Brevet FR2756874A1 — publié le 19980612

Etat de la technique. La présente invention concerne une installation pour déterminer l'angle d'allumage d'un moteur à combustion interne avec un premier plan de travail pour déterminer5 l'angle d'allumage à l'aide des champs de caractéristiques mémorisés, à partir des paramètres détectés du moteur à com- bustion interne, une régulation de cliquetis pour déterminer un réglage additif de l'angle d'allumage qui est appliqué à l'angle d'allumage du champ de caractéristiques pour définir10 un angle d'allumage de base, une interface de couple de con- signe recevant l'angle d'allumage de base et qui fournit à sa sortie un angle d'allumage de consigne optimisé pour le cou- ple, l'angle d'allumage de consigne optimisé pour le couple étant appliqué à au moins un étage limiteur en aval qui li- mite l'angle d'allumage de consigne à des valeurs autorisées pour le fonctionnement du moteur à combustion interne pour qu'à la sortie d'au moins un étage limiteur on dispose de l'angle d'allumage de sortie. Selon le document BOSCH Technische Unterrichtung, Kombiniertes Z nd- und Benzineinspritzsystem MOTRONIC (1 987 722 011, KH/VDT-09.85-De), on connaît déjà des appa- reils de commande pour la commande électronique de l'allumage. L'appareil de commande définit, entre deux opéra- tions d'allumage, à partir des informations relatives à la charge et au régime (vitesse de rotation), de la température et de la position du volet d'étranglement, les grandeurs de commande tells que l'angle d'allumage et l'angle de ferme- ture. Pour cela les grandeurs de commande sont définies en utilisant des champs de caractéristiques mis en mémoire. Le champ de caractéristiques servant à déterminer l'angle d'allumage s'obtient en faisant des essais dans un poste d'essais de moteurs pour être optimisé dans le véhicule sui- vant des critères prédéterminés tels que la consommation de carburant, les gaz d'échappement et le comportement de rou- lage puis être mis en mémoire. Il est ainsi possible d'adapter rapidement la puissance, la consommation et la na- ture des gaz d'échappement à chaque état de fonctionnement. L'appareil de commande, connu selon l'état de la technique, comprend un micro-ordinateur qui définit les grandeurs de commande à partir des paramètres de fonctionnement en prenant l'angle d'allumage à partir du champ de caractéristiques. L'angle d'allumage du champ de caractéristiques s'adapte en outre aux différentes conditions de fonctionnement. Ainsi, à titre d'exemple, au ralenti, on règle l'allumage pour avoir les caractéristiques de gaz d'échappement les plus avantageu- ses, une rotation parfaite et une faible consommation; par contre, dans la plage des charges partielles, le comportement de roulage et la consommation de carburant sont prioritaires. Pour la charge maximale, l'important réside dans le couple maximum en évitant le fonctionnement avec cliquetis. La pos- sibilité de modifier l'angle d'allumage selon une combinaison logique de différents signaux permet d'adapter l'angle d'allumage individuellement à chaque état de fonctionnement du moteur. Ainsi, on tient compte dans une très large mesure des exigences spécifiques du moteur, par exemple pour des états de fonctionnement particuliers, le démarrage, le ralen- ti, le mode de poussée et la charge maximale. En fonction des différents signaux de commutation l'angle d'allumage est dé- calé d'une valeur respective. Avantaqes de l'invention. L'installation selon l'invention pour déterminer l'angle d'allumage dans des moteurs à combustion interne pré- sente l'avantage que le calcul de l'angle d'allumage, déjà connu, permet, grâce à l'intégration supplémentaire par le calcul des interventions instantanées sur l'angle d'allumage fourni par l'appareil de commande, d'assurer une meilleure adaptation aux exigences du moteur à combustion interne. La détermination de l'angle d'allumage, réalisée jusqu'à présent et intégrée dans l'appareil de commande peut être conservée si bien qu'il suffit simplement, par intégration supplémen- taire d'une interface de couple, on arrive à une optimisation simple et ainsi d'un prix avantageux de la détermination de l'angle d'allumage. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - un premier étage limiteur limite l'angle d'allumage de con- signe à un angle d'allumage déterminé par la régulation de cliquetis et pour lequel il n'y aura pas de cliquetis. - un second étage limiteur qui limite l'angle d'allumage de consigne optimisé par l'étage de couple de consigne à une variation maximale autorisée et une variation minimale au- torisée de l'angle d'allumage. - l'angle d'allumage du champ de caractéristiques est conver- ti en un degré d'action de l'angle d'allumage et ce degré d'action du champ de caractéristiques est adapté aux condi- tions de degré d'action demandées pour le moteur à combus- tion interne puis le degré d'action de consigne est converti en un angle d'allumage. L'introduction d'un étage de limitation pour l'angle d'allumage, qui autorise un réglage de l'angle d'allumage qui ne dépasse pas un angle d'allumage de base, garantit que l'on reste en dessous de l'angle d'allumage cor- respondant à la régulation de cliquetis et ainsi en dessous de la limite de cliquetis. Par l'étage de limitation pour l'angle d'allumage optimisé à un angle d'allumage maximum ou minimum autorisé, on évite avec certitude toute variation brutale incontrôlée de l'angle d'allumage. Dessins. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés dans les dessins et seront décrits ci-après de manière plus détaillée. Ainsi: - la figure 1 montre un dispositif pour la mise en oeuvre de l'adaptation de l'angle d'allumage en utilisant une coordination de couple, - la figure 2 montre un dispositif d'adaptation de l'angle d'allumage en utilisant une optimisation du degré d'action de l'angle d'allumage. Description des exemples de réalisation. La figure 1 montre un dispositif pour déterminer l'angle d'allumage par coordination de couple en fonction du chemin de l'angle d'allumage. Dans un premier plan de travail dans l'appareil de commande, on déterminer l'angle d'allumage du champ de caractéristiques ZW(KF) à l'aide des paramètres de fonctionnement déterminés du moteur à combus- tion interne, comme cela a déjà été décrit de manière expli- cite dans l'état de la technique. Après avoir déterminé l'angle d'allumage ZW(KF), on calcule la grandeur de correc- tion additive définie à partir de la régulation de cliquetis KR pour l'angle d'allumage dans l'angle d'allumage résultant du champ de caractéristiques ZW(KF). Usuellement, cet angle d'allumage de base ZW(base) arrive comme grandeur de commande destinée à un actionneur correspondant par exemple à l'étage de puissance du circuit primaire de la bobine d'allumage pour commuter le courant de charge de la bobine d'allumage. Les différentes fonctions pour déterminer l'angle d'allumage de base sont déjà connues selon l'état de la technique et ne se- ront pas reprises de manière détaillée. L'angle d'allumage de base ZW(base) est fourni comme entrée à une interface de cou- ple de consigne 11 donnant en sortie l'angle d'allumage de consigne ZW(cons). Au niveau de l'interface de couple de con- signe 11, l'angle d'allumage de base est appliqué suivant le point de vue du couple demandé par le moteur; il peut s'agir à la fois d'une diminution de l'angle d'allumage de base dans le sens du retard et ainsi d'une réduction du couple ou en- core d'un réglage dans le sens de l'avance et ainsi d'une augmentation du couple. Enfin, l'angle d'allumage de base à l'interface de couple de consigne est adapté de manière très précise aux exigences concrètes du moteur à combustion in- terne. La sortie de l'interface de couple de consigne 11 est appliquée, de même que l'angle d'allumage de base ZW(base), à un étage de limitation 12. L'étage de limitation 12 garantit que l'angle d'allumage de consigne fourni par l'interface de couple de consigne ZW(cons) ne dépasse pas la valeur de l'angle d'allumage définie par la régulation du cliquetis, garantit encore un fonctionnement sans cliquetis de sorte que l'angle d'allumage n'est pas réglé au delà de la limite de cliquetis. La sortie de l'étage limiteur 12 est appliquée à un autre étage limiteur 13. Cet autre étage limiteur 13 garantit que l'angle d'allumage ne dépasse pas un angle d'allumage maximum ou minimum autorisé, dans le sens d'un dépassement vers le haut ou vers le bas. L'autre étage de limitation 13 fournit en définitive la valeur ZW(sortie) pour commander l'étage de puissance d'allumage. A l'aide de cette installation, il est possible, de manière simple, de commander la détermination usuelle de l'angle d'allumage en intégrant une interface de couple de consigne entre le dispositif connu pour déterminer l'angle d'allumage et l'indication de l'angle d'allumage pour commander le fonctionnement du moteur à combustion interne en fonction des demandes actuelles de couple. La figure 2 montre une autre possibilité pour op- timiser l'angle d'allumage. Cette optimisation de l'angle d'allumage se fait selon cet exemple non pas dans le plan des couples mais on détermine des degrés d'efficacité de l'angle d'allumage et on optimise. Ainsi, tout d'abord, comme cela est déjà suffisamment connu selon l'état de la technique et a