Brevet FR2538034A1 — publié le 19840622

Système de réglage de la vitesse de rotation pour un moteur à combustion.interne.- L'invention a pour objet un système de réglage de la vitesse de rotation pour un moteur à combustion interne, notamment dans le cas de marche à vide, avec un régulateur présentant, de préférence, un comportement Pin et avec une accentuation de la valeur de consigne a' partir d'une valeur réelle déterminée de la vitesse de rotations La demande de brevet allemande non encore publiée P 31 30 08004 priorité du 30 Juillet 1981 mentionne déjà en corrélation avec une régulation de la vitesse de rotation, l'accentuation de la valeur de consigne lorsque la vitesse de rotation réelle a atteint un certain intervalle par rapport à cette vitesse de consigne Dans le cas de l'objet de cette demande antérieure, la valeur de consigne est reconduite jusqu'à une vitesse de rotation de consigne maximale en maintenant un certain intervalle par rapport à la valeur réelle, cet intervalle étant constant. Il s'est maintenant avéré que ce système connu de réglage de la vitesse de rotation ne permet pas un fonctionnement optimal dans toutesles conditions car, occasionnellement, pour des vitesses de rotation dans la zone du rameau montant de la valeur de consigne de la vitesse de rotation, des fluctuations en retour qui se produisent ont pour conséquence la mise en oeuvre de la régulation en marche à vide. Le système de réglage de la vitesse de rotation conforme à l'invention est un système caractérisé en ce que itintervalle entre la valeur de consigne et la saleur réelle de la vitesse de rotation, dépend de grandeurs caractéristiques du fonctionnement. Il présente l'avantage d'un intervalle augmentant avec des valeurs réelles plus élevées de la vitesse de rotation jusqu'à la mise en oeuvre de la régulation de la vitesse de rotation. De cette façon, il-est assuré que lorsque des fluctuations en retour de la vitesse de rotation se produisent, le régulateur de vitesse-de rotation n'entre pas en action et qu'ainsi il nsest pas émis de signal incontr8lé de quantité de carburant s'écartant de -ce que souhaite le conducteur. D'autres avantages de l'invention découlent, de la description qui vasuivre d'un exemple de réalisation. Un exemple de réalisation de l'invention est repré senté grâce aux dessins joints et décrit et exposé plus en détail ci-dessous. - la figure 1 est un diagramme de la vitesse de rotation en fonction du temps avec une branche montante et une branche descendante de la vitesse ; - la figure 2 est un diagramme précisant ltevolu- tion de l'intervalle entre la vitesse de rotation réelle et la vitesse de rotation de consigne ; - la figure 3 est un diagramme séquentiel constituant un exemple d 1une structure de programme dans le cas d'une réalisation de l'invention au moyen d'une installation de traitement de données. La figure 1 montre un accroissement de la vitesse de rotation à partir de la vitesse dé rotation théorique en marche à vide, ainsi qu'un abaissement de la vitesse de rotation jusqu'à cette vitesse de rotation en marche à vide, rapportée en fonction du temps, simultanément avec l'évolution correspondante d'une valeur de consigne asservie en poursuites.Il est à souligner que-ce système de réglage de la vitesse de rotation est indépendant du type du moteur à combustion interne, c'est-à-dive qu'il peut être utilisé aussi bien pour des moteurs à essence qu'également pour des moteurs Diesel On peut reconnaître en figure 1, un asservis sement de la valeur de consigne en fonction de la valeur réelle, cet asservissement ne débutant qu'à partir d'un certain intervalle qui staccroit ensuite constamment. Dans l'exemple considéré, l'intervalle entre la valeur de consigne et la valeur réelle peut être calculé selon la formule : NA2 = (DREH PI - NLL) o RA22/1000 min-1 + NA21 (1) avec NLL = 700 min NA21= 100 min NA22= 400 min-1 Après qu'une valeur de consigne maximale ait été atteinte, pour laquelle par exemple la vitesse maximale N oben = 1400 min-1, la valeur de consigne reste constante jusqu'à ce que lors d'un abaissement de la vitesse de rotation réelle, on ait l'intervalle NAI = 50 min 1 A la suite de ceci, la valeur théorique s'abaisse selon une fonction prédéterminée qui, dans l'exemple représenté, évolue de façon exponentielle, mais qui peut aussi prendre une allure linéaire, en général non linéaire, ou bien encore par paliers Dans le cas d'un intervalle fonction de la vitesse de rotation entre la valeur de consigne et la valeur réelle pour la branche montante, on est assuré que des fluctuations en retour se manifestant, en règle générale, plus fortement pour des vitesses de rotation plus élevées, n'arrivent pas à produire un. effet - La dépendance de l'intervalle entre la valeur de consigne et la valeur réelle de la vitesse de rotation, ainsi que cette valeur de consigne elle-même sont repré sentées en figure 2 en fonction de la vitesse