Brevet FR2466633A1 — publié le 19810410

RÉPUBLIQUE FRAN AISE INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE PARIS O N de publication: (A n'utiliser que pour les commandes de reproduction). 2 466 633 A1 -, DEMANDE DE BREVET D'INVENTION NO 80 20781 @ Système de commande de synchronisation d'étincelles pour moteurs à combustion interne. () Classification internationale (Int. Cl. 3). F02 P 5/08; G 05 B 15/02. Date de dépôt........................ 26 septembre 1980. Priorité revendiquée: Japon, 28 septembre 1979, n 54-124172. Date de la mise à la disposition du public de la demande........... B.O.P.I. -" Listes " n 15 du 10-4-1981. Déposant: Société dite: NISSAN MOTOR COMPANY, LIMITED, résidant au Japon. Invention de: Hiroshi Yamaguchi. Titulaire: Idem Mandataire: Bureau D. A. Casalonga, 8, av. Percier, 75008 Paris. D Vente des fascicules à l'IMPRIMERIE NATIONALE. 27. rue de la Convention - 75732 PARIS CEDEX 15 "Système de commande de synchronisation d'étincelles pour moteurs à combustion interne." La présente invention concerne un système de commande de synchronisation d'étincelles ou avance à l'allumage destiné à être utilisé avec un moteur à combustion interne comportant un moyen pour couper l'alimentation en carburant du moteur dans des conditions de fonctionnement déterminées de ce moteur comprenant unedécélération de ce moteur. La quantité de carburant fournie au moteur à combus- tion interne de véhicule automobile est commandée par des dis- positifs de commande d'alimentation en carburant tels que les dispositifs d'injection de carburant ou carburateurs. Des sys- tèmes de coupure d'alimentation ont déjà été proposés pour être utilisés avec de tels dispositifs de commande d'alimentation en carburant pour couper l'alimentation en carburant des mo- teurs à combustion interne pendant le mode en décélération du fonctionnement du moteur. Ceci permet de râliser des économies importantes de carburant ainsi qu'une purification excellente des émissions d'échappement et d'empocher un surchauffage du catalyseur de purification de gaz d'échappement pendant une décélération du moteur. Il est de pratique courantede couper l'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne en fonction de diverses conditions de fonctionnement du moteur comme, par exemple, la position du papillon des gaz, la vitesse du moteur et la température du réfrigérant du moteur; par exemple, quand le papillon des gaz se trouve dans sa position de ralenti, la vitesse du moteur est supérieure à une valeur prédéterminée et la température du réfrigérant du moteur se situe au-dessus d'une valeur prédéterminée. Une des difficultés avec de tels systèmes classiques est qu'un changement du couple du moteur se produit avec,pour conséquence,un choc gênant quand le fonctionnement du moteur passe d'un mode avec coupure de l'alimentation en carburant à un mode avec alimentation en carburant et vice versa. Parti- culièrement, lorsque l'alimentation en carburant est reprise, le couple du moteur varie rapidement à partir d'une valeur nulle en engendrant un choc important. La présente invention procure un système de commande de synchronisation d'étincelles qui peut retarder le déclenche- ment de l'étincelle par rapport à la synchronisation d'étin- celles oImale quand le moteur accélère dans une condition de coupure d'alimentation en carburant. Ceci permet d'obtenir efficacement un changement de couple de sortie du moteur et empêche un choc consécutif à une réaccélération du moteur. La présente invention procure un système de commande de synchronisation d'étincelles pour un moteur à combustion interne comportant des bougies, un moyen adapté pour couper l'alimentation en carburant du moteur quand la vitesse du mo- teur est supérieure à une valeur donnée lors d'une décélération de ce moteur, et un moyen d'allumage pour engendrer des étin- celles. Le système comprend un calculateur numérique qui exé- cute les opérations consistant: à établir une valeur optimale de synchronisation d'étincelles en terme de charge de moteur à laquelle fonctionne le moteur; et à émettre un signal d'allu- mage pour provoquer le Jaillissement d'étincelles aux bougies après un retard par rapport à la valeur optimale réglée de synchronisation d'étincelles quand l'accélération du moteur se produit dans la condition o l'alimentation en carburant est coupée. Le retard est fixé à une valeur prédéterminée si le laps de temps après lequel l'accélération du moteur se produit dans la condition d'alimentation en carburant coupée est infé- rieur à une première valeur prédéterminéeet est diminué pro- gressivement Jusqu'à ce qu'il soit nul si ce laps de temps est supérieur à la première valeur prédéterminée. On peut effec- tuer