Brevet FR2759116A1 — publié le 19980807

La présente invention concerne un procédé de commande d'un moteur à combustion interne auquel sont associés un premier capteur de position de pédale et un second capteur de position de pédale qui relèvent chacun la position d'une pédale d'accélérateur, un fonctionnement de secours du moteur à combustion interne étant commandé lorsqu'une défaillance soit du premier, soit du second capteur de position de pédale est constatée, tandis qu'un signal de réglage pour au moins un organe de réglage du moteur à combustion interne est déduit, dans le fonctionnement de secours, de la position de la pédale d'accélérateur relevée par le capteur de position de pédale non défaillant. Un procédé de commande d'un moteur à combustion interne est décrit dans DE 44 06 088 A1. Deux capteurs de position de pédale, qui relèvent chacun la position d'une pédale d'accélérateur, sont associés au moteur. Lorsqu'une défaillance de l'un des deux capteurs est constatée, une unité de commande calcule une valeur de consigne d'ouverture, destinée au papillon des gaz, à partir de la position de la pédale d'accélérateur relevée par le capteur non défaillant. Toutefois, dans le procédé connu ou dans le dispositif connu, il existe le risque qu'un véhicule, dans lequel le moteur est disposé, accélère d'une manière non contrôlée lorsque le second capteur fait aussi l'objet d'une défaillance. L'invention a pour but de fournir un procédé et un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne qui assure un fonctionnement de secours sûr et un fonctionnement de secours confortable du moteur à combustion interne. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé, du type générique défini en introduction, qui est - caractérisé en ce qu'une valeur de consigne du couple appliqué à un arbre du groupe moteur est déterminée en fonction de la position de la pédale d'accélérateur et en ce que la valeur de consigne est limitée, dans le fonctionnement de secours, à une valeur de consigne de fonctionnement de secours qui dépend d'au moins une grandeur de fonctionnement, ou est - caractérisé en ce qu'une valeur de consigne d'un débit massique d'air par course de cylindre, que chaque cylindre admet pendant un cycle, est limitée, dans le fonctionnement de secours, à un débit massique d'air de secours qui dépend d'au moins une grandeur de fonctionnement, ou est - caractérisé qu'une valeur de consigne d'un débit massique d'air est déterminée en fonction de la position de la pédale d'accélérateur et en ce que la valeur de consigne du débit massique d'air est limitée, dans le fonctionnement de secours, à une valeur de consigne de fonctionnement de secours qui dépend d'au moins une vitesse de rotation. Dans la première solution, la valeur de consigne du couple appliqué à un arbre du groupe moteur est limitée, dans un premier fonctionnement de secours, à une valeur de consigne de fonctionnement de secours qui dépend d'au moins une grandeur de fonctionnement. La valeurs de consigne de fonctionnement de secours est prévue de façon que, pour le couple effectif appliqué à l'arbre qui correspond à cette valeur de consigne, seule une faible accélération du véhicule soit possible, mais celle-ci suffisant pour un comportement de conduite confortable. Les grandeurs de la valeur de consigne de fonctionnement de secours sont de préférence déterminées au moyen de mesures pendant un essai de conduite et déposées dans une table caractéristique en fonction d'au moins une grandeur de fonctionnement. L'arbre du groupe moteur est de préférence le vilebrequin ou l'arbre de sortie de la boîte de vitesses. Dans le cas de la troisième solution, il peut aussi être prévu que la valeur de consigne de fonctionnement de secours dépende en outre d'un rapport d'une boîte de vitesses. Dans le cas des trois solutions, il peut aussi être prévu que le fonctionnement de secours soit commandé lorsque la différence entre les positions relevées de la pédale d'accélérateur est supérieure à une valeur de seuil (SW) préfixée. Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont exposés ci-après en regard des dessins schématiques. On voit: à la figure 1, un moteur à combustion interne comportant un dispositif de commande du moteur, à la figure 2, la première partie d'un ordinogramme d'un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, à la figure 3, la seconde partie de l'ordinogramme du premier mode de mise en oeuvre de l'invention, à la figure 4, la seconde partie de l'ordinogramme conformément à un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention et, à la figure 5, la seconde partie de l'ordinogramme conformément à un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention. Les éléments ayant les mêmes structure et fonction sont désignés par les mêmes repères. Un moteur à combustion interne (figure 1) comprend une conduite d'admission 1 dans laquelle est disposé un papillon des gaz 10 et un bloc moteur 2 qui comprend un cylindre 20, auquel sont associés un piston 21, une bielle 22 et une bougie d'allumage 23, et qui comprend un vilebrequin 24. La bielle 22 est couplée au piston 21 et au vilebrequin 24. Il est prévu un injecteur 3 qui est associé à un système d'injection individuelle et est disposé sur la conduite d'admission 1 au voisinage du cylindre 20. Le moteur à combustion interne comprend par ailleurs une conduite d'échappement 4 dans laquelle un catalyseur 40 est disposé. Le moteur est représenté à la figure 1 avec un seul cylindre 20. Il peut toutefois comporter aussi plusieurs cylindres. L'injecteur peut aussi être associé à un système d'injection centrale ou à un système d'injection directe. Il est prévu un dispositif 6 servant à commander le moteur à combustion interne qui relève plusieurs grandeurs mesurées au moyen de capteurs et détermine, en fonction d'au moins une grandeur mesurée, un ou plusieurs signaux de réglage qui commandent chacun un appareil de réglage. Les capteurs sont un premier capteur de position de pédale 71, qui relève une position de pédale PV de la pédale d'accélérateur 8, un second capteur de position de pédale 72, qui relève la position de pédale PV de la pédale d'accélérateur 8, un capteur de position de papillon des gaz 11, qui relève une valeur réelle THRAV d'un angle d'ouverture du papillon des gaz 10, un débitmètre d'air 12, qui relève une valeur réelle MAFAV du débit massique d'air, et/ou un capteur de pression de tuyau d'admission 13, qui relève une pression de tuyau d'admission MAP, un capteur de température 14, qui relève une température ambiante, un capteur de vitesse de rotation 25, qui relève une vitesse de rotation N du vilebrequin 24, et une sonde d'oxygène 41 qui relève la teneur en oxygène résiduel des gaz d'échappement et qui associe à celle-ci un paramètre d'air LAMAV. Le premier capteur de position de pédale 71 et le second capteur de position de pédale 72 produisent respectivement un premier signal PVS1 et un second signal PVS2 qui représentent la position de pédale PV de la pédale d'accélérateur. Les grandeurs de fonctionnement comprennent les grandeurs mesurées et des grandeurs déduites de celles-ci, telles qu'une pression ambiante. Les appareils de réglage comprennent chacun un entraînement de réglage et un organe de réglage. L'entraînement de réglage est un entraînement par moteur électrique, un entraînement électromagnétique, un entraînement mécanique ou un autre entraînement connu du spécialiste. Les organes de réglage sont réalisés sous forme d'un papillon des gaz, d'un injecteur, d'une bougie d'allumage ou d'un commutateur entre deux tronçons différents de tuyau d'admission. Dans ce qui suit, on se réfère aux appareils de réglage chaque fois au moyen de l'organe de réglage associé. Le dispositif de commande du moteur à combustion interne est de préférence réalisé sous forme d'une commande de moteur de type électronique. Il peut toutefois comporter aussi plusieurs appareils de commande qui sont reliés entre eux d'une manière électriquement conductrice, comme par exemple au moyen d'un système de bus. Dans un premier mode de mise en oeuvre de l'invention (figure 2), le procédé conforme à l'invention débute au pas Sl. Le premier signal PVSl et le second signal PVS2 sont saisis au pas S2. Au pas S3, on vérifie