de rotation réelle.On peut voir qu'il y a pour l'intervalle une fonction correspondant à la formule (1) indiquée ci-dessus, et pour la valeur de consigne un début pour la vitesse minimale en marche à vide 700, avec une branche ascendante selon la formule NS s DREH pd - NA2 et finalement une limitation à N oben9 c'est-à-dire dans ce cas particulier pour une vitesse de rotation de 1 400 révolutions par minute Avantageusement, le système de réglage de la vitesse de rotation conforme à-- l'invention, sera réa-. lisé à l'aide d'un calculateur dont la programmation est effectuée selon un diagramme séquentiel représenté en figure 3. La colonne principale de ce diagramme séquentiel débute avec une unité d'interrogation 10, à laquelle succèdent deux étages de calcul il et 12 auxquels sont raccordées à nouveau trois unités d'interrogation 13, 14 et 15 A la suite de ceci, il est à nouveau prévu une unité de calcul 16 avec à la suite une unité d'interroga- tion 17 à laquelle se raccorde à son tour un bloc 19. COAt sortie, le bloc 18 est relie à une barre collectrice 19 qui aboutit à son tour à un étage de formation de différence 20 et finalement à un régulateur PI 21. La seconde sortie de l'unité d'interrogation 10 est reliée par l'intermédiaire d'une unité de mise en place de repères 23 et deun bloc 24 à la barre collectrice 19. Les deux autres sorties des unités d'interrogation 15 et 17 sont directement reliées à cette barre collectrice 19. Une unité de mise en place de repères 26 et un étage de calcul 27 sont placés entre la seconde sortie de l'unité d'interrogation 14 et la barre collectrice 19. Partant de la deuxième sortie de l'unité d'interrogation de repères 13, il est prévu une autre unité d'interrogation 20 dont la première sortie est reliées par l'intermédiaire d'un étage de calcul 29, à la -barre collectrice, tandis que sa seconde sortie est reliée, par l'intermédiaire d'une unité de mise en place de repères 30, d'un étage de calcul 9, d'une unité d'interrogation 32 d'un bloc 33 également à la barre collectrice 19e Les modes d'intervention des différents blocs sont portés sur ces blocs eux-temes ou bien inscrits à côtéS Si bien qu'une liste des différents modes de fonctionnement n'est pas nécessaire icio Si la valeur réelle de la vitesse de rotation DRSE PI n'a pas encore atteint un seuil minimal déterminé NST de la vitesse de rotation, un repère 5 est mis en place sur zéro et on a une valeur de consigne en marche à vide de la valeur de consigne nominale de vitesse de rotation en marche à vide, par exemple de 700 révolutions par minute Si la vitesse de rotation réelle s'élève au-dessus de ce seuil minimal de vitesse de rotation, alors steffecr tue dans le bloc 11 le calcul de l'intervalle entre la vitesse de rotation de consigne et la vitesse de rotation réelle, auquel cas, pour des valeurs négatives, une valeur zéro est admises Dans l'étage de calcul suivant 12, est calculée la différence souhaitée, fonction de la vitesse de rotation, entre la vitesse de rotation de consigne et la vitesse de rotation réelle (voir -à ce sujet la droite NA2 de la figure 2). Au début d'un cycle de démarrage, le repère 5 est égal à zéro et la valeur de consigne de la vitesse de rotation WSMSW est égale par exemple à 700 min 1s Par suite, les deux unités d'interrogation 14 et 15 sont mises Rn oeuvre.Comme dans le cas d'un fonctionnement normal en démarrages le seuil important pour l'abaissement de la vitesse de rotation NA1 = 50 révolutions par minute est très rapidement franchi et que la valeur de consigne de la vitesse de rotation ne peut pas tomber au-dessous de 700 min 1 (unités de calcul 27 et 29), lors de l'accrois- serment de la vitesse de rotation9 l'unité d'interrogation suivante 15 est d'abord mise en oeuvre Si la différence de vitesse de rotation mesurée DN se situe au-dessous de la différence de consigne calculée NA2, la valeur de consigne de la vitesse de rotation NSMSW ne se modifie pas. Dans l'autre cas, une accentuation de la valeur de consigne a lieu, cette valeur de consigne suivant alors9 à l'intervalle de la différence NA2 calcu lée, la vitesse de rotation réelle. De façon correspondante à l'unité d'interrogation suivante 179 cette accentuation de la valeur de consigne s'effectue au maximum jusqu a une valeur N. Lors d'un abaissement suivant de la vitesse de rotation correspondant à la représentation de la figure 1, l'intervalle NAI = 50 révolutions par minute est franchi ers le bas9 de sorte qu'ensuite la seconde sortie de l'unité d'interrogation 14 intervient.L'abaissement devitesse de rotation détecté est repéré au moyen du reperde 5 (bloc 26) et il s'ensuit un calcul d'uns nouvelle valeur de consigne de la vitesse de rotation Dans l'exemple parti- culier, ce calcul s'effectue selon la formule : NS (MSWS LSW) n+1 = NSn - Et O - Nil) (3) Ensuite la différence de réglage est déterminée dans le bloc 20 et le processus de réglage est mis en oeuvre. Lors