la réduction du retard en soustrayant de ce retard une constante de retard à un certain intervalle. De plus, le retard peut être fixé à une valeur nulle si le laps de temps est inférieur à une seconde valeur prédéterminée inférieure à la première valeur prédéterminée. Les détails ainsi que d'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la des- cription donnée ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un schéma de circuit montrant un pre- mier mode de réalisation d'un système de commande de synchroni- sation d'étincelles réalisé selon la présente invention; les figures 2 et 3 sont des organigrammes montrant le fonctionnement du calculateur numérique utilisé dans le sys- tume de commande de la figure 1; et la figure 4 est un diagramme montrant les variations se produisant en divers points des programmes du calculateur représentés sur les figures 2 et 3 quand le moteur accélère de nouveau pendant que l'alimentation en carburant du moteur est coupée. En se référant tout d'abord à la figure 1, on voit que l'on y a représenté un premier mode de réalisation d'un système de commande de synchronisation d'étincelles réalisé conformément à la présente invention. Le système de commande de synchronisation d'étincelles comprend un calculateur numé- rique 10 comprenant un circuit d'entrée/sortie 12, une unité de traitement centrale (CPU) 14, une mémoire morte (:RM) 16, une mémoire à accès aléatoire (RAM) 18, et un oscillateur d'horloge 20. Le compteur numérique 10 effectue des calculs arithmétiques basés sur diverses conditions du moteur qui sont détectées pendant son fonctionnement et fournit un signal d'allumage destiné à commander le moment o sont produites les étincelles d'allumage. A cette fin, le calculateur numérique 10 comporte des entrées reliées aux divers détecteurs qui comprennent un détec- teur 22 de position de vilebrequin, un détecteur de charge 24, un interrupteur 26 de papillon de gaz, et un détecteur 28 de coupure d'alimentation en carburant. Le détecteur 22 de posi- tion de vilebrequin est associé-au vilebrequin du-moteur pour fournir une impulsion électrique de référence à un nombre pré- déterminé de degrés de rotation du vilebrequin du moteur. Par exemple, le détecteur 2 2 de positinn de vilebrequin peut four- nir une impulsion de référence chaque fois que le vilebrequin du moteur a tourné de 1800 pour les moteurs à combustion interne à 4 cylindres et de 1200 pour les moteurs à combustion internes à 6 cylindres. Le détecteur 22 de position de vilebre- quin fournit également une série d'impulsions électriques de position de vilebrequin correspondant chacune à une unité d'angle, par exemple un degré de rotation du vilebrequin du mîteur. On peut obtenir une indication réelle de la charge du moteur en mesurant à la fois la vitesse du moteur et le couple de sortie mais on ne dispose pas actuellement de détecteur sa- tisfaisant pour mesurer le couple de sortie du moteur. Pour cette raison, le détecteur de charge 24 donne une indication de la charge du moteur par détection de la quantité d'air four- nie au moteur. L'interrupteur 26 du papillon des gaz est adap- té pour fournir un signal sauf quand le papillon des gaz est entièrement fermé, c'est-à-dire lorsqu'il se trouve dans sa position de ralenti. Le détecteur 28 de coupure d'alimentation en carburant est adapté pour fournir un signal lorsque l'alimen- tation en carburant du moteur est coupée, c'est-à-dire lorsque les impulsions d'injection de carburant cessent d'être appli- quées aux injecteurs de carburant. Le signal d'allumage provenant du calculateur numéri- que 10 est appliqué à un système d'allumage 30 qui comprend des bougies 32, un distributeur 34, une bobine d'allumage 36 et un transistor de commutation 38. Le transistor 38 est normale- ment conducteur pour empêcher l'apparition d'une haute tension aux bornes de la bobine d'allumage 36 et devient non conducteur pour faire jaillir des étincelles entre les électrodes des bougies 32 en réponse à un signal d'allumage provenant du calculateur numérique 10. Le fonctionnement du système de commande de synchroni- sation d'étincelles selon la présente invention a lieu de la façon suivante. La mémoire (ROM) 16 contient un nombre de va- leurs optimales de synchronisation d'étincelles emmagasinées préalablement dans cette mémoire en liaison avec les valeurs correspondantes de vitesse du moteur et de quantité d'air d'admission. L'expression "valeurs optimales-de-synchronisa- tion d'étincelles" telle qu'elle est utiliséedans la présente invention signifie "les angles en avant ou en arrière de la position de point mort haut de chaque piston qui sont établis pour obtenir le couple de sortie maximal" le calculateur numé- rique 