Brevet FR2477633A1 — publié le 19810911

L'invention part d'un dispositif pour la régula- tion des processus d'allumage et/ou des processus d'injection de carburant dans des moteurs à combustion interne en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement, avec un calculateur commandé par l'intermédiaire d'un dispositif d'émetteur tournant en synchronisme avec le moteur à combustion interne. Un instant d'allumage optimal a une influence ddberminante sur la consommation de carburant et la durée de vie des moteurs à combustion interne. Cet instant d'allumage dépend, toutefois, d'une multitude de paramètres, par exemple de la pression moyenne, de L'état des bougies, de l'humidité de l'air, de la température de l'air, de la température du moteur, de la qualité du carburant, de la vitesse de rotation, de la dépression dans la tubulure d'aspiration, de la pression externe et de la quantité de carburant aspiré. Ces relations sont dé crites en détail dans l'ouvrage "Gemischbildung und Verbrenung im Otto-Motor", Dr. K. Löhner und Dr. Herbert Müller, Springer Verlag, 1967.Si l'on voulait, pour obtenir un instant d'alluma- ge optimal, exploiter tous ces paramètres, en partie difficilement accessibles, il en résulterait une dépense considérable qui rendrait une installation d'allumage trop chère et trop coûteuse. La détection de la plupart des paramètres est inutile lorsque l'instant d'allumage est réglé en fonction d'une grandeur de fonctionnement du moteur à combustion interne qui est également optimmale lorsque l'instant d'allumage est optimal. De telles régulations de l'instant d'allumage en fonction de la composition des raz d'échappement, du couple ou bien du cognement, sont connues par exemple à partir des documents US-PS 4 026 251 et DE-OS 2 73o 508. Ces dispositifs de régulation con nus, ont toutefois en commun l'inconvénient que les grandeurs de fonctionnement à réguler sont en partie difficiles à appréhender et nécessitent des ilidicateurs supplémentaires tandis que, par ailleurs, il subsiste dans le cas d'un système de régulation pur, le risque que, par exemple, par suite d'une perturbation de l'instant d'allumage, on sorte nettement de la zone de réglage et; qu'un fonctionnement du moteur à combustion interne ne soit pas possible. En outre, ces systèmes nécessitent en principe un système d1 allumage auxiliaire pour le démarrage, dans le cas d'un allumage commandé par calculateur, par exemple un programme de démarrage. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne, à cet effet, un dispositif caractérisé en ce que la régulation s'effectue en fonction de la valeur d'acc6- lération dérivée à partir du signal de l'émetteur. Le dispositif de régulation conforme à l'invention, défini ci-dessus, présente par rapport aux solutions connues, l'avantage que le paramètre vitesse de rotation, de toute façon nécessaire pour une installation d'allumage, et susceptible d'être facilement mesuré, est utilisé pour appréhender la grandeur de fonctionnement accélération à réguler, si bien que seul un indicateur unique préalablement prévu et facile à réaliser, est nécessaire0 Selon d'autres caractéristiques de l'invention, au moins deux courbes caractéristiques pour établir le processus à réguler sont susceptibles entre dérivées à partir des valeurs emmagasinées dans une mémoire à valeur fixe, tandis que lors de l'identification d'une modification du paramètre de réglage, par l'intermédiaire d'un dispositif de commutation, ce processus est successivement déterminé par les différentes courbes caractéristiques, les valeurs de modification du paramètre de réglage en résultant étant emmagasinées dans un dispositif de mémoire et la courbe caractéristique donnant les meilleures valeurs de modification étant sélectionnée pour la suite du fonctionnement. Ces caractéristiques reposent sur une autre idée inventive indépendante et, ainsi que d'autres caractéristiques suivantes de l'invention, permettent d'envisager d'autres formes avantageuses et des améliorations du dispositif précédemment défini. Particulièrement avantageuse est la liaison à des courbes caractéristiques mises en mémoire, parmi lesquelles est sélectionnée la plus favorable en fonction des grandeurs à régler. Si un défaut apparais dans le circuit de réglage, la courbe caractéristique sélectionnée en dernier lieu est maintenue, et la poursuite du fonctionnement du moteur à combustion interne est garantie. Pour pouvoir réaliser le circuit d'exploitation, c' est-à-dire le calculateur de façon simple et économique, il est prévu respectivement après le choix d'une nouvelle courbe caractéristique, un temps de blocage pendant lequel aucune nouvelle courbe caractéristique n'est recherchée. Ainsi