Brevet FR2723400A1 — publié le 19960209

"PROCEDE DE CORRECTION D'UNE GRANDEUR LIEE A LA ROTATION D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE EN FONCTION DES DISSYMETRIES D'UNE CIBLE LIEE EN ROTATION A CE MOTEUR" L'invention concerne un procédé de correction, au moins partielle, de toute grandeur, dont les valeurs sont liées, directement ou indirectement, à la rotation d'un moteur à combustion interne, en particulier d'un moteur à injection, en fonction des dissymétries et/ou fluctuations de rotation d'une cible, liée en rotation à ce moteur, et à l'aide de laquelle les valeurs de la grandeur considérée sont définies par mesure et/ou calcul. Par grandeur on entend, dans le présent mémoire descriptif, tout paramètre de fonctionnement du moteur, ou toute grandeur obtenue par mesure d'au moins un tel paramè- tre et/ou calcul à partir d'au moins un tel paramètre de fonctionnement du moteur, qui est lié à la rotation de la cible entraînée avec l'équipage rotatif du moteur, à l'exception du seul temps de défilement d'au moins un secteur angulaire défini sur ladite cible. L'invention a donc pour objet un procédé permettant de compenser, au moins en partie, les effets des dissymé- tries et/ou fluctuations de rotation d'une cible liée en rotation à un moteur à combustion interne sur les valeurs d'une grandeur, liée à la rotation de la cible, à l'excep- tion du seul temps de défilement d'au moins un secteur angulaire défini de cette cible, ces dissymétries et/ou fluctuations de rotation de la cible résultant des dissymé- tries et/ou irrégularités de fabrication et/ou centrage de tous les composants de l'ensemble ou équipage rotatif comprenant la cible liée en rotation au moteur à combustion interne. La grandeur corrigée par le procédé selon l'inven- tion est donc toute grandeur pouvant être représentée par au ' moins un signal élaboré à partir d'informations provenant d'au moins un détecteur de position et/ou de rotation d'une cible rotative, liée en rotation au vilebrequin, à un volant moteur ou à un arbre de sortie du moteur à combustion interne, à l'exception du temps de défilement d'au moins un secteur angulaire défini de la cible en regard d'un capteur. On sait que certains paramètres de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, en particulier d'un moteur à injection, dont les valeurs sont obtenues par mesure et/ou calcul à partir d'un signal de position angulaire de l'arbre du moteur procuré par un capteur d'un type bien connu, comprenant une cible présentant des singularités (dents ou trous) solidaire en rotation du vilebrequin ou du volant du moteur, sont utilisés comme grandeurs prises en considéra- tion pour déterminer des états de fonctionnement du moteur. A titre d'exemple, il est connu d'utiliser le paramètre de fonctionnement du moteur appelé couple gaz, c'est-à-dire le couple produit par la combustion du mélange combustible dans une chambre de combustion, pendant la phase de combustion-détente du cylindre correspondant du moteur, au cours d'un cycle moteur, comme grandeur prise en compte pour détecter la présence de ratés de combustion d'un moteur à allumage commandé, appelé encore moteur à allumage par étincelles, en particulier pour un véhicule automobile dont le moteur est, d'une part, associé à un pot d'échappement catalytique, et, d'autre part, équipé d'une installation d'alimentation en carburant par injection, de préférence du type dit "multipoint", et tel que l'injection, et de préfé- rence également, l'allumage du moteur sont commandés par un système électronique de commande et de contrôle, appelé contrôle moteur. Pour ce type de moteur, il est par ailleurs connu, par exemple par FR 2 681 425, de calculer le couple gaz à partir d'un signal de régime ou de vitesse de rotation du moteur, procuré par un capteur de position angulaire du vilebrequin ou du volant moteur. Cependant, lorsque le signal de position angulaire de l'arbre du moteur est obtenu à l'aide d'un capteur connu, du type précité, comprenant une cible solidaire en rotation du vilebrequin ou du volant moteur, l'élaboration du signal représentatif de la grandeur considérée, à savoir le couple gaz calculé, est perturbée par les tolérances d'usinage et de centrage de la cible rotative, et plus généralement de l'ensemble tournant comprenant la cible et le moteur auquel la cible est liée en rotation, et l'invention a pour but de proposer un procédé pour compenser au moins en partie les fluctuations de cette grandeur, résultant des fluctuations de vitesse résultant elles-mêmes de ces tolérances. Par ailleurs, le document EP 583 496 décrit un procédé de détection des ratés de combustion d'un moteur à injection, dans lequel on mesure, en phase d'injection du carburant, puis en phase de coupure