10 exécute les opérations suivantes: (a) l'extraction d'une valeur optimale de synchronisation d'étincelles de la mémoire (ROM) 16 en fonction de la vitesse de moteur (déduite des impulsions de position de vilebrequin) et de la quantité d'air d'admission détectées chaque fois qu'une impulsion de référence est appliquée parle détecteur 22 de position de vilebrequin et (b) l'émission d'un signal d'allumage lorsque le nombre d'impulsions de positions de vilebrequin compté après l'apparition de l'impulsion de référence atteint la valeur extraite. Le signal d'allumage rend le transistor 38 non conducteur de manière à permettre l'apparition aux bornes de la bobine d'allumage 36 d'une haute tension qui provoque le jaillissement d'étincelles d'allumage entre les électrodes des bougies 32. En outre, le calculateur numérique 10 détecte une réaccélération du moteur à la suite de la coupure de l'alimentation en carburant en concordance avec les signaux provenant de l'interrupteur 26 de papillon 28 de coupure d'ali- mentation en carburant et il retarde la synchronisation d'étin- celles par rapport à la valeur optimale de synchronisation d'étincelles d'un angle constant ou d'un angle correspondant à la valeur lue. Ceci a pour effet d'atténuer les variations de coupe de sortie du moteur et de réduire les chocs gênants. On va décrire de façon plus détaillée le fonctionne- ment de la présente invention en se référant particulièrement maintenant aux figures 2 et 3. La figure 2 est un organigramme de la programmation du calculateur numérique 10. Sur la figure 2, l'indication 1 est utilisée pour savoir si oui ou non l'alimentation en car- burant du moteur est coupée. L'indication 1 est établie à 1 dans la condition de coupure de carburant et est établie à zéro dans la condition d'alimentation en carburant. L'indica- tion 2 est utilisée pour savoir si oui ou non un retard de la synchronisation d'étincelles a été appliqué au cours de l'exécution antérieure du programme. L'indication 2 est établie à 1 si aucun retard de l'avance à l'allumage n'a été appliqué au cours de l'exécution antérieure du programme et est établie à zéro si un retard de synchronisation d'étincelles a été appli- qué en premier lieu au cours de l'exécution actuelle du program- me. L'indication 3 est utilisée pour savoir si oui ou non la condition de coupure d'alimentation en carburant n'est pas maintenue pendant que le papillon des gaz est entièrement fermé c'est-à-dire si oui ou non la vitesse du moteur tombe en dessous d'une valeur prédéterminée et l'alimentation en carburant est reprise pendant une décélération du moteur. L'indication 3 est établie à 1 si la réponse est OUI. L'indication 3 est établie à zéro si l'alimentation en carburant est reprise après l'ouverture du papillon des gaz ou pendant une réaccélé- ration du moteur. Le programme du calculateur est introduit au point 102. Au point 104 du programme, le calculateur numérique détermine une valeur optimale A de synchronisation d'étincelles en fonction de la vitesse du moteur et de la charge de ce moteur. Au point 106 a lieu une détermination ayant pour but de déceler l'état 1 ou 0 de l'indication 1. Si l'indication 1 lo est 1, ce qui représente une condition de coupure d'alimenta- tion en carburant, le programme se déroule jusqu'à un point 108 o l'indication 3 est établie à 0 puis jusqu'à un point ou l'indication 2 est établie à 0. Ensuite, le programme se déroule Jusqu'à un point 112 o la valeur optimale déter- minée A de synchronisation et d'étincelles est émise. Au point 106, si l'indication 1 est 0, ce qui repré- sente une condition d'alimentation en carburant, le programme du calculateur se déroule Jusqu'à une opération de détermina- tion en un point 114. La détermination au point 114 a pour but de déceler si le papillon des gaz est complètement fermé. Si le papillon des gaz est complètement fermé, c'est-à-dire si la vitesse du moteur chute et si l'alimentation en carbu- rant est reprise pendant une décélération du moteur, l'indica- tion 3 est établie à 1 au point 116. Ensuite le programme se déroule jusqu'au point 110 puis jusqu'à point 112 o la va- leur optimale déterminée A de synchronisation d'étincelles est émise. Au point 114, si le papillon est ouvert, le programme se déroule jusqu'à une autre opération de détermination en un point 118. La détermination au point 118 a pour but de déce- ler si l'indication 3 est 0. Si l'indication 3 est 1, ce qui représente une réaccélération du moteur dans une condition d'alimentation en carburant n'exigeant aucun retard de synchro- nisation d'étincelles, alors le programme se déroule jusqu'au point 110 et, de là, jusqu'à point 112 o la valeur optimale déterminée A de synchronisation