrequin. La position de l’arbre à cames est en général commandée par un système hydraulique. La position angulaire de l’arbre à cames neutre est alors la position de l’arbre à cames lorsque le système hydraulique n’est pas alimenté en fluide sous pression. En d’autres termes, une position angulaire d’un arbre à cames comprenant un déphasage de base avec son vilebrequin dans un moteur thermique comprenant une distribution variable correspondrait à la position angulaire de l’arbre à cames par rapport à son vilebrequin du même moteur thermique s’il ne comprenait pas de distribution variable.
Est maintenant présenté en référence à la figure 1 un exemple d’un procédé 100 de contrôle d’un système de distribution variable utilisant des positions de minimums de vitesse.
Par position de minimum de vitesse, la présente divulgation désigne une position angulaire du vilebrequin pour laquelle le vilebrequin passe par un minimum de vitesse de rotation durant un cycle du moteur. En l’occurrence, pour un moteur comprenant n cylindre(s), le moteur comprend également n position(s) de minimum(s) de vitesse, chacune étant associée à un cylindre de combustion et chacune étant située entre deux points morts bas consécutifs d’un piston évoluant dans ledit cylindre, à proximité d’un point mort haut en fin de compression. Une position d’un minimum de vitesse peut donc être déterminée comme étant le décalage d’une position angulaire du vilebrequin pour laquelle la vitesse de rotation du vilebrequin est minimale par rapport au point mort haut en fin de compression correspondant et on peut prendre comme valeur de position de minimum de vitesse pour un cycle moteur une valeur moyenne des positions (décalages) des minimums de vitesse associées à chaque cylindre durant ledit cycle moteur.
Une position d’un minimum de vitesse peut notamment être calculée sur la base de mesures d’un capteur de position vilebrequin. Par exemple, il peut être utilisé une méthode de régression linéaire telle que la méthode des moindres carrés pour déterminer une position du minimum de vitesse à partir des mesures de position du vilebrequin.
De manière surprenante, les inventeurs ont remarqué qu’un déphasage d’un arbre à cames à un point de fonctionnement du moteur thermique entraînait une modification de la position du minimum de vitesse du moteur thermique. Ils ont alors établi une corrélation entre un déplacement de la position du minimum de vitesse et un déplacement angulaire d’un arbre à cames par rapport au vilebrequin en fonction du point de fonctionnement. Un point de fonctionnement d’un moteur thermique comprend une charge du moteur et un régime du moteur.
Comme illustré par le bloc 110, le procédé peut comprendre la détermination d’une position de minimum de vitesse de référence associée à un déphasage courant (à une position angulaire courante de décalage de l’arbre à cames par rapport au vilebrequin) d’un arbre à cames spécifique (admission ou échappement). Le déphasage courant de l’arbre à cames désigne le déphasage de l’arbre à cames avant une prochaine commande de déphasage. L’arbre à cames spécifique correspond à l’arbre à cames dont on va commander un déphasage dans la suite du procédé. Le déphasage courant de l’arbre à cames spécifique correspond donc au déphasage de l’arbre à cames spécifique précédent la commande de déphasage dudit arbre à cames spécifique initiée dans la suite du procédé.
En l’occurrence, le déphasage courant de l’arbre à cames spécifique est connu. Il correspond au dernier déphasage de l’arbre à cames spécifique déterminé par le procédé.
Dans des exemples, le déphasage courant peut correspondre au déphasage de base de l’arbre à cames spécifique. Dans ce cas de figure, l’arbre à cames spécifique est remis à sa position de déphasage de base (sans déphasage avec le vilebrequin) avant chaque nouvelle commande de déphasage de l’arbre à cames spécifique. Cela permet notamment d’améliorer la précision du contrôle du système de distribution variable.
La position d’un minimum de vitesse de référence peut ainsi être associée à un déphasage de base de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin. La position de minimum de vitesse de référence de l’arbre à cames spécifique évolue en fonction de la position d’autres arbres à cames du système de distribution variable qui, de par leur déphasage respectif, font également évoluer la position du minimum de vitesse et donc la position du minimum de vitesse de référence de l’arbre à cames spécifique.
En d’autres termes, lorsque la position du minimum de vitesse de référence de l’arbre à cames spécifique est déterminée comme correspondant au déphasage de base de l’arbre à cames spécifique (0° de déphasage avec le vilebrequin), elle n’est pas la même dans un premier cas où tous les autres arbres à cames sont au déphasage de base (donc tous les arbres à cames sont à 0° de déphasage avec le vilebrequin comme s’il n’y avait pas de système de distribution variable) et dans un deuxième cas où au moins l’un des autres arbres à cames est à un déphasage autre que le déphasage de base avec le vilebrequin pour un point de fonctionnement donné.