d'injection, les temps de défilement de secteurs angulaires définis sur la cible liée en rotation au vilebrequin comme correspondants aux phases de combustion-détente des différents cylindres du moteur, pour ensuite comparer les temps mesurés entre eux et à des seuils, afin de détecter la survenance de ratés de combustion. Mais les enseignements de EP 583 496 ne permettent pas, d'une manière générale, de corriger les valeurs de toute grandeur liée, directement ou indirectement, à la rotation d'un moteur à combustion interne, des conséquences résultant des dissymétries et/ou fluctuations de rotation d'une cible liée en rotation à ce moteur, et dont la position et/ou vitesse de rotation est prise en compte pour mesurer et/ou calculer les valeurs de cette grandeur, comme cela est précisément le but de l'invention. A cet effet, l'invention propose un procédé de correction d'une grandeur, liée à la rotation d'un moteur à combustion interne, en particulier d'un moteur à injection, en fonction des dissymétries et/ou fluctuations de rotation d'une cible liée en rotation au moteur et à l'aide de laquelle sont définies, par calcul et/ou mesure, des valeurs de la grandeur, à l'exception du temps de défilement d'au moins un secteur angulaire défini sur la cible, et qui se caractérise en ce qu'il comprend les étapes consistant à définir une valeur de la grandeur pour chacun des secteurs angulaires de la cible correspondants respectivement à une phase de combustion-détente de chaque cylindre du moteur, et sur au moins un cycle moteur, en phase de coupure d'allumage et/ou d'alimentation du moteur en carburant, à au moins un régime moteur donné supérieur à un régime voisin du ralenti, à calculer la moyenne des valeurs obtenues pour tous les secteurs angulaires, à définir pour chaque secteur un terme de compensation égal au produit de la différence entre la moyenne des valeurs et la valeur de la grandeur pour ce secteur par un coefficient de proportionnalité, de préfé- rence inférieur ou égal à 1, et à ajouter, pour chaque secteur, le terme de compensation correspondant aux valeurs de la grandeur définies, en phase d'allumage et d'alimenta- tion en carburant, pour ce secteur sur au moins une plage de régime moteur, contenant les régimes pour lesquels la coupure d'allumage et/ou d'alimentation en carburant a été appliquée. Dans le cas d'un moteur à quatre cylindres et quatre temps, et de manière simple, le procédé comprend les étapes consistant à définir une valeur de la grandeur pour chacun d'au moins deux demi-tours moteur successifs, en phase de coupure d'allumage et/ou d'alimentation en carburant audit régime moteur donné, à calculer la moitié de la variation de valeur de la grandeur qui en résulte d'un demi-tour moteur à l'autre, à définir le terme de compensation comme étant égal au produit de la moitié de la variation de valeur par le coefficient de proportionnalité, et à ajouter le terme de compensation aux valeurs de la grandeur obtenues en phase d'allumage et d'alimentation en carburant pour les demi- tours moteur procurant la valeur de la grandeur la plus faible en phase de coupure d'allumage et/ou d'alimentation ou respectivement à retrancher le terme de compensation des valeurs de la grandeur obtenues en phase d'allumage et d'alimentation en carburant pour les demi-tours moteur procurant la valeur de la grandeur la plus forte en phase de coupure d'allumage et/ou d'alimentation en carburant, sur ladite plage de régime moteur. Le procédé de l'invention propose ainsi une étape d'apprentissage, permettant de compenser les écarts de la grandeur qui sont imputables aux tolérances de fabrication et de centrage de la cible du détecteur de position du vilebrequin, ainsi que des composants de l'ensemble tournant du moteur comme mentionné ci-dessus. Pour un moteur à injection, il est clair que les phases d'alimentation et de coupure d'alimentation en carburant du moteur correspondent respectivement aux phases d'injection et de coupure d'injection du carburant. Mais l'invention s'applique également aux configurations dans lesquelles les phases d'alimentation et de coupure d'alimen- tation en carburant correspondent à des phases respective- ment d'allumage et de coupure d'allumage. Avantageusement, en outre, le coefficient de proportionnalité choisi pour calculer le terme de compensa- tion est fonction de la charge et/ou du régime du moteur, et peut être tiré d'une table à une ou deux entrées, en fonction de ce ou ces paramètres de fonctionnement du moteur. Une meilleure correction est en outre assurée, si le procédé consiste de plus, pour chaque secteur angulaire de la cible ou chacun des demi-tour moteur, à définir le terme de compensation et /ou la valeur correspondante de la grandeur, ou la