d'étincelles est émise. Au point 118, si l'indication 3 est 0, ce qui repré- sente une réaccélération du moteur dans une condition de cou- pure d'alimentation en carburant, le programme du cabulateur se déroule jusqu'à un point 120 o commence une opération de retard de synchronisation d'étincelles. Au point 120, une opération de détermination pour déceler si oui ou non si l'indication 2 est 1 a lieu. Si l'indication 2 est O,c'est-à-dire sileprogramme aété introduit tout d'abord au point 120, alors le programme se déroule Jus- qu'à un point 122 o l'indication 2 est établie à i et le compteur est établi sur O puis Jusqu'à un point 124. Au point 120, si l'indication 2 est 1, alors le programme se déroule directement Jusqu'au point 124. Au point 124, une détermination pour déceler si oui ou non le contenu du compteur se trouve à une première valeur À Àv.P.) prédéterminee/ou est supérieur à cette valeur, par exemple dans la plage contenue entre 0,1 et 0,2 seconde. Si la réponse à cette question est NON, le programme se déroule direc- tement Jusqu'au point 112 o la valeur optimale déterminée A de synchronisation d'étincelles est émise. Le point 124 est prévu pour permettre à la synchronisation d'étincelles d'être retardé d'un certain temps (0,1-0,2 seconde) après le début de la réaccélération du moteur. Pour retarder la synchronisa- tion d'étincelles simultanément avec le début de la réaccélé- ration du moteur, le point 124 peut être éliminé c'est-à-dire que la première valeur prédéterminée est établie à 0. Au point 124, si la réponse à la question est OUI, le programme se déroule jusqu'à une autre détermination en un point 126. Cette détermination a pour but de déceler si oui ou non le contenu du compteur se trouve à une seconde valeur prédéterminéeou) est supérieure à cette valeur, laquelle est plus grande que la première valeur prédéterminée et peut être de l'ordre de 0,1 à 0,5 seconde. Si la réponse à cette question est NON, le programme se déroule Jusqu'à un point 128 o le retard K est établi à sa valeur initiale K1, par exemple, dans la plage de 100 à 30 , puis Jusqu'à un point 130. Au point 130 du programme, le calculateur numérique calcule une valeur de synchronisation d'étincelles par sous- traction de la valeur initiale de retard K1 de la valeur optimale déterminée A de synchronisation d'étincelles. Au point 112, la différence A-K1 est émise sous la forme d'une valeur de synchronisation d'étincelles au valeur d'avance à l'allumage. Par conséquent, la synchronisation d'étincelles est retardée de la valeur de retard K1 par rapport à la synchronisation optimale d'étincelles quand le contenu du compteur est compris entre les première et seconde valeurs prédéterminées. Au point 126, si la réponse à la question est OUI, le programme se déroule directement jusqu'au point 130 et, dans ce cas, le retard K de synchronisation d'étincelles est déterminé en fonction du programme de calculateur représenté sur la figure 3. Le programme de calculateur est introduit au point de démarrage 150 à un intervalle constant, c'est-à-dire à un nombre prédéterminé de degrés de rotation du vilebrequin du moteur. Au point 152, le compteur augmente de 1. Ensuite, le programme se déroule jusqu'à une opération de détermination au point 154. Cette détermination a pour but de déceler si oui ou non le contenu du compteur se trouve à la seconde valeur prédéterminée ou est supérieure à cette valeur. Si la réponse à cette valeur est OUI, le programme se déroule Jusqu'à un point 156 o le contenu est établi à la seconde valeur pré- déterminée puis Jusqu'à un point 158 o le calculateur numéri- que calcule un retard K de synchronisation d'ótincelles en soustrayant une troisième valeur prédéterminée de la valeur K de retard de synchronisation d'étincelles. Ensuite, le pro- gramme se déroule Jusqu'à un point 160. Si la réponse à la question est NON au point 154, le programme se déroule direc- tement jusqu'au point 160. Au point 160 du programme, une détermination est effec- tuée pour déceler si oui ou non la valeur K de retard de synchronisation d'étincelles est négative. Si la valeur K de retard est négative, la valeur K est établie à O au point 162. Autrement, la valeur K de retard est émise. Par conséquent, la valeur du retard est réduite par la troisième valeur prédéterminée chaque fois que le programme se déroule jusqu'à l'opération de retardement de synchronisa- tion d'étincelles commençant avec le point 120 de la figure 2 et est finalement réduite à 0. En d'autres termes, quand le contenu du compteur augmente au-dessus de la seconde valeur prédéterminée, le retard de synchronisation d'étincelles diminue progressivement et finalement atteint une valeur nulle o la synchronisation