Brevet FR2704024A1 — publié le 19941021

La présente invention est relative à un procédé de commande d'un moteur à combustion interne lors d'une entrée en régime de ralenti et, plus particulièrement, à un tel procédé conçu pour un moteur associé à des moyens d'asservissement de son régime à une valeur de consigne prédéterminée. On a représenté à la figure 1 du dessin annexé un moteur à combustion interne associé à de tels moyens. Le moteur 1 comprend un collecteur d'admission d'air 2 raccordé à un filtre 3 et une ligne d'échappement 4 dans laquelle est placée classiquement un pot 5, éventuellement catalytique. Dans un véhicule automobile propulsé par un tel moteur, on trouve en outre couramment aujourd'hui un calculateur électronique 6 alimenté par des lignes 7 de transmission de signaux émis par des capteurs (non représentés) de régime du moteur, de pression d'admission d'air, de température d'eau de refroidissement, etc... Le calculateur élabore en retour, en fonction de diverses stratégies, des ordres de commande d'actionneurs tels qu'une bougie d'allumage 8 d'un mélange air/carburant, un injecteur de carburant 9, un papillon 10 de réglage de la quantité d'air admis et une vanne 11 commandant un courant d'air additionnel, monté en parallèle sur le papillon 10.En régime de ralenti, le papillon d'air 10 étant fermé, le calculateur règle le "remplissage" en air des cylindres du moteur à l'aide de la vanne additionnelle 11, de manière que le moteur tourne alors à une vitesse typiquement de l'ordre de 700 tr/mn environ. Lors d'une entrée en régime de ralenti, on peut rencontrer des problèmes d'adaptation du couple de sortie du moteur aux couples résistants qui lui sont opposés. Une chute libre du régime du moteur vers une consigne finale fixe, comme représenté à la figure 2 du dessin annexé, peut faire tomber ce régime N en dessous du régime de ralenti de consigne NR (après l'instant t1) si des frottements internes au moteur dus par exemple à un démarrage à froid, ou des appareils auxiliaires (alternateur, compresseur de climatisation, direction assistée, etc...) alourdissent la charge du moteur. Le moteur peut alors "tousser" voire même caler. Pour éviter cet inconvénient, on connaît du brevet européen No. 0 170 574 un procédé, illustré à la figure 3, suivant lequel on remplace, lors d'une entrée en régime de ralenti, la consigne fixe finale NR par une consigne variable NC permettant de faire évoluer le régime du moteur sans brusquerie vers cette consigne finale. On a représenté en trait plein et en trait interrompu, respectivement, l'évolution du régime réel N et du régime de consigne Nc. Ce dernier est fixé, à chaque instant t, à la valeur du régime de ralenti NR augmentée d'une fraction (100 - x)k de la différence entre le régime réel N et le régime de ralenti NR et rejoint ainsi progressivement ce régime de ralenti final. Des régulateurs ou "contrôleurs" PI ou PID agissent par exemple sur le taux d'ouverture de la vanne 11 de commande d'air additionnel pour assurer le suivi de la consigne ainsi fixée. L'utilisation de tels contrôleurs n'est pas sans inconvénient. En effet, pendant la chute du régime réel vers la valeur de régime de ralenti final, la consigne intermédiaire Nc est toujours inférieure au régime réel N et il y a alors incrémentation constante du terme intégral de la régulation ce qui peut provoquer un sous-régime compensateur après que le régime réel ait atteint le régime de ralenti final. Par ailleurs, le régime de consigne étant fonction du régime réel, les perturbations (pompages) qui peuvent affecter ce dernier se répercutent sur la consigne avec introduction de déphasages par le terme différentiel de la régulation. On connaît encore une autre stratégie d'entrée en régulation de ralenti qui fait usage d'une valeur de consigne finale fixe pour le régime. Là aussi on observe des possibilités de "creux" de régime ou même de calages du moteur, car la régulation fait alors chuter trop rapidement le régime réel pour viser le régime de consigne final. La présente invention a donc pour but de fournir un procédé de commande d'un moteur à combustion interne lors d'une entrée en régime de ralenti, permettant de maîtriser alors l'évolution du régime du moteur et d'éviter les inconvénients précités des procédés de la technique antérieure. On atteint ce but de la présente invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un procédé de commande d'un moteur à combustion interne lors d'une entrée en régime de ralenti, le moteur étant associé à des moyens d'asservissement de son régime à une valeur de consigne prédéterminée, procédé suivant lequel on surveille l'apparition éventuelle d'un état prédéterminé de fonctionnement du moteur considéré comme appelant une entrée en régime de ralenti et, à la détection d'un tel état, on commande une décroissance