Brevet FR2752882A1 — publié le 19980306

L'invention concerne un procédé de commande d'un moteur à combustion interne d'un véhicule à l'aide d'une uni- té de commande saisissant les données de fonctionnement du moteur à combustion interne pour les traiter dans une unité de calcul et commander en fonction des données de fonctionne- ment saisies, des actionneurs influençant l'état de fonction- nement du moteur à combustion interne. De tels procédés sont connus depuis longtemps. Selon ce procédé, on détecte en continu les données de fonc- tionnement du moteur dans la commande, on exploite ces don- nées dans des unités de commande et en fonction des données exploitées, on agit sur des actionneurs modifiant par exemple le temps d'injection, le temps de fermeture, l'instant de l'allumage, le rapport de détection du ralenti et la réinjec- tion des gaz d'échappement. Tous ces procédés connus ont en commun de détec- ter et d'exploiter uniquement les données de fonctionnement du moteur et de commander les actionneurs selon les données de fonctionnement. De tels procédés servent notamment à ré- duire efficacement l'émission de produits polluants par le moteur à combustion interne. La difficulté de tels procédés est de ne pas te- nir compte des influences de l'environnement. Par exemple les valeurs d'ozone ou encore de dioxyde de carbone, d'oxydes d'azote, d'hydrocarbures, de monoxyde de carbone et de dioxyde de soufre de l'environnement ne sont pas prises en compte complètement pour la commande des moteurs. Or précisément, récemment on a imposé des inter- dictions de circulation, des limitations de vitesse et autres limitations de circulation des véhicules à cause des teneurs en ozone trop élevées dans l'air ambiant ou du moins pour en tenir compte. Pour cela, on a détecté la teneur en ozone de l'air ambiant avec des capteurs d'ozone; on a exploité les valeurs et en fonction des valeurs obtenues, on a émis des limitations de vitesse, des interdictions de circuler ou au- tres interdictions. Cela nécessite des moyens techniques sup- plémentaires ainsi qu'une gestion. De plus cela ne garantit pas que les interdictions soient respectées par tous-les uti- lisateurs La présente invention a pour but de créer un pro- cédé de commande d'un moteur à combustion interne d'un véhi- cule correspondant au type défini ci-dessus pour permettre de tenir compte de l'influence de l'environnement sur la com- mande du moteur à combustion interne avec des moyens techni- ques aussi simples que possible. Ce problème est résolu selon un procédé de com- mande d'un moteur à combustion interne d'un véhicule corres- pondant au type défini ci-dessus, caractérisé en ce que, à l'aide d'au moins un capteur, on saisit la concentration d'au moins un composant de l'air ambiant, on traite le signal dans l'unité de commande et on agit sur les actionneurs en fonc- tion de la concentration saisie d'au moins une composante de l'air ambiant. La saisie de la concentration d'au moins un com- posant et ainsi en principe la saisie de la composition de l'air ambiant, le traitement des données saisies dans l'unité de commande et l'action sur les actionneurs en fonction de la concentration détectée d'au moins un composant de l'air am- biant a l'avantage particulièrement important que la commande du moteur à combustion interne d'un véhicule se fait en fonc- tion de l'influence de l'environnement. Le moteur à combus- tion interne est commandé ainsi non seulement en fonction des données de fonctionnement propres, saisies mais également d'une manière particulièrement avantageuse en plus et en fonction de la concentration d'au moins un composant de l'air ambiant c'est-à-dire en fonction des influences de l'environnement. Il est clair que le traitement des influen- ces de l'environnement ainsi saisies se fait en parallèle et en combinaison avec le traitement des données de fonctionne- ment du moteur à combustion interne. Cela présente l'avantage particulièrement impor- tant que le moteur à combustion interne et ainsi également l'ensemble du véhicule sont commandés par l'unité de commande pour que le véhicule soit plus respectueux de l'environnement. Du point de vue purement des principes, pour dé- tecter la concentration d'au moins un composant de l'air am- biant, on utilise différents capteurs. De préférence, les capteurs servant à saisir la concentration d'au moins un composant de l'air ambiant sont des capteurs d'ozone, des capteurs de dioxyde de carbone, des capteurs d'oxyde d'azote, des capteurs d'hydrocarbures (HC), des capteurs de monoxyde de carbone ou des capteurs de dioxyde de soufre, car les véhicules eux-mêmes génèrent du dioxyde de carbone, des oxydes d'azote, des hydrocarbures, du dioxyde de soufre ainsi que du monoxyde de carbone et parti- cipent à une concentration élevée de l'ozone en particulier lorsque les températures ambiantes sont élevées. Les données de fonctionnement des moteurs trai- tées en combinaison avec les influences de l'environnement détectées et évoquées ci-dessus sont notamment la quantité d'air aspiré et/ou la température du moteur à combustion in- terne et/ou la composition des gaz d'échappement et/ou la température de l'air aspiré. De