d'étincelles devient égale à la valeur optimale A de synchronisation d'étincelles. Cette réduc- tion progressive du retard de synchronisation d'étincelles permet un passage sans à-coups hune commande normale de synchro- nisation d'étincelles. La figure 4 montre des variations qui se produisent en divers points des programmes de calculateur des figures 2 et 3 lorsque le moteur est de nouveau accéléré pendant que l'alimentation en carburant du moteur est coupée. Sur la figure 4, l'indication 1 passe de 1 à 0, l'indication 2 passe de O à 1, et l'indication 3 reste à 0. Le contenu du compteur devient nul au moment tl et augmente progressivement jusqu'à sa première valeur prédéterminée C1 à un moment t 1 puis jusqu'à sa seconde valeur prédéterminée C2 à un momentrS2. Le retard K de synchronisation d'étincelles passe à sa valeur initiale K1 un temps 'l.après que le moteur a commencé d'acdcélérer, reste à la valeur K1 pendant le temps 2 puis diminue progressivement jusqu'à 0. La valeur K de synchronisation d'étincelles est retardée jusqu'à la fin du temps 1 puis passe à une valeur prédéterminée o elle est maintenue pendant le temps nisation d'étincelles revient progressivement à sa valeur optimale A'. Sur la figure 4, la ligne en traits interrompus indique les variations du couple de sortie avec les systèmes classiques. Il est préférable de commander la valeur initiale K1 du retard K de synchronisation d'étincelles en fonction de la valeur optimale A' de synchronisation d'étincelles déter- minée sur le moment par le calculateur numérique. Il convient de remarquer que l'on peut effectuer la même commande si la ligne NON s'étendant à partir du point 154 de la figure 3 est reliée à la ligne s'étendant à partir du point 156 jusqu'à point 158. Comme on l'a décrit ci-dessus, la présente invention permet d'obtenir une variation régulière du couple de sortie du moteur et empêche les chocs qui se produisent lors d'une accélération du moteur en retardant la synchronisation d'étin- celles par rapport à la synchronisation optimale lorsque le moteur accélère pendant que l'alimentation en carburant est coupée. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limita- tif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. Z466633 il 1. Système de commande de synchronisation d'étincelles pour un moteur à combustion interne comportant des bougies, un moyen adapté pour couper l'alimentation en carburant du moteur quand la vitesse dudit moteur est supérieure à une Valeur donnée lors d'une décélération de ce moteur, et un moyen d'allumage pour engendrer des étincelles, le système susvisé étant caractérisé par le fait qu'il comprend un cal- culateur numérique exécutant les opérations suivantes: (a) l'établissement d'une valeur optimale de synchro- nisation d'étincelles en fonction de la charge de moteur à laquelle ledit moteur fonctionne; et (b) l'émission d'un signal d'allumage pour faire Jaillir des étincelles auxdites bougies après un retard par rapport à ladite valeur optimale établie de synchronisation d'étincelles lorsque l'accélération du moteur se produit dans une condition de coupure d'alimentation en carburant. 2. Système de commande de synchronisation d'étincelles suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la calculateur numérique précité est adapté pour établir ledit retard à une valeur prédéterminée lorsque le laps de temps après que l'accélération du moteur s'est produite dans ladite condition de coupure d'alimentation en carburant est inférieure à une première valeur prédéterminée et pour réduire ledit retard progressivement jusqu'à ce que ledit retard atteigne une valeur nulle lorsque ledit laps de temps est supérieur à ladite première valeur prédéterminée. 3. Système de commande de synchronisation d'étincelles suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit calculateur numérique précité est adapté pour soustraire une constante dudit retard à un intervalle de temps. 4. Système de commande de synchronisation d'étincelles suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit calculateur numérique est adapté pour soustraire une constante dudit retard à un nombre prédéterminé de degrés de rotation du vilebrequin. 5. Système de commande synchronisation d'étincelles suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit caleulateur numérique est adapté pour établir ledit retard à une valeur nulle lorsque ledit laps de temps est inférieur à une seconde valeur prédéterminée inférieure à ladite pre- mière valeur prédéterminée. 6. Système de commande de synchronisation détincelles suivant l'une quelconque des revendications 2, 3 ou 5., carac- térisé par le fait que ledit laps de temps est fonction de la rotation du vilebrequin.