Brevet FR2728023A1 — publié le 19960614

I " Procédé et dispositif pour commander un moteur à combus- tion interne et pour optimiser son fonctionnement au ra- lenti " Etat de la technique L'invention concerne un procédé et un disposi- tif pour commander un moteur à combustion interne, en par- ticulier le ralenti du moteur à combustion interne, dans lequel en partant d'une comparaison entre une valeur de consigne et une valeur réelle de la vitesse de rotation on peut prédéfinir un écart de réglage et un régulateur, en partant de l'écart de réglage prédéfinit un facteur de ré- gulation qui sert à actionner un organe de réglage détermi- nant la puissance, une précommande et/ou un relèvement de la valeur de consigne étant prévu. On connaît un tel procédé et un tel dispositif pour commander un moteur à combustion interne par le docu- ment DE-OS 31 30 080 (US-A 4 425 888). Dans ce document il est décrit un procédé et un dispositif pour régler la vi- tesse de rotation en particulier d'un moteur à combustion interne à allumage spontané. En fonction de l'écart entre une valeur de consigne et une valeur réelle de la vitesse de rotation, un régulateur détermine un facteur de régula- tion qui sert à solliciter un organe électromagnétique de réglage, qui détermine la quantité de carburant à injecter. Pour éviter que la vitesse de rotation ne tombe en dessous de la valeur de consigne de la vitesse de rotation, on pré- voit d'augmenter d'une valeur déterminée la valeur de con- signe pour la vitesse de rotation du ralenti quand on a at- teint une vitesse de rotation déterminée. Le montant dont la valeur de consigne est augmentée, décroît ensuite en fonction du temps. En outre, on connaît par le document DE OS 41 12 848 (US-A 5 251 598) un système de régulation de la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne au ralenti. Dans ce cas on prévoit également qu'un régula- teur forme, en partant de la différence entre une valeur de consigne et une valeur réelle, un signal qui sert à solli- citer un organe de réglage. En outre, il est prévu ce qu'on appelle une précommande, qui influence en fonction du si- gnal de la vitesse de rotation le signal de sortie de l'or- gane de réglage de façon additive. Cette précommande est branchée ou débranchée lorsqu'est atteint un seuil détermi- né de la vitesse de rotation. L'inconvénient dans le cas de ces systèmes est que la valeur, pour laquelle on active la précommaande ou le relèvement de la valeur de consigne, est prédéfinie de fa- çon fixe. Dans le cas d'une charge variable du moteur à combustion interne il se produit un comportement variable de la décharge des gaz. Ceci signifie, indépendamment du fait de savoir quels sont les appareils consommateurs d'électricité, tels que par exemple le chauffage de la lu- nette arrière ou l'installation de climatisation, qui sont branchés, que la vitesse de rotation tombe à une vitesse différente ou de façon différente loin en dessous de sa va- leur de seuil. En conséquence, on doit choisir une valeur de compromis pour la valeur à laquelle entrent en action la précommande ou le relèvement de la valeur de seuil. Objet de l'invention L'invention a pour objet, dans le cas d'un pro- cédé et d'un dispositif servant à commander un moteur à combustion interne du type mentionné au début d'améliorer le comportement du moteur à combustion interne, en particu- lier d'optimiser son fonctionnement au ralenti et est ca- ractérisée en ce que la précommande et/ou le relèvement de la valeur de consigne peut être pondéré au moyen d'un fac- teur de pondération F. Avantages de l'invention Grâce au mode de fonctionnement de l'invention, il est possible qu'il s'établisse un comportement toujours favorable lors du passage à la vitesse de rotation de ra- lenti même dans le cas de conditions différentes de fonc- tionnement du moteur à combustion interne. D'autres avantages de l'invention sont caracté- risés en ce que: - le coefficient de pondération peut être prédéfini en fonction de l'écart de réglage, - la précommande et/ou le relèvement de la valeur de consi- gne a lieu en fonction de la vitesse de rotation, - dans le cas de la précommande, le facteur de pondération F prend dans le cas d'un petit écart de réglage une grande valeur et dans le cas de grands écarts de réglage une petite valeur, - lors du relèvement de la valeur de consigne le facteur de pondération prend dans le cas d'un petit écart de réglage une petite valeur et dans le cas d'un grand écart de ré- glage une grande valeur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des modes de