manière avantageuse, les actionneurs influen- cent l'instant de l'allumage et/ou la durée d'injection et/ou la durée de fermeture et/ou le rapport de travail du ralenti et la réinjection des gaz d'échappement et/ou la vi- tesse de rotation du moteur à combustion interne et/ou la vi- tesse du véhicule et/ou la régulation du coefficient lambda. Cela permet d'agir sur l'ensemble du véhicule d'une manière particulièrement simple, par exemple de réduire la vitesse ou de faire fonctionner le véhicule à un autre point de fonc- tionnement, plus favorable pour l'environnement; cela est particulièrement avantageux car tous les actionneurs de com- mande du moteur à combustion interne fournissant les données existent déjà, évitant toute installation supplémentaire. Le problème de l'invention est également résolu par un dispositif de commande d'un moteur à combustion in- terne d'un véhicule équipé de capteurs saisissant les données de fonctionnement, d'une unité de commande traitant les don- nées de fonctionnement et les exploitant et dont les action- neurs, soumis à l'unité de commande, influencent l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne; ce dispositif est caractérisé en ce qu'au moins un autre capteur qui dé- tecte la concentration d'au moins un composant de l'air am- biant est relié à l'unité de commande et cette unité de commande agit sur le moteur à combustion interne en fonction des données saisies par cet autre capteur. De préférence, on a un ou plusieurs des capteurs suivants: capteur d'ozone, capteur de dioxyde de carbone, capteur d'oxydes d'azote, capteur d'hydrocarbures, capteur de monoxyde de carbone et capteur de dioxyde de soufre, reliés à l'unité de commande. L'unité de commande fait de préférence partie d'une commande connue de moteur comprenant au moins un con- vertisseur d'entrée, des étages de sortie, une unité d'entrée/sortie, une unité de calcul centrale, une mémoire morte et une mémoire vive (enregistrement/lecture). Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: * les données de fonctionnement saisies sont choisies dans le groupe formé par la vitesse de rotation, la quantité' d'air aspiré, la température du moteur, la composition des gaz d'échappement, la température de l'air aspiré, l'état de charge actuel du moteur (FHM-, LMM-, capteurs p ou autres). * les actionneurs influencent l'instant d'allumage, la durée d'injection, le temps de fermeture, le rapport de travail du régulateur de ralenti, la réinjection des gaz d'échappement, la régulation lambda, la vitesse de rotation du moteur, la vitesse du véhicule. * le dispositif comprend un ou plusieurs capteurs: capteur d'ozone, de dioxyde de carbone, d'oxydes d'azote, de dioxyde de soufre, de monoxyde de carbone, d'hydrocarbures, ces capteurs étant reliés à l'unité de commande. * l'unité de commande est une commande de moteur connue en soi, comprenant au moins un convertisseur d'entrée, au moins un étage final de sortie, une unité entrée/sortie, une unité centrale de calcul, une mémoire morte et une mé- moire vive. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide du dessin annexé dans lequel l'unique figure montre un exemple de réalisation d'un dispo- sitif selon l'invention pour commander le moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Le procédé de commande du moteur à combustion in- terne sera le mieux décrit en liaison avec le dispositif re- présenté à la figure. Selon la figure, un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile comprend des capteurs saisissant des données de fonctionnement comme par exemple un capteur de charge, qui détecte le signal de charge en fonction de la pression p ou d'un capteur de débit massique d'air à fil chauffant HFM ou encore un débitmètre d'air LMM, un capteur de vitesse de rotation 110, un capteur détectant la composition des gaz d'échappement 115, un cap- teur de température 125 ainsi qu'un capteur 130 détectant le débit d'air et le cas échéant également d'autres paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne (capteurs non représentés). Il est en outre prévu un capteur 135 détectant la valeur de l'ozone, c'est-à-dire la concentration d'ozone de l'air ambiant, un capteur 140 détectant les valeurs des oxy- des d'azote NOX, c'est-à-dire la concentration des oxydes d'azote de l'air ambiant, un capteur 145 détectant la valeur C02 du dioxyde de carbone, c'est-à-dire la concentration de dioxyde de carbone de l'air ambiant, un capteur 130 détectant l'oxyde de soufre SO2, c'est-à-dire la concentration en dioxyde de soufre de l'air ambiant, un capteur 155 qui dé- tecte la valeur du monoxyde de carbone CO, c'est-à-dire la concentration de monoxyde de carbone de l'air ambiant et un capteur 160 qui détecte la valeur des hydrocarbures (HC), c'est-à-dire la concentration en hydrocarbure de l'air am- biant. Ces capteurs sont reliés à des convertisseurs d'entrée 210 d'une unité de commande 200. Les convertisseurs d'entrée 210 assurent par exemple une conversion analogi- que/numérique des données saisies par les capteurs. Ces don- nées sont appliquées par un élément entrée/sortie (I/O) 220 à une unité centrale de calcul (CPU) 230. L'unité centrale de calcul 230 traite