Brevet FR2753489A1 — publié le 19980320

La présente invention concerne un procédé pour déterminer la quantité de carburant à fournir à un moteur à combustion interne, du type dans lequel on détermine, sur la base d'un comportement souhaité de fonctionnement du moteur à combustion interne, une quantité de consigne pour le carburant, ainsi que la proportion minimale d'air pour laquelle un fonctionnement sans fumées est possible, et, sur la base de la proportion minimale d'air et de la masse d'air mesurée, une valeur limite de la quantité maximale de carburant, et la quantité de carburant à fournir étant limitée à cette valeur limite. Jusqu'à maintenant, la quantité de carburant à fournir à un moteur à combustion interne était déterminée sur la base d'un comportement souhaité de fonctionnement du moteur à combustion interne. Dans ce cas, la limite d'émission de fumée d'un moteur diesel était fixée au moyen d'un champ de caractéristiques déterminé de façon stationnaire, auquel pouvait encore être superposé un champ de caractéristiques pour limitation du couple. Mais on a constaté que cette façon de procéder ne permet pas toujours un fonctionnement optimal du moteur à combustion interne. En particulier, en cas d'accélération, on a constaté que le moteur à combustion interne fume. L'article "Diesel-Einspritzung fur weniger Emissionen bei Nutzfahrzeugmotoren" (Injection diesel pour diminuer les émissions de moteurs de véhicules utilitaires), Seher, MTZ, fascicule spécial "Moteur et Environnement", 1992, page 31, décrit un procédé pour déterminer la quantité de carburant à fournir à un moteur à combustion interne, dans le cadre d'une injection électronique de diesel, consistant, au moyen de champs de caractéristiques, à déterminer une quantité de carburant permise pour limiter l'émission de fumées. Le champ de caractéristiques dépend de la vitesse de rotation, de la pression de charge, de la température de l'air d'admission et de la température du carburant. La limitation de l'émission de fumées est réalisée, dans tout le domaine de fonctionnement du moteur, en distinguant entre régime stationnaire et non stationnaire. Dans l'article "Die neuen Vierventil-Dieselmotoren von Mercedes-Benz" (Les nouveaux moteurs diesel à quatre soupapes de Mercédès-Benz), Horst Behnke, MZT, 54, 1993, page 490, on décrit une régulation et une injection électroniques diesel, qui consistent à assurer la quantité d'injection à pleine charge pour un fonctionnement sans fumées du moteur, en limitant le rapport minimal air-carburant autorisé. Pour cela, il est prévu un champ de caractéristiques pour l'émission de fumées, dans lequel la masse injectée, optimisée par des essais du moteur au banc, est consignée, pour chaque vitesse de rotation, en fonction de la pression atmosphérique, de la température de l'air aspiré et de la température du carburant. On fait donc ainsi largement obstacle à l'émission de fumées à pleine charge, ainsi qu'à des à-coups de fumée en régime non stationnaire. Le but de l'invention est de perfectionner les procédés connus, de telle façon qu'en régime non stationnaire, le moteur à combustion interne fonctionne largement sans émission de fumées. Ce problème est résolu dans un procédé du type indiqué ci-dessus, qui est caractérisé en ce que la proportion minimale d'air est déterminée, en régime non stationnaire, en se basant sur la différence entre la pression de charge et la pression ambiante. Avantageusement, l'invention prévoit que la proportion minimale d'air, en régime stationnaire du moteur à combustion interne, soit fixée à une valeur prédéfinie, et elle prévoit de déterminer, en se basant sur la différence des valeurs de position de la pédale d'accélérateur, si on est en présence d'un régime non stationnaire. Il est avantageusement prévu, selon l'invention, de déterminer la différence entre la pression de charge réelle et la pression de charge de consigne et, de plus, de déterminer que l'on est en présence d'un régime de fonctionnement non stationnaire si la différence des pressions de charge est supérieure à zéro, ou si la différence des valeurs correspondant à la pédale d'accélérateur dépasse une valeur de seuil prédéfinie. Par ailleurs, en se basant sur la valeur de pédale et sur la vitesse de rotation, on détermine, selon l'invention, une quantité souhaitée de carburant, et la quantité de consigne pour le carburant est fixée par une limitation de la modification de la quantité souhaitée pour le carburant. La limitation de