moins de problèmes se posent pendant le temps de calcul. L'invention va Qtre décrite plus en détail en se référant à un exemple de réalisation représenté sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 représente l'exemple de réalisation de l'invention sous la forme d'un schéma par blocs d'un micro-calculateur, - la figure 2 est un diagramme de signaux permettant d'exposer le mode de fonctionnement, - la figure 3 est un diagramme séquentiel permettant d'exposer la succession des opérations. Dans le schéma par blocs d'un micro-calculateur 10 représenté sur la figure 1 seuls sont reprdsentés les blocs qui sont importants pour les opérations nécessaires. Un dispositif indicateur 11 tournant en synchronisme avec le moteur à combustion interne et destinté à engendrer des repères de références ou bien des signaux de vitesse de rotation, est relié à l'unité centrale de calcul(êLU) 12 du microwcalculateur 10. A cette unité de calcul 12 sont reliés , par l'intermédiaire de conducteurs, une mémoire de service (RAM) 13, un totalisateur 14, une mémoire à valeur fixe (ROM) 15 ainsi que dix registres 16 à 25. Le registre 16 désigné comme registre Z sert alors à la mémorisation intermédiaire de la valeur de comptage final déterminée, dont le comptage, par exemple selon le document DE-OS 2 851 336 ou bien le document DE-OS 2 903 978, détermine l'ins- tant d'allumage et/ou le début du temps de fermeture de l'iis- tallation d'allumage. Les registres désignés comme n-registre 17 et comme (n-1)-registre 18, servent à la mémorisation intermé- diaire de valeurs de comptage correspondant aux valeurs de vitesse de rotation déterminées. Avant la détermination d'une valeur n, le contenu du registre 17 est alors pris en compte dans le registre 18, si bien que dans celui-ci la valeur de comptage dépendant de la vitesse de rotation de la période précédante, est présente. Le registre 19 revit la forme d'un compteur annulaire, qui compte respectivement jusqu'à la valeur de comptage 5 et qui recommence ensuite à compter à partir du début. Ainsi est établi le nombre des processus d'accélération qui doivent être déterminés lors du démarrage de chaque courbe caractéristique. Les six registres 20 à 25 servent à la mémorisation intermédiaire des valeurs d'accélération obtenues lors de l'interrogation des six courbes caractéristiques. Les sorties du registre 17 ainsi qu'un conducteur de ALU 12 sont reliés aux entrées de comptage du totalisateur 14 dont les sorties de comptage sont reliées à la ROM 15. De façnn connue, l'unité de calcul 12 est reliée avec un mécanisme de commande temporisé 26 pour déterminer le déroulement des opérations, la cadence opérationnelle et éventuellement, pour le déroulement des intervalles de temps nécessaires. Enfin, l'unité de calcul 12 est reliée avec un étage terminal 27 d'allumage, qui est constitué de façon classique d'un commutateur électrique dans le circuit de courant primaire d'une bobine d'allumage, et qui est décrit plus en détail dans l'état de la technique indiqué. Dans le diagramme représenté sur la figure 2, est représenté un faisceau de courbes caractéristiques de réglage d'allumage, donnant la relation entre la vitesse de rotation n et l'angle de réglage d'allumage f . En fonction de la multitude des paramètres influençant l'instant d'allumage, l'une de ces courbes caractéristiques de réglage d'allumage est optimale pour chaque état de fonctionnement du moteur à combustion interne, c'est-à-dire qu'il en résulte une accélération optimale. Ces courbes caractéristiques peuvent entre mémorisées sous forme de valeurs individuelles dans la ROM 15, conformément au document DE-OS 2 930 978, mais il peut être également prévu pour économiser des emplacements de mémoires, un procédé conforme au document DE-OS 30 06 633, dans lequel une seule ou deux courbes caractéristiques sont mémorisées dans la ROM, tandis que les autres sont déterminées par interpolation. Dans le premier cas, le registre 17 peut, par exemple, être prévu comme compteur à 8 chiffres binaires, et chaque courbe caractéristique peut entre, en conséquence, subdivisée en 256 valeurs individuelles. Par l'intermédiaire de la valeur de comptage de sortie du registre 17, les adresses correspondantes pour les valeurs de courbes caractéristiques peuvent être alors directement appelées dans la ROM 15.Si les valeurs des autres courbes caractéristiques doivent être appelées, la valeur de comptage de sortie du registre 17 doit être élevée par l'intermédiaire du totalisateur 14, chaque fois d'un multiple complet de la valeur de comptage 256, pour obtenir les parties englobant également 256 valeurs des autres courbes caractéristiques. Ceci s'effectue grâce au totalisateur 