réalisation représentés sur les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 montre un diagramme fonctionnant par blocs d'un dispositif de commande d'un moteur à combustion in- terne, - la figure 2 montre une représentation détaillée du régu- lateur avec la précommande, - la figure 4 montre une représentation détaillé du régula- teur avec un relèvement de la valeur de consigne et, - les figures 3 et 5 montrent la dépendance d'un facteur de pondération F en fonction de l'écart DN du réglage. Description des exemples de réalisation Le procédé selon l'invention et le dispositif selon l'invention vont être décrits ci-après en prenant pour exemple leur application à un moteur à combustion in- terne à allumage spontané. L'invention peut toutefois s'ap- pliquer sans problème aussi dans le cas d'autres types de moteurs à combustion interne. Dans ce cas on doit changer les éléments correspondants. C'est ainsi par exemple que dans le cas d'un moteur à combustion interne à allumage par appareillage externe, que le clapet d'étranglement vient à la place de l'organe de réglage qui sert à influencer la quantité de carburant à injecter. Dans le cas d'un moteur à combustion interne de ce type le signal de sortie du régu- lateur influence l'organe de réglage 100 qui détermine la puissance alors qu'il s'agit dans ce cas d'un clapet d'étranglement. En outre, on peut faire l'économie de cer- tains éléments ou ajouter d'autres éléments. Sur la figure 1 on a indiqué un diagramme fonc- tionnel par blocs du dispositif selon l'invention. Un régu- lateur de ralenti 14 délivre un signal de sortie UPI, par l'intermédiaire d'un point d'addition 13 et d'une sélection minimale il, à un organe de réglage 100 qui détermine la puissance. En fonction du signal d'entrée cet organe de ré- glage refoule la quantité correspondante de carburant dans les chambres de combustion d'un moteur à combustion interne à allumage spontané, non représenté. Dans le cas d'un mo- teur à combustion interne à allumage commandé par un appa- reillage externe l'organe de réglage 100 influence la position du clapet d'étranglement ou d'un organe de réglage qui sert à influencer la vitesse de rotation du ralenti. Un détecteur de la vitesse de rotation 110 dé- tecte la vitesse de rotation effective N du moteur à com- bustion interne. Cette vitesse de rotation N arrive à un champ caractéristique de limitation 12, à un champ caracté- ristique de comportement de marche 16, à un point de compa- raison 17 ainsi qu'à une précommande 70. A une autre entrée du point de comparaison 17 se trouve le signal de sortie SN d'une prédéfinition 7 de la valeur de consigne. Cette pré- définition de la valeur de consigne 7 prédéfinit une valeur de consigne SN pour la vitesse de rotation au ralenti. Le signal de sortie DN du point de comparaison 17 qui corres- pond à l'écart de réglage, arrive au régulateur du ralenti 14. La précommande 70 produit un signal de sortie UD, qui arrive avec un signe négatif à un point de somma- tion 15. A la deuxième entrée du point de sommation 15 se trouve le signal de sortie du champ caractéristique de com- portement de marche 16. Aux entrées du champ caractéristi- que de comportement de marche 16, se trouve le signal de la vitesse de rotation 17 ainsi que le signal de sortie du dé- tecteur de la position de la pédale d'accélérateur 5. Le signal de sortie du point de sommation 15 arrive au point d'addition 13. Le signal de sortie UPID du point d'addition 13 est comparé dans une sélection minimale 11 au signal de sortie du champ caractéristique de limita- tion 12. Le plus petit des deux signaux sert à commander l'organe de réglage 100 qui détermine la puissance. Le dispositif selon la figure fonctionne alors comme suit. En fonction de la différence DN entre le signal de sortie SN de la prédéfinition de la valeur de consigne 7 et de la vitesse de rotation effective N, le régulateur du ralenti calcule un signal de réglage UPI pour l'organe de réglage 100. On soustrait de ce signal de réglage dans le point d'addition le signal de sortie de la précommande 70 UD, à l'entrée duquel se trouve la vitesse de rotation N effective. Cette précommande présente, de préférence, un comportement de différenciation. Si la pédale d'accélérateur n'est pas action- née, ce signal détermine de façon dominante la quantité de carburant à injecter. Si la pédale d'accélérateur est ac- tionnée le champ caractéristique de comportement de marche 16 produit en fonction de la vitesse de rotation effective N et de la position de la pédale d'accélérateur un signal de sortie. Dans