la modification de la quantité est obtenue de préférence en se basant sur les anciennes valeurs précédentes de la quantité de carburant et de la vitesse de rotation, ainsi que sur les nouvelles valeurs actuelles de la vitesse de rotation et de la quantité de consigne pour le carburant. De plus, l'invention prévoit avantageusement qu'en se basant sur la vitesse de rotation, sur la température du moteur à combustion interne et sur la pression ambiante, on détermine une nouvelle valeur de limite pour une quantité de carburant pour laquelle on obtient le couple maximal du moteur à combustion interne, et que la quantité de carburant à fournir soit limitée à la plus basse des valeurs limites. L'invention a également pour objet un dispositif de commande de moteur qui travaille conformément au procédé défini ci-dessus. L'augmentation des émission de fumées, par exemple lors de l'accélération, peut être mis au compte d'un manque d'air. En raison de conditions thermiques dans la chambre de combustion, la formation de particules est plus forte lors d'une variation de charge. Pour cette raison, en cas de régime non stationnaire, comme cela se produit, par exemple, lors de l'accélération, la proportion d'air (rapport de la quantité d'air à la quantité de carburant) doit être augmentée pour permettre un fonctionnement du moteur à combustion interne sans émissions de fumées. En se basant sur la proportion minimale d'air relevée, pour laquelle un fonctionnement sans fumées est assuré pour le moteur à combustion interne, on peut alors déterminer, pour chaque masse d'air constatée à l'instant donné, la valeur limite d'une quantité maximale de carburant qui permette, dans tous les cas, un fonctionnement sans fumées. La quantité de consigne du carburant à fournir au moteur pour un comportement de marche souhaité est alors limitée à cette valeur limite. Si la quantité de consigne pour le carburant se trouve au- dessous de cette valeur limite, on envoie cette quantité de consigne du carburant, sans changement, au moteur à combustion interne. Si, par contre, elle se trouve au-dessus de la valeur limite, la quantité de consigne du carburant subit, par suite de la façon de procéder selon l'invention, une réduction correspondante la ramenant à cette valeur limite. Comme la proportion minimale d'air et la masse d'air sont déterminées en continu, on peut ainsi garantir constamment un fonctionnement sans fumées. Avantageusement, la proportion minimale d'air en régime non stationnaire du moteur à combustion interne est déterminée en se basant sur la pression de charge du moteur à combustion interne ou sur la différence entre la pression de charge et la pression ambiante. Par contre, en régime stationnaire du moteur à combustion interne, la proportion minimale d'air peut être fixée à une valeur prédéfinie. On décrira ci-après plus en détail un exemple d'exécution de l'invention, en référence au dessin. La figure sert à présenter un exemple d'exécution du procédé selon l'invention. Tout d'abord, on relève la valeur actuelle PWG de la position de la pédale d'accélérateur du véhicule équipé du moteur à combustion interne à commander, puis on détermine la différence PWG-Diff en comparant cette valeur à la valeur précédente correspondant à la pédale d'accélérateur. A l'étape 1 du procédé, on examine si la différence de valeur PWG-Diff de la position de la pédale d'accélérateur dépasse une valeur de seuil prédéfinie. Si ce n'est pas le cas, on détermine, à une étape 2, la différence pLDiff de pression de charge entre la valeur de consigne pLSoll de la pression de charge et la valeur pLD de la pression de charge constatée. A l'étape 3, on examine ensuite si la différence pLDiff de pression de charge est supérieure à zéro. Si ce n'est pas non plus le cas, on détermine, à l'étape 5, la proportion minimale d'air À- min au moyen d'une valeur dite "stationnaire" X-min-stat fixée pour le régime stationnaire du moteur à combustion interne. Par contre, si la différence de pression de charge pLDiff est supérieure à zéro, ou si la différence de la valeur PWG-Diff correspondant à la position de la pédale d'accélérateur dépasse le seuil prédéfini (régime non stationnaire), on détermine, à l'étape 4, la proportion minimale d'air en se basant sur la pression de charge pLD. Dans ce cas, on déduit de la pression de charge pLD la pression ambiante pat constatée, étant entendu que la proportion minimale d'air en régime non stationnaire correspond à une fonction f(pLD-pat) de cette