si le premier signal présente une valeur plausible. A cet effet, on vérifie si le premier signal PVSl est situé dans un domaine de tension admissible, par exemple entre 0,5 V et 4,5 V. Si tel est le cas, on passe à un pas S4 o, comme au pas S3, on vérifie si le second signal PVS2 présente une valeur plausible. Si le second signal n'est pas plausible, on passe au pas S5 o l'état de fonctionnement BZ passe en premier fonctionnement de secours NL1. Enfin, à un pas S6, on détermine la position PV de la pédale d'accélérateur au moyen du premier signal PVSl. Si, au pas S4, le signal est reconnu comme plausible, le programme passe à un pas S7 o on vérifie si la valeur de la différence du premier et du second signaux PVSl, PVS2 est inférieure à une valeur de seuil SW préfixée. Si tel est le cas, on passe, au pas S8 o l'état de fonctionnement BZ passe en fonctionnement normal NORM. Alors, au pas S8a, on détermine la position PV de la pédale d'accélérateur au moyen du premier signal PVSl. Si la condition du pas S7 n'est pas remplie, on passe à un pas S9 et l'état de fonctionnement passe en premier fonctionnement de secours NL1. Il n'est pas possible de déterminer quel capteur de position de pédale est effectivement défaillant. On calcule alors la position PV de la pédale d'accélérateur 8 à un pas S9a au moyen d'un choix de minimum entre le premier et le second signaux PVS1, PVS2. La forme sous laquelle la condition est présentée au pas S7 importe peu pour l'invention. C'est ainsi qu'il peut aussi être prévu de vérifier si la somme du premier et du second signaux PVS1, PVS2 est égale à la valeur de seuil SW préfixée ou si le rapport entre le premier signal PVSl et le second signal PVS2 est plus petit que la valeur de seuil SW préfixée. Si, au pas S3, le premier signal PVS1 n'est pas plausible, on passe alors au pas S10 o l'état de fonctionnement passe en premier fonctionnement de secours NL1. A un pas Sll, on vérifie si le second signal PVS2 est plausible. A cet effet, on vérifie de préférence si le frein du véhicule est actionné, ce qui peut par exemple être constaté au vu d'un signal de contacteur de stop. Une comparaison établit si, lorsque le frein est actionné, le second signal présente une valeur (par exemple 0,7 V) qui représente une position de fonctionnement de ralenti de la pédale d'accélérateur 8. Si tel n'est pas le cas, on passe à un pas S12 et l'état de fonctionnement passe en second fonctionnement de secours NL2. Dans le second fonctionnement de secours NL2, le premier et le second capteurs de position de pédale 71, 72 sont l'un et l'autre reconnus comme défaillants. Dans le cas contraire, on passe à un pas Slla o on détermine la position PV de la pédale d'accélérateur 8 au moyen du second signal PVS2. Une valeur de consigne MAFSP du débit massique d'air est déterminée à un pas S14 (figure 3). Cette valeur de consigne MAFSP du débit massique d'air est déterminée à partir d'une table caractéristique en fonction de la position de pédale et de la vitesse de rotation N et/ou d'autres grandeurs de fonctionnement. Dans un mode plus confortable de mise en oeuvre de l'invention, il est prévu un modèle physique de la conduite d'admission 1 qui modélise l'évolution dynamique du débit massique d'air dans cette conduite 1 et au moyen duquel la valeur de consigne MAFSP de ce débit est calculée. A un pas S15, on vérifie si le moteur à combustion interne se trouve dans l'état de fonctionnement normal NORM. Si tel est le cas, on passe à un pas S16. A un pas S17, si l'état de fonctionnement BZ correspond au premier fonctionnement de secours NL1, on passe au pas S18. A ce pas S18, on détermine une valeur de consigne de fonctionnement de secours MAF LIH SP du débit massique d'air au moyen d'une première table caractéristique KF1 en fonction de la vitesse de rotation N. La première table caractéristique KF1 est appliquée de telle manière que, dans le cas de faibles vitesses de rotation N, la valeur de consigne de fonctionnement de secours MAFLIH SP du débit massique d'air corresponde à un débit d'air massique par course de cylindre qui, pour de faibles vitesses de rotation, est situé