la sélection minimale 11 ce signal est li- mité à la valeur la plus élevée autorisée, qui dépend au moins de la vitesse de rotation effective N. De façon habituelle, on prévoit que la fraction D 70 n'est alors active que quand la vitesse de rotation tombe en dessous d'une valeur de seuil, qui est plus grande que la vitesse de rotation habituelle de ralenti. A la place d'un organe D on peut choisir aussi un bloc avec un mode de transmission analogue. Le mode de transmission est essentiellement constitué de telle façon que se produise un signal, quand la vitesse de rotation chute fortement, qui agit en sens opposé de la chute de la vitesse de rotation. Quand la vitesse de rotation présente des variations de faibles montants on fait intervenir une petite grandeur de correction et dans le cas de variations de grand montant on fait intervenir une grande correction. La grandeur de correction n'est branchée que quand la vi- tesse de rotation chute. De cette façon, on arrive à éviter que la vitesse de rotation ne tombe en dessous de la valeur de seuil SN. Il est alors apparu que dans le cas d'un tel système il se produisait en fonction de la charge du moteur à combustion interne un mode transitoire différent. Ceci signifie que la valeur effective de la vitesse de rotation N se rapproche à une vitesse différente de la valeur de la vitesse rotation désirée SN. Pour améliorer alors ce mode transitoire on a prévu de modifier le dispositif, tel qu'on l'a représenté à la figure 2. Sur la figure 2 on a pourvu les éléments qui ont déjà été décrits à la figure 1, des références numéri- ques correspondantes. Le signal DN, qui correspond à l'écart entre la valeur de consigne SN et la valeur effec- tive N de la vitesse de rotation, arrive en outre à un champ caractéristique 200. Le signal de sortie F de ce champ caractéristique 200 arrive à un point de combinaison 210. Au point de combinaison 210 on combine les signaux d'entrée de préférence en les multipliant. On utilise comme deuxième grandeur d'entrée de ce point de combinaison le signal de sortie de la précommande 70. Le signal de sortie du point de combinaison 210 arrive au point d'addition 15. Le mode de transmission du champ caractéristi- que est représenté à la figure 3. Il n'est pas obligatoire que le bloc 200 soit réalisé sous la forme d'un champ ca- ractéristique. On peut prévoir aussi un transmetteur cor- respondant avec un mode de transmission correspondant. Dans le cas d'un petit écart de réglage DN on obtient un facteur qui est presque égal à 1. Dans le cas de grands écarts de réglage le facteur se rapproche de la valeur zéro. De pré- férence on choisit une fonction F selon la formule sui- vante: IDM F = exp On peut alternativement choisir aussi une fonc- tion de transmission selon la formule suivante: const F = const + IDNI La première fonction est habituellement dési- gnée comme une fonction exponentielle et la seconde fonc- tion comme une fonction hyperbolique. Dans le cas des gran- deurs const il s'agit de constantes. Dans le cas de la va- leur DN il s'agit de l'écart de réglage qui correspond à la différence entre la valeur de consigne SN et la valeur réelle N de la vitesse de rotation. Ce transmetteur 200 fait en sorte que le signal de sortie de la précommande 70 soit pondéré dans le cas de grands écarts de réglage DN par rapport à la valeur 0. Ceci a pour conséquence que la précommande 70 n'est pas opéra- tionnelle dans le cas de grands écarts de réglage. Dans le cas de petits écarts de réglage DN par contre le facteur de pondération prend presque la valeur 1. Ceci a pour effet que la précommande est pleinement opérationnelle dans le cas de petits écarts de réglage. Le passage entre une pré- commande qui n'est pas opérationnelle et une précommande qui est pleinement opérationnelle se fait peu à peu. Grâce au fait que la précommande est pondérée au moyen d'une fonction F, qui pondère la grandeur de sortie de la précom- mande d'autant plus fortement que l'écart de réglage DN est plus petit, on peut avoir un début faible de la précom- mande. Grâce à ce mode de fonctionnement on a presque tou- jours le même mode transitoire indépendamment de la charge du moteur à combustion interne. A la place de la précommande 70 on peut aussi prévoir que comme dans le cas du document DE-OS 31 30 080 la valeur de consigne SN soit relevée en conséquence. De façon correspondant à la pondération de la précommande peut avoir lieu aussi une pondération de ce relèvement de la va- leur de la vitesse de rotation SN, le mode de fonctionne- ment du transmetteur 200 étant