différence entre la moyenne des valeurs pour les différents secteurs et la valeur pour le secteur considéré, ou encore la variation de valeurs de la grandeur entre deux demi-tours consécutifs, sur plusieurs zones de régime successives, de préférence d'un pas sensiblement constant, entre le régime voisin du ralenti et un régime maximum de fonctionnement du moteur. De même, et toujours dans le but d'améliorer la qualité de la correction assurée, le procédé consiste en outre, pour chaque secteur angulaire de la cible ou chaque demi-tour moteur, à définir la valeur correspondante de la grandeur, ou la différence entre la moyenne des valeurs et la valeur du secteur angulaire considéré, ou encore la variation de valeur de la grandeur entre deux demi-tours moteur consécutifs, comme étant elle-même une moyenne respectivement de valeurs, de différences ou de variations de valeurs de la grandeur sur un nombre donné de cycles moteur consécutifs. Afin de faciliter sa mise en oeuvre, le procédé peut également consister à mémoriser la différence entre la moyenne des valeurs et la valeur de la grandeur pour le secteur considéré ou à mémoriser la variation de la valeur de la grandeur entre deux demi-tours moteur consécutifs, dans une table à une entrée en fonction du régime, pour chaque secteur angulaire. D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion découlent de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'un exemple de réalisation en référence à la figure unique annexée, qui représente schématiquement un dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention, pour corriger une grandeur telle que le couple gaz vis-à-vis des fluctuations de rotation d'une cible tachymétrique entraînée en rotation avec un moteur à injection à quatre cylindres et à quatre temps. Sur la figure unique, on a représenté en 1 un détecteur de position angulaire du vilebrequin du moteur, d'un type bien connu, équipant déjà la plupart des véhicules automobiles, associé à un circuit électronique de contrôle moteur et comprenant une cible tachymétrique, réalisée sous la forme d'une roue 2 à singularités, dentée dans cet exemple, solidaire en rotation du volant d'inertie ou du vilebrequin du moteur, ainsi qu'un capteur 3 fixé sur le moteur, le détecteur 1 étant du type à réluctance variable, dans lequel le capteur 3 est sensible au passage en regard des dents de la roue 2 et délivre un signal électrique pulsatoire de fréquence variable proportionnelle au régime N du moteur, ce signal étant mis en forme dans un circuit 4 délivrant le signal de position moteur au reste du disposi- tif. En particulier, le signal de position est délivré à l'unité de contrôle moteur 5, commandant l'injection et l'allumage du moteur. En parallèle, le signal de position est envoyé à un étage 6 de calcul du couple gaz Cg produit par chaque phase de combustion-détente dans chaque cylindre du moteur, pour tous les cycles de ce dernier. L'étage 6, appelé capteur logiciel de couple gaz, est donc un calcula- teur qui calcule le couple gaz à partir du signal de position. Le moteur étant du genre comprenant des repères de mesures, tels que les dents de la roue 2, disposés sur une roue ou couronne solidaire du volant d'inertie ou du vilebrequin, des moyens, tels que des dents de largeur particulière de la roue 2, pour définir une référence d'indexation des repères, et un capteur 3 de défilement des repères, monté fixe au voisinage de la roue ou couronne 2, le circuit de traitement de signal contenu dans l'étage 6 met en oeuvre un procédé de production d'une valeur repré- sentative du couple gaz Cg engendré par chaque combustion du mélange gazeux dans les cylindres du moteur à combustion interne, ce procédé étant tel que celui, par exemple, décrit dans le brevet FR 2 681 425, incorporé dans la présente description par voie de référence, et auquel on se référera pour plus de précisions. Le dispositif mettant en oeuvre le procédé de l'invention comprend également des moyens de calcul et de mémoire lui permettant d'assurer une compensation par apprentissage des défauts de symétrie de la cible tachymé- trique 2 du capteur de position moteur 1. En effet, le couple gaz Cg est calculé à chaque phase de combustion- détente sur un demi-tour moteur correspondant, dans cet exemple de moteur à quatre cylindres et à quatre temps, soit à une moitié soit à l'autre moitié de la périphérie de la roue 2 à partir d'une singularité repérant le passage au point mort haut d'un cylindre de référence. Or les toléran- ces de fabrication et de centrage de la roue 2 (dispersions dimensionnelles dues à l'usinage des dents, excentration sur le volant moteur ou vilebrequin et dispersions dimensionnel- les et/ou excentration des pièces rotatives du moteur) ont