14. Si l'on choisit le procédé connu d'interpolation des courbes caractéristiques entre deux courbes caractéristiques, alors on peut avantageusement mémoriser l'une des courbes caractéristiques par exemple, sous les adresses paires de la ROM 15 tandis que l'autre courbe caractéristique est mémorisée sous les adresses impaires. Pour passer d'une courbe caractéristique à l'autre, l'adresse doit chaque fois être seulement élevée ou @baissée du nombre 1. Le mode de fonctionnement de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, va être exposé en se référant au diagramme séquentiel représenté sur la figure 3. Tout d'abord, avec prédétermination dans courbe caractéristique fixe (démarrage), par exemple la courbe caractéristique 1, un temps fixe ou variable de marche à chaud du moteur est ménagé, pendant lequel aucune sélection de courbes caractéristiques ne peut avoir lieu.Un temps de fonctionnement variable du moteur peut par exemple entre réalisé par l'intermédiaire d'un détecteur de tem- pérature, non représenté plus en détail, qui permet la ddtec- tion de courbes caractéristiques seulement à partir d'une température prédéterminée. Ce processus est représenté sur la figure 3, sous la forme de l'étape de programme A.Dans l'étape suivante B, il est demandé si un temps de blocage fixe pour la détermination d'une nouvelle caractéristique, est terminé. Ce temps de blocage est enclenché dans l'étape de programme N après qu'une nouvelle courbe caractéristique ait été sélectionnée. Ceci doit empocher que, dans le cas d'accélérations de longue durée, le calculateur soit bloqué pour l'exploitation par la recherche constante d'une courbe caractéristique meil- leure. Dans l'étape de programme C, on détermine tout d'abord si la vitesse de rotation est supérieure à une vitesse de rotation nb susceptible d'tre fixée.Dans l'étape de programme D, on examine si l'indication n > n0 est mise. Si non, elle est alors mise tant que n) n0 (étap@s de programme E et F), donc tant qu'il y a une accélération n qui est supérieurs à l'accé- lération finale no susceptible denture fixée. Si elle est déjà mise en place, elle n'est enlevée que lorsque n o de courbes caractéristiques s'effectue. Une accélération est détectée par comparaison des contenus des registres 17 et 18. Si la valeur de comptage, dépendant de la vitesse de rotation, détectée dans le registre 17 se modified'une valeur pouvant être fixée par rapport à la valeur de comptage dépendant de la vitesse de rotation de l'une des périodes précédentes dans le registre 18, on continue en ce qui concerne l'étape I du programme. Si la réponse pour l'une des étapes A à C, s et G du programme est non, les contenus éventuels des registres 19 à 25 sont effacés et la courbe caractéristique du moment est maintenue. Si une accélération convenable se présente, un indicateur de courbes caractéristiques commence à tourner. Il s'effectue tout d'abord une commutation sur la courbe caractéristique 1, et le registre 19 est positionné sur la valeur 1. Au cours des quatre cycles suivants, ce registre 19 est chaque fois commuté plus avant d'une valeur, gracie à quoi les emplacements de mémorisation du registre 20 sont successivement occupés par les valeurs d'accélération détectées, (différence de vitesse de rotation entre deux périodes successives)par comparaison des contenus des registres i7 et 18. Si le registre 19 agissant comme compteur annulaire, commence à nouveau à compter depuis le début, une commutation steffectue sur la courbe caractéristique 2, par l'intermédiaire de la partie de programme I. Cela signifie que maintenant le registre 21 est rempli pendant les cinq cycles suivants, et que simultanément, dans le totalisateur 14, le nombre 256 préalablement fourni à partir de ALU 12, est ajouté à la valeur de comptage de sortie du-registre 17 pour obtenir les emplacements de mémorisation associés à la courbe caractéristique 2 dans la ROM 15. Ceci se poursuit jusqu'à ce que tous les emplacements de mémorisation des registres 20 à 25 soient occupés. La commutation sur la courbe caractéristique respectivement suivante, s'effectue alors après cha- que cycle du registre 19 par une autre addition de la valeur de comptage 256 dans le totalisateur 14 Il effectue alors une comparaison des valeurs mémorisées des registres 20 à 25 par la ALU 12. Dans le cas représenté, on constate que dans le re gistre 229 les valeurs de comptage les plus grandes sont mémorisées, c'est-à-dire que la courbe caractéristique 3 se tra duit par les valeurs d'accéleration les les plus élevées. Ceci abou- tit à ce que désormais la courbe caractéristique 3 soit fournie pour la suite du fonctionnement9 du fait qu'un nombre fixe 2 x 256 soit délivré au