inversé, c'est-à-dire que c'est un grand facteur de pondération qui agit dans le cas d'un grand écart de réglage et un petit facteur de pondéra- tion qui agit dans le cas d'un petit écart de réglage. On a représenté une réalisation correspondante à la figure 4. On a à nouveau pourvu des mêmes références numériques les éléments correspondants. Dans le cas de cette forme de réalisation la précotmmande 70 fait défaut. La prédéfinition de la valeur de consigne 7 est complétée par les blocs 220 et 200. Dans le bloc 7 on a déposé la va- leur de consigne habituelle SN de la vitesse de rotation de ralenti de la façon qui correspond à celle du document DE- OS 31 30 080. Le bloc 220 forme la valeur AN, dont la vitesse de rotation de consigne doit être relevée. L'écart de ré- glage DN est envoyé à un transmetteur 200, qui présente le mode de transmission qui correspond à celui de la figure 5. Le transmetteur 200 agit sur un point de combinaison 215 qui correspond au point de combinaison 210 à la figure 2 avec son signal de sortie. Sur la seconde entrée du point de combinaison 215 se trouve le signal de sortie du bloc 220. Le signal de sortie du point de combinaison 215 est acheminé au point d'addition 225, à la seconde entrée du- quel se trouve le signal de sortie de la prédéfinition de la valeur de consigne 7. Lors du signal de sortie du point de combinaison 225 le point de combinaison 17 est sollici- té. La prédéfinition de la valeur de consigne 7 prédéfinit comme à la figure 1 la valeur de consigne SN en fonction de différents paramètres de fonctionnement, tels que par exemple la température du moteur. On additionne cette valeur la valeur de sortie du relèvement de la valeur de consigne 220 modifiée par le coefficient de pondération F. Dans le cas de grands écarts de réglage la valeur dont la valeur de consigne SN est relevée, est presque égale à AN. Dans le cas d'une petite valeur cette valeur tend vers zéro. R E V E N D I CATIONS 1) Procédé pour commander un moteur à combus- tion interne, en particulier le ralenti du moteur à combus- tion interne, dans lequel en partant d'une comparaison entre une valeur de consigne et une valeur réelle de la vi- tesse de rotation on peut prédéfinir un écart de réglage et un régulateur, en partant de l'écart de réglage prédéfinit un facteur de régulation qui sert à actionner un organe de réglage déterminant la puissance, une précommande et/ou un relèvement de la valeur de consigne étant prévu, procédé caractérisé en ce que la précommande et/ou le relèvement de la valeur de consigne peut être pondéré au moyen d'un fac- teur de pondération F. 2) Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le coefficient de pondération peut être prédé- fini en fonction de l'écart de réglage. 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que la précommande et/ou le relèvement de la valeur de consigne a lieu en fonction de la vitesse de rotation. 4) Procédé selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que dans le cas de la précom- mande le facteur de pondération (F) prend dans le cas d'un petit écart de réglage une grande valeur et dans le cas de grands écarts de réglage une petite valeur. ) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lors du relèvement de la valeur de consigne le facteur de pondération prend dans le cas d'un petit écart de réglage une petite valeur et dans le cas d'un grand écart de réglage une grande valeur. 6) Procédé selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que l'on a pour le facteur de pondération (F) la relation: IDNI F = exp on Il dans laquelle il s'agit pour const d'une grandeur constante et dans le cas de DN de l'écart de réglage. 7) Procédé selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que l'on a pour le facteur de pondération (F) la relation: const F = const + DI dans laquelle pour const il s'agit d'une grandeur constante et dans le cas de DN de l'écart de réglage. - 8) Dispositif pour commander un moteur à com- bustion interne, en particulier le ralenti du moteur à com- bustion interne, avec des moyens qui en partant d'une comparaison entre une valeur de consigne et une valeur réelle de la vitesse de rotation prédéfinissent un écart de réglage, régulateur qui en partant de l'écart de réglage prédéfinit un facteur de régulation qui sert à actionner un organe de réglage qui détermine la puissance, en prévoyant une précommande et/ou un relèvement de la valeur de consi- gne, dispositif caractérisé en ce que la précommande et/ou le relèvement de la valeur de consigne sont pondérés au moyen d'un facteur de pondération (F).