pour conséquence que, même pour deux phases de combustion- détente successives rigoureusement identiques, les mesures de vitesse en découlant ne sont pas identiques et fluctuent pour deux cylindres par rapport à celles obtenues pour les deux autres cylindres. Le principe de l'apprentissage mis en oeuvre consiste à apprécier la dissymétrie de la cible rotative 2 en phase de coupure d'injection, commandée par l'unité de contrôle moteur 5. L'étage 6, qui reçoit l'information de coupure d'allumage ou d'injection de l'unité 5, calcule, en phase de coupure d'allumage ou d'injection, le couple gaz Cg et transmet ces valeurs à l'étage 7 d'identification des dissymétries de la cible 2 en fonction du régime moteur N. dont le signal est reçu par l'étage 7 de l'unité de contrôle moteur 5. Pour assurer un étalonnage de compensation, l'étage 7 calcule la valeur moyenne du couple gaz Cg en phase de coupure d'allumage ou d'injection pour chacun des demi-tours de cible 2, sur par exemple 50 demi-tours moteur consécutifs compris dans une zone de régime, puis la variation du couple gaz moyen d'une demi-cible 2 à l'autre, correspondant à la différence entre les deux valeurs moyennes de Cg, puis le calcul de la moitié de cette différence, et sa mémorisation dans une table 8 à une entrée, en fonction du régime moteur N, sur toute la plage de régime du moteur, entre un régime proche du ralenti (par exemple de 1200 tr/mn) et le régime maximum, avec des zones de régime consécutives aux pas de 200 tr/mn ou 500 tr/mn par exemple. La compensation des défauts de symétrie de la cible 2 peut être assurée, en phase d'injection et d'allumage et pour un régime N donné, en ajoutant, dans l'étage addition- neur 10, recevant les valeurs de Cg en phase d'injection et d'allumage de l'étage 6, le demi-écart de couple gaz mémorisé dans l'étage 8 pour la zone de régime contenant N aux mesures de Cg obtenues dans l'étage 6 avec la moitié de cible 2 donnant la valeur (moyenne) du couple gaz la plus faible en coupure d'injection ou d'allumage, et en retran- chant le demi-écart de couple mémorisé aux mesures de Cg obtenues avec la moitié de cible 2 donnant la valeur (moyenne) du couple gaz la plus grande en coupure d'injec- tion ou d'allumage. En variante, comme représenté sur la figure unique, le demi-écart de couple gaz mémorisé dans l'étage 8 est pondéré, dans l'étage multiplicateur 9 recevant le signal de régime moteur N de l'unité 5 et également un signal de charge du moteur (de manière non représentée), par un coefficient K qui est fonction de la charge et/ou du régime N du moteur, et tiré d'une table correspondante à une ou deux entrée(s) mémorisée dans cet étage 9. La compensation consiste donc à appliquer en phase d'injection et d'allumage dans l'étage 10 une correction proportionnelle au demi-écart de couple gaz en coupure d'injection ou d'allumage, et définie par un terme de compensation égal au produit de ce demi-écart mémorisé par un coefficient de proportionnalité K, tiré de l'étage 9, et qui peut être égal à 1 ou fonction de la charge et/ou du régime N du moteur. Cette compensation par addition ou soustraction d'une correction proportionnelle au demi-écart de couple gaz entre les deux moitiés de la cible rotative 2 en phase de coupure d'injection ou d'allumage est l'application simple aux moteurs à quatre cylindres et quatre temps de la compensation la plus générale. Cette dernière consiste pour un moteur à z cylindres, à calculer en phase de coupure d'allumage et/ou d'injection, la valeur (moyenne sur par exemple 100 cycles moteur consécutifs) de Cg sur chaque secteur angulaire de combustion- détente d'un cylindre, de valeur 2 tours moteur, si le moteur est à z quatre temps, ou 1 tour moteur si le moteur est à deux z temps, à calculer la moyenne des valeurs (moyennes) de Cg sur tous les secteurs, puis à calculer, pour chaque secteur, la différence entre cette moyenne et la valeur (moyenne) de Cg pour ce secteur, éventuellement à pondérer cette diffé- rence par un coefficient K fonction de la charge et/ou du régime du moteur, et ensuite à compenser, au moins partiel- lement, la valeur calculée de Cg en phase d'injection et d'allumage pour chaque secteur en lui ajoutant cette différence éventuellement pondérée. La compensation la plus générale consiste donc à appliquer, pour chaque secteur, aux valeurs de Cg obtenues en phase d'injection et d'allumage pour ce secteur, un terme de compensation ou correction additive proportionnelle à l'écart entre la moyenne des couples Cg, calculés pour tous les secteurs en phase de coupure d'injection et/ou d'allumage, et le couple Cg calculé pour le secteur considéré également en coupure d'injection et/ou d'allumage. L'étage 10 délivre ainsi sur sa sortie, pour chaque phase de