du régime de consigne du moteur, suivant une loi temporelle prédéterminée qui fait tendre ce régime de consigne vers un régime de ralenti prédéterminé. Grâce à cette commande temporelle du régime de consigne, on maîtrise parfaitement la chute du régime du moteur, à chaque fois que celui-ci revient vers un régime de ralenti et on évite alors les sous-régimes ou calages mentionnés plus haut. Suivant une autre caractéristique du procédé selon l'invention, à l'instant d'apparition de l'état prédéterminé, on mesure le régime réel et on initialise à cette valeur de régime la décroissance du régime de consigne suivant la loi temporelle prédéterminée. Selon une mise en oeuvre préférée du procédé suivant l'invention, la loi temporelle prédéterminée est mise en mémoire sous forme d'une table de corrections de régime fonctions de la valeur absolue de l'intervalle de temps séparant l'instant d'apparition de l'état prédéterminé de l'instant où le régime réel du moteur doit rejoindre le régime de ralenti final en suivant ladite loi temporelle. D'autres caractéristiques et avantages du procédé suivant l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel - les figures 1, 2 et 3 sont respectivement un schéma d'un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention et des graphes commentés en préambule de la présente description, - la figure 4 est un graphe utile à l'explication du procédé suivant la présente invention, et - la figure 5 est une table fixant la loi temporelle utilisée dans la présente invention. Comme on l'a indiqué plus haut, la présente invention s'applique à un moteur à combustion interne équipé de moyens pour asservir le régime, ou vitesse de rotation, du moteur à un régime de consigne, ces moyens étant contenus dans le calculateur 6 dûment équipé des moyens matériels et logiciels nécessaires, comme il est bien connu. Classiquement, les moyens d'asservissement servent notamment, en régime de ralenti bien établi, à assurer la stabilisation du régime du moteur à une valeur de régime de ralenti choisie. Ils peuvent être constitués de "contrôleurs" assurant une régulation PI ou PID de ce régime de ralenti, ou de contrôleurs fonctionnant en logique "floue" par exemple. Le procédé suivant l'invention implique une détection préalable d'un état de fonctionnement du moteur qui exige une mise en oeuvre immédiate d'une stratégie de commande de ce moteur propre à le préparer à fonctionner à un régime dit "de ralenti" comme c'est le cas, par exemple, quand le conducteur ralentit le véhicule en vue d'un arrêt de celuici, le moteur continuant à tourner après l'arrêt avec une vitesse régulée par les moyens d'asservissement mentionnés ci-dessus. L'existence d'un tel état de fonctionnement est reconnue par référence à l'état prédéterminé suivant 1) le conducteur a levé le pied de la pédale d'accélérateur. On sait que, classiquement, un contact de pied levé" se ferme alors pour envoyer un signal correspondant au calculateur. Cette condition peut être combinée, éventuellement, avec d'autres conditions optionnelles telles que 2) à l'instant du levé de pied, la vitesse de rotation du moteur est inférieure à un seuil tiré, par exemple, d'une table en fonction de la température de l'eau de refroidissement du moteur ou calculé en fonction du régime final de consigne, 3) le véhicule est à l'arrêt. La détection d'un tel état prédéterminé est considérée comme appelant une entrée du fonctionnement du moteur en régime de ralenti, entrée qui, suivant une caractéristique essentielle du procédé suivant l'invention, va s'effectuer en forçant le régime réel N du moteur à décroître en suivant étroitement un régime de consigne Nc décroissant en fonction du temps suivant une loi temporelle telle que celle illustrée par le graphe de la figure 4. A l'apparition de l'état de fonctionnement prédéterminé du moteur, par exemple à la détection du signal de "pied levé, le calculateur 6 relève le régime réel du moteur. A titre d'exemple, comme représenté à la figure 4, le signal de "pied levé" apparaît à l'instant t2 alors que le moteur tourne à 1300 tr/mn. Sachant que la loi de forçage du régime du moteur doit amener ce régime à un régime de ralenti NR de 700 tr/mn par exemple, le calculateur recherche dans une table (figure 5) mise en mémoire la valeur absolue d'un intervalle de temps At = t2-t3 tel que, en suivant cette loi, la vitesse passe de 1300 tr/mn (à t2) à 1300 - 600 = 700 tr/mn (à t3) La table indique alors |At| tata 3,4 3,4 s, cette valeur étant en fait obtenue par interpolation entre deux valeurs mémorisées l'encadrant, soit 3 s et 3,5 s. On comprend que le régime de consigne est de la forme NC = NR + AN avec AN = f (|At|), terme correctif mis en mémoire dans la table. Les diverses valeurs de AN figurant dans la table peuvent être aisément calculées pour que la décroissance