De manière plus générale, la position du minimum de vitesse évolue en fonction du point de fonctionnement et donc en fonction du régime moteur et de la charge du moteur
La position de minimum de vitesse de référence peut par exemple être déterminée à partir de mesures de position du vilebrequin puis associée à la position angulaire courante de l’arbre à cames spécifique.
Comme illustré par le bloc 120, le procédé 100 peut comprendre une commande d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin.
La commande d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique peut comprendre une estimation d’une position d’un minimum de vitesse de commande. La position du minimum de vitesse de commande correspond à la position du minimum de vitesse de référence auquel est ajoutée une variation de position de minimum de vitesse. La variation de position de minimum de vitesse correspond à une différence entre le déphasage courant (position de départ) et le déphasage commandé (position d’arrivée) de l’arbre à cames spécifique. Dans des exemples, la mémoire du système de commande peut ainsi comprendre une table de variations de déphasages faisant correspondre des variations de déphasages d’arbres à cames à des variations de positions de minimum de vitesse.
Dans des exemples, chaque table de variations de déphasages peut comprendre deux sous-tables, l’une étant associée aux variations de déphasage des arbres à cames d’admission et l’autre étant associée aux variations de déphasage des arbres à cames d’échappement.
Dans des exemples, il existe une pluralité de tables de variations de déphasages, chacune étant associée à un régime moteur et à une charge du moteur.
La commande d’un déphasage d’un arbre à cames spécifique peut donc comprendre la sélection, dans une table spécifique de variations de déphasages, d’une variation de position de minimum de vitesse dont la variation de déphasage d’arbre à cames associée est la plus proche de la différence entre le déphasage courant et le déphasage commandé de l’arbre à cames spécifique.
La table spécifique de variations de déphasages peut être la sous-table de variations de déphasages associée au même type (admission ou échappement) d’arbre à cames que l’arbre à cames spécifique et dont le régime moteur et la charge du moteur sont les plus proches du régime courant et de la charge courante du moteur lors de l’exécution du procédé.
Comme illustré par le bloc 130, le procédé 100 peut comprendre la détermination d’une position spécifique d’un minimum de vitesse. La position spécifique du minimum de vitesse correspond à la position du minimum de vitesse après la commande de déphasage de l’arbre à cames spécifique. La position spécifique du minimum de vitesse peut donc être déterminée à partir de mesures de positions du vilebrequin effectuées par un capteur de position vilebrequin après la commande de déphasage.
Comme illustré par le bloc 140, le procédé 100 peut comprendre la détermination d’un écart de position de minimum de vitesse spécifique entre la position spécifique du minimum de vitesse et la position de minimum de vitesse de référence.
L’écart de position de minimum de vitesse spécifique peut correspondre à une différence entre la position spécifique du minimum de vitesse et la position de minimum de vitesse de référence. Comme expliqué ci-dessus, la modification de la position du minimum de vitesse est corrélée au déphasage des arbres à cames. L’écart de position de minimum de vitesse traduit donc ici le déphasage de l’arbre à cames spécifique entre l’instant avant la commande (représenté par le minimum de vitesse de référence) et l’instant après la commande (représenté par la position spécifique du minimum de vitesse).
Comme illustré par le bloc 150, le procédé 100 peut comprendre la détermination d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin à partir de l’écart de positions de minimum de vitesse spécifique.
La détermination du déphasage de l’arbre à cames spécifique peut comprendre une correspondance entre un écart de position de minimum de vitesse (c’est-à-dire une variation de positions de minimum de vitesse) et un écart de déphasage de l’arbre à cames spécifique (c’est-à-dire une variation de déphasages de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin).
Ainsi, la détermination d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique peut comprendre la sélection d’une variation de déphasage d’arbre à cames dans une table de variation de déphasage spécifique.
La variation de déphasage d’arbre à cames peut être sélectionnée dans la table de variation de déphasage spécifique comme étant la variation de déphasage d’arbre à cames associée à la variation de position de minimum de vitesse la plus proche de l’écart de positions de minimum de vitesse spécifique.
La table de variation de déphasage spécifique peut correspondre à la sous-table de variation de déphasage correspondant au même type d’arbre à cames (admission ou échappement) que l’arbre à cames spécifique et dont le régime moteur et la charge du moteur sont les plus proches du régime courant et de la charge courante du moteur lors de l’exécution du procédé.
Il est ainsi possible de déterminer une position angulaire de l’arbre à cames spécifique à partir de la variation de déphasages de l’arbre à cames spécifique (traduisant le déplacement angulaire de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin) et à partir de la position courante de l’arbre à cames spécifique avant la commande de déphasage (traduisant la position angulaire de départ de l’arbre à cames spécifique).
