Brevet FR2477229A1 — publié le 19810904

L'invention se rapporte à un procédé pour optimi- ser la consommation de combustible des moteurs à combustion interne, montés sur des véhicules, en particulier des véhicules utilitaires, à injection directe ou travaillant avec une cham- bre de précombustion, respectivement une chambre de tourbillon- nement. La pénurie croissante de carburant avec les hausses de prix correspondantes sont une incitation non seulement pour améliorer le rendement des moteurs à combustion interne, mais parallèlement aussi pour minimiser la consommation de combus- tible, conditionnée par la façon de conduire, en particulier sur les véhicules utilitaires. Avec la compétitivité des prix des éléments constitutifs de la technique électronique de cal- cul et de mesure, ajourd'hui disponibles, les conditions pour ce faire sont présentes de façon idéale. Ce sont uniquement ces moyens qui rendent possible, avec la vitesse nécessaire, de procéder à une analyse permanente de consommation en combusti- ble du moteur d'entraînement et en même temps de proposer ou de commander automatiquement le régime du moteur le plus fa- vorable à la consommation. Dans le cas le plus favorable, le but d'une telle optimisation serait consitué par le choix d'une vitesse de véhicule et d'un rapport de transmission tels - selon les sujétions topographiques du tracé de la route, qu'une con- sommation minimale de combustible soit toujours assurée.Les conditions topographiques citées, mais aussi la conduite forcée inévitable en circulation dense ou finalement la néces- sité de tenue d'une vitesse moyenne dans le cas de la garantie d'un temps de transport fixé, remettent cependant en question, en tant que restrictions à prendre indépendamment, la vitesse du véhicule comme l'un des paramètres d'optimisation pouvant être choisi librement. Une optimisation de la consommation de combustible orientée par la pratique ne peut en conséquence que consister, pour une situation momentanée de marche et au moyen d'une façon d'agir appropriée, dans la détermination d'un rapport de transmission tel, qu'en maintenant la vitesse momentanée du véhicule, le moteur présente les valeurs de consommation les plus favorables. A l'exception du premier rapport de vitesse attribué à un convertisseur, ne rentrent en ligne de compte comme rap- ports à changer que les rapports de transmission supérieurs avec à chaque fois un rapport de surmultiplication fixe, donc aucun avec glissement. C'est là qu'intervient l'invention, qui a pour objet de développer un procédé du type décrit au début, selon lequel on peut choisir à chaque fois le rapport de transmissions le plus favorable ou bien il est enclenché automatiquement. D'après l'invention ce résultat est obtenu selon le procédé opérationnel suivant a)- Détermination de la valeur réelle de consommation momenta- née de combustible et relevé de la puissance d'entraînement momentanée disponible aux roues du véhicule; b)- Calcul des valeurs de consommation escomptées pour tous les rapports de vitesse de la boite pouvant alternativement être engagés, en se basant sur la puissance d'entraînement déjà relevée et en supposant en même temps que la vitesse du vé- hicule reste constante; c)- Détermination du rapport de vitesse à consommation le plus favorable par comparaison cyclique entre elles des valeurs de consommation connues, spécifiques aux rapports de vitesse; d)- Dérivée à partir du résultat obtenu, de mesures alternati- ves telles qu'indications optiques du rapport de vitesse à choisir manuellement, ou bien changement automatique de vitesse grâce à des actionneurs électromagnétiques ou élec- trohvdrauliaues. e)- Mise en ou hors circuit de cylindres de travail, pour r f modifier la pression moyenne de travail dans le cylindre de manière à avoir le point de fonctionnement du moteur aussi près que possible du minimum de consommation spécifique de combustible; f)- Répétition du même cycle et exécution en suivi périodi- que sans fin. On mentionne ici expressément que les moyens pour la réalisation de chaque procédé opératoire sont en soi déjà connus et peu- vent donc être choisis à volonté. Un rapide contrôle doit sim- plement pouvoir être possible. C'est ainsi par exemple que la détermination de la valeur réelle de consommation momentanée de combustible peut se faire indirectement par détermination à l'aide du réseau des courbes caractéristiques du moteur. Celui-ci décrit la dépendance entre couple du moteur, régime du moteur, position de la crémaillère à la pompe d'injection et consommation spé- cifique de combustible. La détermination se fait par un ordi- nateur, par exemple un micro-ordinateur ou un microprocesseur, à savoir de manière, que le réseau des courbes caractéristi- ques mis de façon appropriée dans la mémoire opérationnelle de l'ordinateur soit interrogé en Software, sur la consomma- tion de combustible, en faisant demander tout d'abord à l'or- dinateur les valeurs dimens ionnelles toujours disponibles pour la position de la crémaillère et le régime du moteur, pour laisser ensuite à nouveau l'ordinateur déterminer la consomma- tion correspondante de combustible grâce à une stratégie de recherche appropriée, le cas échéant en utilisant des algo- rythmes d'interpolation. La détermination-de la puissance d'entrainement momentanée existante aux roues du véhicule peut se faire avantageusement, en une première étape en rendant accessible la puissance du moteur fournie par le vilebrequin ainsi que la puissance perdue à la boîte, indirectement par l'intermédiaire des courbes caracté- ristiques déjà mentionnées du moteur et de la boîte. Les courbes caractéristiques de la boite représentent pour chaque rapport de vitesse la puissance perdue dans la boite en fonction du régime et du couple d'entrée. Elles sont mises en mémoire dans l'ordinateur pour chaque rapport de vitesse, tout comme les courbes caractéristiques du moteur. Par action commandée par l'ordinateur de