du régime de consigne suive tel ou tel profil prédéterminé, parabolique, hyperbolique ou exponentiel par exemple. La correction AN décroît évidemment avec le temps pour s'annuler à l'instant t3 où le régime de consigne Na rejoint le régime de ralenti final Nr C'est ce qu'exprime la table de la figure 5.En prenant en compte la valeur absolue Itl du temps qui s'écoule entre les instants t2 et t3, on lit en quelque sorte lTà l'envers" le graphe de la figure 4, comme l'indique l'axe |#t| représenté à cette figure. On pourrait également exprimer la valeur du régime de consigne NC(t) en employant directement une fonction du temps représentative des valeurs à obtenir. A titre d'exemple, la fonction suivante permet d'obtenir des valeurs analogues à celles données dans la table de la figure 5 pour Nc(t) > NR et NC(t)=NR pour Nc(t)aN où - AN2 représente l'écart entre le régime du moteur à l'instant t2 et le régime de consigne final NRZ - Nc(t), NR et AN2 sont exprimés en tours/minute, t en secondes. On comprend que la décroissance du régime de consigne est initialisée, à l'instant t2, de manière à évoluer conformément à la loi temporelle Na (t) fixée par la table, quelles que soient les évolutions antérieures (voir arcs de graphe A ou B, figure 4) du régime réel du moteur. A partir de l'instant t2, le régime de consigne entre dans une phase de transition pendant laquelle le calculateur décrémente régulièrement la valeur de AN conformément à la table de la figure 5, jusqu'à l'instant t3 pour lequel |#t| = 0 et Nc = Nr = 700 tr/mn par exemple. Les moyens d'asservissement de régime mentionnés plus haut assurent ensuite la régulation du régime à cette valeur, pendant la phase de ralenti établi. Avantageusement, suivant l'invention, les moyens d'asservissement, à régulation PI ou PID par exemple, assurent aussi le suivi du régime de consigne forcé Na, pendant la phase de transition. A chaque valeur de régime de consigne correspond une valeur nominale du ou des paramètres de commande (quantité d'essence, ouverture de la vanne d'air additionnelle, avance à l'injection ou à l'allumage etc...) qui sont corrigés par les moyens d'asservissement en fonction du comportement du régime réel par rapport au régime de consigne. Il apparaît maintenant que la présente invention apporte bien les avantages annoncés. La chute du régime est parfaitement maîtrisée et reste toujours la même, à chaque retour en régime de ralenti du moteur. On remarquera en outre que la stratégie de commande suivant l'invention permet d'anticiper la réaction des moyens d'asservissement lorsqu'une charge parasite vient perturber le comportement normal du moteur à vide, et ceci avant même que le régime final de consigne en régulation de ralenti ne soit atteint, ce qui diminue le risque de calage en retour du moteur. On remarquera encore que la mise au point de l'entrée en régulation de ralenti est plus facile car le procédé suivant l'invention est plus robuste vis-à-vis des perturbations. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un moteur à combustion interne lors d'une entrée en régime de ralenti, le moteur étant associé à des moyens d'asservissement de son régime (N) à une valeur de consigne (nec) prédéterminée, caractérisé en ce que (a) on surveille l'apparition éventuelle d'un état prédéterminé de fonctionnement du moteur considéré comme appelant une entrée en régime de ralenti et, à la détection d'un tel état, (b) on commande une décroissance du régime de consigne (nec) du moteur, suivant une loi temporelle NC (t) prédéterminée qui fait tendre ce régime de consigne vers un régime de ralenti (NR) prédéterminé. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'instant d'apparition de l'état prédéterminé, on mesure le régime réel (N) et on initialise à cette valeur de régime la décroissance du régime de consigne (Nc) suivant la loi temporelle prédéterminée. 3. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la loi temporelle prédéterminée est mise en mémoire sous forme d'une table de corrections de régime fonctions de la valeur absolue de l'intervalle de temps séparant l'instant d'apparition de l'état prédéterminé de l'instant où le régime réel (N) du moteur doit rejoindre le régime de ralenti final (NR) en suivant ladite loi temporelle. 4. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'état prédéterminé appelant une entrée en régime de ralenti est constitué par un levé de pied de la part du conducteur d'un véhicule automobile propulsé par le moteur. 5. Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que ledit état prédéterminé est constitué en outre par un passage du régime réel (N) en dessous d'une valeur de seuil prédéterminée. 6. Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que ladite valeur de seuil est fonction de la température d'eau de refroidissement du moteur.