Par exemple, le déphasage de l’arbre à cames déterminé à l’issue du bloc 150 peut être égale au déphasage courant de l’arbre à cames avant la commande de déphasage à laquelle est ajoutée la variation de déphasage de l’arbre à cames spécifique sélectionnée.
Dans des exemples, il peut également être envisagé d’utiliser différentes interpolations linéaires à partir des différentes tables à disposition en mémoire et des différents points compris dans lesdites tables pour déterminer une variation de positions de minimum de vitesse ou une variation de déphasage de l’arbre à cames spécifique plus précise que par la sélection du point le plus proche.
Dans des exemples, le procédé présenté ci-dessus est mis en œuvre tant qu’une différence entre le déphasage commandé de l’arbre à cames spécifique illustré par le bloc 110 et le déphasage déterminé de l’arbre à cames spécifique illustré par le bloc 150 est supérieure à un seuil prédéterminé. Le seuil prédéterminé peut par exemple être compris entre 1 et 10% de la position angulaire de déphasage de l’arbre à cames commandé et avantageusement être inférieur à 5%
L’invention permet donc de commander un système de distribution variable en s’appuyant sur des positions de minimum de vitesse. Cela permet notamment d’avoir un procédé de contrôle de distribution variable alternatif au procédé de contrôle existant s’appuyant sur des cibles et des capteurs de position des arbres à cames. Dans cette mesure, ces deux solutions peuvent exister en parallèle et ainsi permettre une redondance de procédé de contrôle de distribution variable pour un meilleur contrôle du moteur thermique.
L’invention permet également de simplifier le système de distribution variable notamment pour des moteurs de type « range extender » puisqu’il n’est plus nécessaire au système pour son fonctionnement de comprendre une cible pour chaque arbre à cames ainsi qu’un capteur de position associé. De cette façon, le système de distribution variable selon l’invention est rendu moins coûteux et dans la mesure où il comprend moins d’éléments, plus résilient.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de contrôle d’un système de distribution variable, le système de distribution variable comprenant un ou plusieurs arbre(s) à cames d’admission et un ou plusieurs arbre(s) à cames d’échappement et un vilebrequin caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- détermination (110) d’une position de minimum de vitesse de référence du vilebrequin associée à un déphasage courant d’un arbre à cames spécifique,
- commande (120) d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin,
- détermination (130) d’une position spécifique d’un minimum de vitesse, la position spécifique du minimum de vitesse correspondant à une position angulaire du vilebrequin au cours d’un cycle pour laquelle la vitesse de rotation du vilebrequin passe par un minimum,
- détermination (140) d’un écart de position de minimum de vitesse spécifique entre la position spécifique du minimum de vitesse et la position de minimum de vitesse de référence,
- détermination (150) d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin à partir de l’écart de position de minimum de vitesse spécifique.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la position du minimum de vitesse de référence est associée à une position angulaire de l’arbre à cames spécifique correspondant à un déphasage de base de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin.
[Revendication 3] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé est mis en oeuvre tant qu’une différence entre le déphasage commandé et le déphasage déterminée est supérieure à un seuil prédéterminé.
[Revendication 4] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la commande d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique comprend une estimation d’une position d’un minimum de vitesse de commande, la position d’un minimum de vitesse de commande correspondant à la position du minimum de vitesse de référence du vilebrequin auquel est ajoutée une variation de position de minimum de vitesse, la variation de position de minimum de vitesse correspondant à une différence entre le déphasage courant et le déphasage commandé de l’arbre à cames spécifique.
[Revendication 5] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la détermination du déphasage de l’arbre à cames spécifique comprend une correspondance entre l’écart de position de minimum de vitesse spécifique et un écart de déphasage de l’arbre à cames spécifique.
[Revendication 6] Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par un calculateur tel qu’un processeur, un contrôleur ou un microcontrôleur pour la mise en oeuvre des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes lorsque ledit programme est mis en oeuvre par ledit calculateur tel qu’un processeur, un contrôleur ou un microcontrôleur.
[Revendication 7] Système de distribution variable comprenant un arbre à cames d’admission et un arbre à cames d’échappement caractérisé en ce qu’il comprend un calculateur configuré pour mettre en œuvre un procédé de contrôle de système de distribution variable selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.
[Revendication 8] Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le système est dépourvu de cible d’arbre à cames et de capteur de position d’arbre à cames.
[Revendication 9] Moteur thermique caractérisé en ce qu’il comprend un système de distribution variable selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, et en ce qu’il est configuré pour charger un moyen de stockage d’énergie électrique lorsqu’il est en fonctionnement.
[Revendication 10] Véhicule comprenant une propulsion électrique et comprenant un moteur thermique selon la revendication précédente.
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