la course mesurée de la crémaillère et du ré- gime du moteur, on peut obtenir de la mémoire des courbes carac- téristiques du moteur, de la même manière que pour la détermi- nation de la consommation de combustible, le couple moteur dé- livré, pour avoir instantanément après multiplication par le régime du moteur, la puissance moteur délivrée. Le couple mo- teur représente en même temps le couple d'entrée pour le rap- port de vitesse choisi dans la boite, momentanément utilisé, avec lequel l'ordinateur peut être mis en mesure d'extraire de la mémoire des courbes caractéristiques des rapports de vitesse, la puissance de perte correspondante due à la boîte. Celle-ci est à présent déduite de la puissance moteur, et on obtient ainsi la puissance disponible aux roues motrices, la- quelle à son tour est maintenue en disponibilité d'accès à un emplacement de mémoire adressable. Le calcul des valeurs escomptées de consommation en combustible pour tous les rapports de vitesse pouvant alternativement être engagés s'effectue comme suit: pour chaque rapport de vitesse de la boite, on calcule la puissance de perte dûe à la boite, la puissance d'attaque de la boite et le régime d'attaque de la boîte, en se basant sur la puissance aux roues motrices dé- jà déterminée. Ensuite ces grandeurs sont mises en consigne dans des adresses correspondantes de la mémoire de l'ordinateur.Ain- si on peut, à l'aide d'un "programme d'identification" détermi- ner ceux des rapports de la boîte qui, en raison de critères de valeur limite tels que régime et couple transférable, s'of- frent comme alternative admissible de rapport de boite. En connaissance des données d'entrée de botte, comme régime et couple, qui elles-mêmes représentent en même temps les données de sortie du moteur, l'ordinateur est en mesure, avec une programmation adéquate, de prélever pour chaque choix de 24772t9 rapport de boîte la consommation correspondante de combusti- ble dans la mémoire courbes caractéristiques du moteur de la mettre ensuite en consigne, adressée en conséquence. Le rapport de vitesse le plus favorable pour la consommation est finalement déterminé par formation cyclique de la diffé- rence entre la consommation momentanée et la consommation spécifique à chaque rapport, qui a été calculée comme décrit précédemment. Une comparaison de montant et de signe pour les différences obtenues donne, avec les algorythmes d'identifi- cation usuels à cet effet, le rapport de vitesse recherché. Le résultat obtenu de cette manière est en fin de compte uti- lisé pour faire fonctionner un signal optique concernant le rapport de vitesse à engager manuellement, ou pour provoquer un changement automatique de vitesse par l'intermédiaire de mécanismes électromagnétiques ou électrohydrauliques. Le rapport de vitesse le plus favorable donne, sur l'ensemble de la surmultiplication, un régime de moteur déterminé, Pour ce régime à maintenir constant repris comme verticale sur les courbes caractéristiques du moteur, le micro-ordinateur fera alors la vérification, si par modification de la pression mo- yenne effective de travail on ne peut pas obtenir une consomma- tion spécifique de combustible plus avantageuse. Ceci ne peut se faire, pour une puissance d'entraInement requise du véhicule, que grâce à la mise en ou hors circuit de cylindres individuels de travail, ce qui correspondra à une modification de la cylin- drée. Le même cycle est toujours répété sans fin, de sorte que le conducteur puisse prévoir à n'importe quel moment, s'il conduit avec le régime le plus économique en combustible. La condition préalable pour la détermination de consommation de combustible est donc d'une part la mesure du régime du mo- teur et de la position de la crémaillère de la pompe d'in- jection, dans la mesure o il s'agit d'un moteur à combustion interne à injection directe ou travaillant avec une chambre de précombustion, respectivement une chambre de tourbillonne- ment, d'autre part la disponibilité des courbes caractéristi- ques du moteur et de chaque rapport de vitesse. Le régime du moteur peut par exemple aussi être mesuré directement avec un transmetteur incrémentiel actif, travaillant sur une base inductive et accouplé à la couronne dentée du volant, et la position de la crémaillère peut être obtenue soit passive- ment au moyen d'un potentiomètre à curseur linéaire soit par un transmetteur de course à transformation différentielle alimenté par une fréquence porteuse. REVENDICATION Procédé pour optimiser la consommation de combustible d'un moteur à combustion interne, monté sur un véhicule, en par- ticulier un véhicule utilitaire du type à injection directe ou travaillant avec une chambre de précombustion ou de tour- billonnement, caractérisé par les étapes suivantes: a)- Détermination de la valeur réelle de la consommation mo- mentanée de combustible et relevé de la puissance d'en- trainement momentanément disponible aux roues du véhicule; b)- Calcul des valeurs de consommation escomptées pour tous les rapports de vitesse de la boîte pouvant alternative- ment être engagés, en se basant sur la puissance d'en- traînement déjà déterminée et en supposant en même temps que la vitesse du véhicule reste constante; C)- Détermination du rapport de vitesse à consommation la plus favorable, par comparaison cyclique entre elles des valeurs de consommation connues, spécifiques à ce rapport de vitesse; d)- Dérivée à partir du résultat obtenu, des mesures à choi- sir telles qu'indication optique de la vitesse à enclen- cher manuellement, ou changement automatique de vitesse grâce à des actionneurs électromagnétiques ou électrohy- drauliques; e)- Mise en ou hors circuit de cylindres de travail, pour mo- difier la pression moyenne de travail dans le cylindre de manière à avoir le point de fonctionnement du moteur aussi près que possible du minimum de consommation spéci- fique de combustible; f)- Répétition du même cycle et exécution en suivi périodique sans fin.