de la traversée suivante des blocs 11 et 12, du fait du repère 5 modifié, la partie du diagramme séquentiel indiquée à gauche de la figure 3 est mis en oeuvrez Si l'écart entre la vitesse de rotation de consigne et la vitesse de rotation réelle est inférieur à celui calculés ce qui est par exemple le cas de la figure 1 pour la branche descendante, alors le calcul d'une nouvelle valeur de consigne se poursuit dans le bloc 29 et également la régulation Si toutefois, la vitesse de rotation réelle augmente à nouveau, par exemple du fait que lvon enfonce la pédale d'accélérateur, alors l'écart calculé entre la vitesse de rotation théorique et la vitesse réelle peut prendre à nouveau des valeurs plus importantes que celles calculées GOmme dans ce qui suit, il n'est pas souhaité un nouvel abaissement de la valeur de consigne, le repère 5 dans le bloc 30 est à nouveau modifié et dans le bloc 31 la valeur de consigne de la vitesse de rotation est à nouveau asservie à la vitesse de rotation réelle jusqu'à ce que la butée N oben soit atteinte. Sur la base de ce diagramme séquentiel un programme peut être établi se déroulant dans un appareil de commande avec le microprocesseur Intel 8051, Le calcul lateur reproduit la valeur de consigne de la vitesse de rotation représentée en figure 1 les évolutions NA2 en fonction de la vitesse de rotation selon la formule précédemment mentionnée, ainsi que l'abaissement de la valeur de consigne sous la forme d'une fonction exponentielle, tétant avérés avantageux pour un type particulier de moteurs à combustion interne. Bien entendu, l'intervalle souhaité entre-la valeur de consigne et la valeur réelle de la vitesse de rotation peut également comporter une autre corrélation. Il en va de même pour l'abaissement de la valeur de consigne de la vitesse de-rotation qui peut etre, en général, d'une nature non linéaire aussi bien que, par exemple, linéaire ou bien par paliers Il apparat aussi à partir de la formule 3 qu'en ce qui concerne la valeur de consigne de la vitesse de rotation, elle ne peut tomber au-dessous de la valeur NLl = 700 rotations par minute (dans ce cas particulier) Il s'est avéré que, gracie à l'intervalle NA2 dépendant de la vitesse de rotation, il est garanti que le système de réglage conforme à l'invention-de la vitesse de rotation, nientre pas én action lorsque se produisent des fluctuations en retour et ne délivre en conséquence pas de quantité de carburant non contrée Du fait que NAl est plus.petit que NA2, un accroissement de la quantité de carburant plus favorable peut etre obtenu lors d'une réduction des gaze Une autre possibilité de variation pour le systeme de réglage de la vitesse de rotation décrit ci-dessus, consiste à rendre l'intervalle entre la vitesse de rotation de consigne et la vitesse de rotation réelle dépendant non seulement de la vitesse de rotation, mais également, par exemple de la charge et/ou de la température. De cette façon, les différentes grandeurs peuvent alors être prises en compte dans le système de réglage et des résultats optimaux etre obtehus. REVENDICATIONS 10) Système de réglage de la vitesse de rotation pour un moteur à combustion interne, notanunent dans le cas de marche à vide, avec un régulateur présentant2 de preférence, un comportement PID et avec une accentuation de la valeur de consigne à partir a une valeur réelle déterminée de la vitesse de rotation, système caractérisé en ce que l'intervalle (NA2) entre la valeur de consigne (DREH) et la valeur réelle (NS) de la vitesse de rotation dépend de grandeurs caractéristiques du fonctionnement. 20) Système de réglage de la vitesse de rotation selon l revendication 1, caractérisé en ce que l'intervalle dépend de la vitesse de rotations 3 ) Système de réglage de la vitesse de rotation selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'intervalle entre la valeur de consigne et la valeur réelle de la vitesse de rotation est calculé selon la formule NA2 = (DREH (8 w NLL) . MA22/1000 min + NA21 dans laquelle KLL, EA21 et NA22 sont des constantes. 40) Système de réglage de la vitesse de rotation selon au moins une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, en dehors de la vitesse de rotation encore au moins les valeurs de la charge et/ou de la température, interviennent dans le calcul de l'intervalle. 5. ) Système de réglage-de la vitesse de rotation selon au moins une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que.la valeur de consigne de la vitesse de rotation est limitée à une valeur maximale (N oben). 60) Système de réglage de la vitesse de rotation selon au moins une des revendications 1 à.5, caractérisé en ce que lorsque la vitesse de rotation s'abaisse, la régulation n'est mise en oeuvre que pour un intervalle (NAl) entre la vitesse de rotation de consigne et la vitesse de rotation réelle, plus réduit que la valeur correspondante de cet intervalle lorsque la vitesse de rotation augmente.