différence. A une étape 6, on détermine ensuite la valeur limite pour la quantité maximale de carburant Me-Max pour un fonctionnement sans fumées, à partir de la proportion minimale d'air et de la masse d'air actuelle relevée. De plus, à une étape 7, on détermine, à partir de la valeur actuelle PWG correspondant à la pédale d'accélérateur et à partir de la vitesse de rotation n, une quantité de consigne Me-Soll, souhaitée, pour le carburant. Mais comme la quantité de consigne Me-Soll pour le carburant peut se trouver au-dessus de la possibilité de marche du véhicule, on limite, à l'étape 8, la modification de quantité. On détermine alors une valeur de modification maximale permise pour la quantité de carburant en se basant sur les anciennes valeurs précédentes Me-alt de la masse de carburant et de la vitesse de rotation n-alt, ainsi que sur les nouvelles valeurs actuelles n-akt de la vitesse de rotation et de la masse de consigne souhaitée du carburant Me-Wunsch. A l'étape 9, on peut ensuite déterminer la quantité de consigne Me-Soll pour le carburant, en additionnant la valeur ancienne Me-alt et la valeur de modification dMe/dt de la quantité de carburant. De plus, à une étape 10, en se basant sur la vitesse de rotation n, la température du moteur Tmot et la pression ambiante pat, on détermine une nouvelle valeur limite pour la quantité de carburant, valeur qui correspond au couple de rotation maximal possible du moteur à combustion interne. De plus, à une étape 11, la quantité de consigne du carburant est limitée à la plus petite de ces valeurs limites, et, à une étape 12, elle est donnée comme la quantité de consigne du carburant effectivement valable. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déterminer la quantité de carburant à fournir à un moteur à combustion interne, dans lequel on détermine, sur la base d'un comportement souhaité de fonctionnement du moteur à combustion interne, une quantité de consigne pour le carburant, on détermine la proportion minimale d'air pour laquelle un fonctionnement sans fumées est possible, on détermine, en se basant sur la proportion minimale d'air et sur la masse d'air mesurée, une valeur limite de la quantité maximale de carburant, la quantité de carburant à fournir étant limitée à cette valeur limite, caractérisé en ce que la proportion minimale d'air est déterminée, en régime non stationnaire, en se basant sur la différence entre la pression de charge et la pression ambiante. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la proportion minimale d'air, en régime stationnaire du moteur à combustion interne, est fixée à une valeur prédéfinie. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'en se basant sur la différence des valeurs de position de la pédale d'accélérateur, on détermine si on est en présence d'un régime non stationnaire. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on détermine la différence de pression entre la pression de charge réelle et la pression de charge de consigne et en ce que, de plus, on détermine que l'on est en présence d'un régime de fonctionnement non stationnaire si la différence des pressions de charge est supérieure à zéro, ou si la différence des valeurs correspondant à la position de la pédale d'accélérateur dépasse une valeur de seuil prédéfinie. 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'en se basant sur la valeur de pédale et sur la vitesse de rotation, on détermine une quantité souhaitée de carburant, et en ce que la quantité de consigne pour le carburant est fixée par une limitation de la modification de la quantité souhaitée pour le carburant. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la limitation de la modification de la quantité est obtenue en se basant sur les anciennes valeurs précédentes de la quantité de carburant et de la vitesse de rotation, ainsi que sur les nouvelles valeurs actuelles de la vitesse de rotation et de la quantité de consigne pour le carburant. 7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'en se basant sur la vitesse de rotation, sur la température du moteur à combustion interne et sur la pression ambiante, on détermine une nouvelle valeur limite pour une quantité de carburant pour laquelle on obtient le couple maximal du moteur à combustion interne, et en ce que la quantité de carburant à fournir est limitée à la plus basse des valeurs limites. 8. Dispositif de commande de moteur qui travaille conformément au procédé suivant l'une des revendications précédentes.