combustion-détente dans chaque cylindre du moteur, un signal représentatif de la valeur du couple gaz Cg produit dans le cylindre correspondant par la combustion correspondante, et corrigé de la dissymétrie de la cible 2. REVENDICATIONS 1. Procédé de correction, au moins partielle, d'une grandeur (Cg) liée à la rotation d'un moteur à combustion interne, en particulier d'un moteur à injection, en fonction des dissymétries et/ou fluctuations de rotation d'une cible (2) liée en rotation au moteur et à l'aide de laquelle sont définies, par mesure et/ou calcul, des valeurs de la grandeur (Cg), à l'exception du temps de défilement d'au moins un secteur angulaire défini sur ladite cible, caracté- risé en ce qu'il comprend les étapes consistant à définir une valeur de la grandeur (Cg) pour chacun des secteurs angulaires de la cible (2) correspondants respectivement à une phase de combustion-détente de chaque cylindre du moteur, et sur au moins un cycle moteur, en phase de coupure d'allumage et/ou d'alimentation du moteur en carburant à au moins un régime moteur donné supérieur à un régime voisin du ralenti, à calculer la moyenne des valeurs obtenues pour tous les secteurs angulaires, à définir pour chaque secteur un terme de compensation égal au produit de la différence entre la moyenne des valeurs et la valeur de la grandeur pour ce secteur par un coefficient de proportionnalité (K), de préférence inférieur ou égal à 1, et à ajouter, pour chaque secteur, le terme de compensation correspondant aux valeurs de la grandeur définies en phase d'allumage et d'alimentation en carburant pour ce secteur sur au moins une plage de régime du moteur, contenant les régimes pour lesquels la coupure d'allumage et/ou d'alimentation en carburant a été appliquée. 2. Procédé selon la revendication 1, pour un moteur à quatre cylindres et quatre temps, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à définir une valeur de la grandeur (Cg) pour chacun d'au moins deux demi-tours moteur successifs, en phase de coupure d'allumage et/ou d'alimenta- tion en carburant audit régime moteur donné, à calculer la moitié de la variation de valeur de la grandeur qui en résulte d'un demi-tour moteur à l'autre, à définir le terme de compensation comme étant égal au produit de la moitié de la variation de valeur par le coefficient de proportionnali- té (K), et à ajouter le terme de compensation aux valeurs de la grandeur (Cg) obtenues en phase d'allumage et d'alimenta- tion en carburant pour les demi-tours moteur procurant la valeur de la grandeur la plus faible en phase de coupure d'allumage et/ou d'alimentation en carburant ou respective- ment à retrancher le terme de compensation des valeurs de la grandeur (Cg) obtenues en phase d'allumage et d'alimentation en carburant pour les demi-tours moteur procurant la valeur de la grandeur (Cg) la plus forte en phase de coupure d'allumage et/ou d'alimentation en carburant, sur ladite plage de régime moteur. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à choisir un coefficient de proportionnalité (K) qui est fonction de la charge du moteur. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à choisir un coefficient de proportionnalité (K) qui est fonction du régime (N) du moteur. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, pour un moteur à injection, caractérisé en ce que les phases d'alimentation et de coupure d'alimentation en carburant du moteur correspondent respectivement aux phases d'injection et de coupure d'injection du carburant. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les phases d'alimentation et de coupure d'alimentation correspondent à des phases respecti- vement d'allumage et de coupure d'allumage. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend également l'étape consistant, pour chaque secteur angulaire de la cible (2), ou demi-tour moteur, à définir ledit terme de compensation et/ou ladite valeur, ou différence, ou variation de valeurs de la grandeur (Cg) sur plusieurs zones de régime (N) successives, de préférence d'un pas sensiblement constant, entre ledit régime voisin du ralenti et un régime maximum de fonctionnement du moteur. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant, pour chaque secteur angulaire de la cible (2) ou chaque demi-tour moteur, à définir ladite valeur ou différence ou variation de valeurs de la grandeur (Cg) comme étant elle- même une moyenne de valeurs, ou de différences, ou de variations de valeurs de la grandeur (Cg) sur un nombre donné de cycles moteur consécutifs. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'étape consistant à mémoriser ladite différence ou variation de valeurs de la grandeur (Cg) dans une table à une entrée en fonction du régime (N), pour chaque secteur angulaire.