été décrit à l'aide de la figure 1, on détermine l'angle d'allumage de base ZW(base). Dans une première étape de tra- vail 21 on convertit l'angle d'allumage de base ZW(base) en un degré de rendement de l'angle d'allumage eta(base). La sortie de l'étage de traitement 21 est appliquée à un point d'addition 22 qui reçoit également la sortie de l'étage de détermination de rendement 23. Cet étage de détermination de rendement calcule une valeur Aeta(ZW) qui est appliquée de manière additive au degré de rendement de l'angle d'allumage de base. Cet étage 23, qui détermine le degré de rendement, définit, à partir des exigences posées au moteur à combustion interne, la gran- deur de correction Aeta(ZW). Ainsi, par exemple, des fonc- tions qui ne sont pas intégrées par le calcul dans l'angle d'allumage de base ZW(base) mais pour lesquelles, pour des raisons physiques, il semble intéressant de les prendre en compte sous la forme de grandeurs de correction Aeta(ZW). Ainsi, une optimisation correspondante du degré de rendement de l'angle d'allumage peut se faire dans l'étage de la déter- mination de rendement 23, par exemple pour la fonction anti- secousse. Puis, dans un étage d'addition 22, on applique, par addition, le degré d'efficacité de base à la grandeur de cor- rection Aeta(ZW). La sortie de l'étage additionneur 22 est reliée à l'étage de sélection 26. En variante de l'application du degré de rendement eta(base) avec une gran- deur de correction Aeta(ZW) on peut également adapter le de- gré de rendement pour d'autres fonctions comme par exemple par une intervention sur la boîte de vitesses. Le degré de rendement eta(base) est également transmis à un étage d'optimisation de degré de rendement 24 après indication pro- venant de l'étage de travail 21, par exemple pour influencer10 l'intervention sur la boîte de vitesses. La valeur de base du rendement eta(base) est alors optimisée et est appliquée comme valeur de consigne du degré eta(cons) aux étages de sé- lection 26. Suivant les exigences prédéterminées concernant le fonctionnement du moteur à combustion interne, on émet alors soit le degré d'efficacité de l'angle d'allumage opti- misé de manière additive, soit le degré optimisé dépendant d'autres paramètres, pour un étage de transmission 25 qui renvoie la valeur de consigne de rendement eta(cons) suivant un angle d'allumage de consigne ZW(cons). Les installations proposées ci-dessus pour déter- miner l'angle d'allumage permettent de tenir compte efficace- ment des exigences actuelles concernant le fonctionnement des moteurs à combustion interne, sans avoir à modifier la fonc- tion d'angle d'allumage existant. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Installation pour déterminer l'angle d'allumage d'un mo- teur à combustion interne avec un premier plan de travail (10) pour déterminer l'angle d'allumage ZW(KF) à l'aide des champs de caractéristiques mémorisés, à partir des paramètres détectés du moteur à combustion interne, une régulation de cliquetis (KR) pour déterminer un réglage additif de l'angle d'allumage (AZW) qui est appliqué à l'angle d'allumage du champ de caractéristiques (ZW(KF)) pourl0 définir un angle d'allumage de base (ZW(base)), - une interface de couple de consigne (11) recevant l'angle d'allumage de base (ZW(base)) et qui fournit à sa sortie un angle d'allumage de consigne optimisé pour le couple (ZW(cons)), l'angle d'allumage de consigne optimisé pour le couple étant appliqué à au moins un étage limiteur (12, 13) en aval qui limite l'angle d'allumage de consigne (ZW(cons)) à des va- leurs autorisées pour le fonctionnement du moteur à combus- tion interne pour qu'à la sortie d'au moins un étage limiteur 2(0 (12, 13) on dispose de l'angle d'allumage de sortie (ZW(sortie)). 2 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' un premier étage limiteur (12) limite l'angle d'allumage de consigne (ZW(cons)) à un angle d'allumage déterminé par la régulation de cliquetis et pour lequel il n'y aura pas de cliquetis. 3 ) Installation selon la revendication 2, caractérisé par un second étage limiteur (13) qui limite l'angle d'allumage de consigne (ZW(cons)) optimisé par l'étage de couple de con- signe (11) à une variation maximale autorisée et une varia- tion minimale autorisée de l'angle d'allumage. 4 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle d'allumage du champ de caractéristiques est converti en un degré d'action de l'angle d'allumage et ce degré d'action du champ de caractéristiques est adapté aux condi- tions de degré d'action demandées pour le moteur à combustion5 interne puis le degré d'action de consigne est converti en un angle d'allumage.