et exploite les données saisies. Cette uni- té centrale de calcul 230 utilise ainsi de manière connue une mémoire morte (ROM) 240 et une mémoire vive (RAM) 250. Les données traitées sont émises par l'unité cen- trale de calcul 230 et transmises, par l'unité entrée/sortie 220, à des étages de sortie 260 qui commandent des organes de réglage (actionneurs) qui influencent l'instant de l'allumage et/ou le temps d'injection et/ou l'instant de fermeture et/ou le rapport de travail du régulateur de ralenti et la réinjec- tion des gaz d'échappement (AGR) et/ou la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et/ou la vitesse de l'ensemble du véhicule en fonction des signaux saisis par les capteurs 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160 ainsi que des valeurs traitées par l'unité centrale de calcul 230. Ce dispositif présente l'avantage par rapport aux dispositifs connus de permettre la mise en oeuvre d'un procé- dé de commande d'un moteur à combustion interne d'un véhicule tenant compte des influences de l'environnement et ainsi de faire fonctionner le moteur à combustion interne et l'ensemble du véhicule suivant les influences de l'environnement. La saisie supplémentaire des valeurs de l'ozone et/ou des oxydes d'azote et/ou des dioxydes de car- bone permet en effet de commander l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne et ainsi l'ensemble du véhicule suivant les influences de l'environnement. Cela permet par exemple à l'aide de la concentration en ozone élevée, détec- tée par le capteur 150, de réduire la vitesse de rotation et/ou plus généralement la vitesse du moteur à combustion in- terne pour qu'il y ait moins d'émission de matière nocive du moteur à combustion interne vers l'environnement. De façon correspondante, suivant les influences de l'environnement, on peut également modifier l'instant de l'allumage, l'instant de l'injection, le temps de fermeture, le rapport de travail du régulateur de ralenti, la régulation lambda et la réinjection des gaz d'échappement. Il est particulièrement avantageux que cette in- fluence se fasse en parallèle aux données de fonctionnement saisies en outre et concernant le moteur à combustion in- terne. Cela permet une réduction particulièrement optimale de l'émission des produits polluants. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne d'un véhicule à l'aide d'une unité de commande saisissant les don- nées de fonctionnement du moteur à combustion interne pour les traiter dans une unité de calcul et commander en fonction des données de fonctionnement saisies, des actionneurs in- fluençant l'état de fonctionnement du moteur à combustion in- terne, caractérisé en ce qu' à l'aide d'au moins un capteur (135, 140, 145, 150, 155, ), on saisit la concentration d'au moins un composant de l'air ambiant, on traite le signal dans l'unité de commande (200) et on agit sur les actionneurs en fonction de la con- centration saisie d'au moins une composante de l'air ambiant. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs de saisie de la concentration d'au moins un com- posant de l'air ambiant sont des capteurs choisis dans le groupe formé par les capteurs d'ozone (135), de dioxyde de carbone (145), d'oxydes d'azote (140), de dioxyde de soufre (150), de monoxyde de carbone (155) et d'hydrocarbures (160). 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les données de fonctionnement saisies sont choisies dans le groupe formé par la vitesse de rotation, la quantité d'air aspiré, la température du moteur, la composition des gaz d'échappement, la température de l'air aspiré, l'état de charge actuel du moteur (FHM-, LMM-, capteurs p ou autres). 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les actionneurs influencent l'instant d'allumage, la durée d'injection, le temps de fermeture, le rapport de travail du régulateur de ralenti, la réinjection des gaz d'échappement, la régulation lambda, la vitesse de rotation du moteur, la vitesse du véhicule. ) Dispositif de commande d'un moteur à combustion- interne d'un véhicule comprenant des capteurs saisissant les données de fonctionnement, une unité de commande qui traite les don- nées de fonctionnement et les exploite et des actionneurs commandés par l'unité de commande pour influencer l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que au moins un autre capteur saisit la concentration d'au moins un composant de l'air ambiant, ce capteur étant relié à l'unité de commande (200) qui commande les actionneurs en fonction des données fournies par cet autre capteur. 6 ) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' il comprend un ou plusieurs capteurs: capteur d'ozone (135), de dioxyde de carbone (140), d'oxydes d'azote (145), de dioxyde de soufre (150), de monoxyde de carbone (155), d'hydrocarbures (160), ces capteurs étant reliés à l'unité de commande. 7 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'unité de commande (200) est une commande de moteur connue en soi, comprenant au moins un convertisseur d'entrée (210), au moins un étage final de sortie (200), une unité en- trée/sortie (220), une unité centrale de calcul (230), une mémoire morte (240) et une mémoire vive (250)