totalisateur 14 par la ALU 12. De nouveau dans l'étape de programme N un temps de blocage est prévu. S'il se présente le cas que le processus d'accélération se termine avant que les registres 20 à 25 soient complètement remplis, il est constatés au cours de l'étape L du programme que l'indicateur de courbes caractéristiques nta pas tourné 6 fois et que l'ensemble des six registres n'est pas rempli. Dans ce cas, en contravention avec l'étape M du programme dans laquelle une nouvel courbe caractéristique est prévue, la courbe caractéristique initiale est maintenue.Ceci s'effectue en ce que la valeur de comptage délivrée au totalisateur 14 par la ALU 12 est mémorisée avant l'intervention d'une accélération donc avant que l'indicateur de courbes caractéristiques commence à tourner, si bien qu'en cas de non accomplissement de la recher- che des courbes caractéristiques, eette valeur est restituée au totalisateur 14 pour maintenir la courbe caractéristique antérieure. Cette mémorisation peut, par exemple, s'effectuer dans RAM 13. Au lieu de la disposition représentée, le noiabre des courbes caractéristiques susceptibles entre sélectionnées et donc le nombre des registres 20 à 25, peut entre modifié à vo- lonté. Egalement, une variation quelconque du nombre des valeurs de mesure appréhendées (dans le cas représenté au nombre de 5), est possible pour chaque caractéristique. Au lieu ou bien en supplément de la commande décrite du processus d'allumage, notamment du début de l'instant de fermeture et/ou de l'instant d'allumage, on peut bien entendu, tout aussi bien, grâce au dispositif de réglage décrit, régler les processus d'injection de carburant, notamment l'instant d'in- jection et/ou la quantité injectée en se référant à un faisceau de courbes caractéristiques données. Au lieu de la détection de l'accélération en tant que modification du paramètre de réglage vitesse de rotation, il peut en principe entrer également en ligne de compte d'autres paramètres dont les valeurs optimales se traduisent par des insantes d'allumage optimaux. De tels autres paramètres sont par exempie, le couple ou bien la qualité des gaz d'échappement. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Dispositif pour la régulation des processus d'allumage etiou des processus d'injection de carburant dans des moteurs à combustion interne en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement, avec un calculateur commandé par l'intermédiaire d'un dispositif d'émetteur tournant en synchronisme avec le moteur à combustion interne, dispositif caractérisé en ce que la régulation 'effectue en fonction de la valeur d'accélération dérivée à partir du signal de l'émetteur. 2.- Dispositif notamment selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au moins deux courbes caractéristiques pour établir le processus à réguler sont susceptibles d'être dérivées à partir des valeurs emmagasinées dans une mémoire à valeur fixe (15), tandis que lors de l'identification d'une modification du paramètre de réglage, par l'intermédiaire d'un dispositif de commutation (14)p ce processus est successivement déterminé par les différentes courbes caractéristiques, les valeurs de modification du paramètre de réglage en résultant étant emmagasinées dans un dispositif de mémoire (21 à 25) et la courbe caractéristique donnant les meilleures valeurs de modification étant sélectionnée pour la suite du fonctionnement. 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la régulation est tout d'abord mise en oeuvre à partir d'une grandeur repèrable du paramètre de réglage (n > n0) et n'est interrompue à nouveau que lorsque ce paramètre tombe au-dessous d'une seconde valeur repèrable plus petite (n 40- Dispositif selon l'une quelconque des reven dications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour établir la valeur d'accélération en tant que modification du paramètre de réglage vitesse de rotation dans le calculateur, une valeur de comptage dépendant de la vitesse de rotation déterminée dans un laps de temps fixe, est extraite d'une valeur de comptage déterminée dans un laps de temps antérieur. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que, après sélection d'une nouvelle courbe caractéristique, un temps de blocage est susceptible d'être dégagé pendant lequel aucune nouvelle courbe caractéristique n'est possible. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des reven dications i à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu une identification de valeur de seuil (17, 18 ou bien C) pour la modification du paramètre deréglage, grâce à laquelle au-dessous d'une valeur de modification susceptible d'être prédéterminée, le dispositif de régulation ne réagit pas.