par exemple à % du débit d'air massique maximal par course de cylindre, pour des vitesses de rotation moyennes, par exemple à 40% de celui-ci et, pour des vitesses de rotation élevées, par exemple à 60% de celui-ci. Le débit massique d'air par course de cylindre s'obtient au moyen du débit massique d'air qui est admis par un cylindre 10 pendant un cycle du moteur à combustion interne. A un pas S19, on associe à la valeur de consigne MAFSP le résultat d'un choix de minimum entre la valeur de consigne de fonctionnement de secours MAFLIHSP et la valeur de consigne MAF_SP du débit d'air massique. Si le premier ou le second capteur de position de pédale 71, 72 est défaillant et si alors, en outre, respectivement le second ou le premier capteur de position de pédale 71, 72 fait l'objet d'une défaillance, cela ne peut, suivant les conditions, être constaté que lorsque le frein est actionné. Si, toutefois, le conducteur n'actionne pas alors le frein, parce qu'il ne sait par exemple pas comment il doit réagir, une valeur de consigne MAFSP du débit massique d'air trop élevée est calculée en fonction de la position déterminée PV de la pédale d'accélérateur 8. Si cette valeur de consigne MAFSP dépasse la valeur de consigne de fonctionnement de secours MAFLIHSP associée, la valeur de consigne MAFSP est alors limitée à la valeur de consigne de fonctionnement de secours MAFLIH SP et on n'en arrive pas à une accélération non contrôlée du véhicule. Le conducteur peut alors réagir convenablement et actionner le frein. La première table caractéristique KF1 est appliquée de telle manière que, pour la vitesse de rotation N à l'instant considéré et pour la valeur de consigne de fonctionnement de secours MAFLIHSP du débit massique d'air qui lui est associée, le moteur ne fournit sur le vilebrequin 24 qu'un couple de fonctionnement de secours pour lequel on a l'assurance que le véhicule n'est pas accéléré avec une intensité inadmissible, mais qu'est néanmoins possible un comportement de conduite confortable, pour lequel plus précisément le véhicule peut maintenir sa vitesse dans le plan ou accélérer légèrement. Au pas S16, on détermine une valeur de consigne THRSP au moyen d'une deuxième table caractéristique KF2 en fonction de la valeur de consigne MAFSP du débit massique d'air et de la vitesse de rotation N. La valeur de consigne THR SP est de préférence corrigée d'une manière multiplicative ou additive par une valeur de correction. Cette valeur de correction dépend de la température de l'air d'admission et/ou de la pression ambiante. A un pas S21, le papillon des gaz 10 est réglé d'une manière correspondant à la valeur de consigne THRSP de l'angle d'ouverture de ce papillon. A cet effet, il est prévu, dans le dispositif 6 de commande du moteur à combustion interne, un régulateur approprié qui présente de préférence un comportement proportionnel, intégral et différentiel et dont la différence de régulation est formée à partir de la valeur de consigne THRSP et de la valeur réelle THR_AV de l'angle d'ouverture. Si le papillon des gaz comporte un entraînement de réglage de position intelligent, cet entrainement contient alors aussi le régulateur. Le procédé est alors terminé au pas S22. Il est de préférence démarré d'une manière périodique. Le deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention conforme à la figure 4 diffère du premier mode de mise en oeuvre conforme à la figure 3 par le fait que le pas S18 est remplacé par le pas S18a. Au pas S18a, on détermine la valeur de consigne de fonctionnement de secours MAFLIH SP du débit massique d'air en fonction d'une troisième table caractéristique KF3 qui dépend de la vitesse de rotation N et d'un rapport GV de la boîte de vitesses. La troisième table caractéristique KF3 est appliquée de telle manière qu'à des rapports inférieurs, la valeur de consigne de débit massique d'air MAFSP soit limitée de manière qu'une réaction relativement faible du véhicule soit possible, tandis qu'à des rapports supérieurs, la valeur de consigne MAF SP du débit massique d'air est peu limitée, étant donné que, dans ce cas déjà, aucune réaction dangereuse du véhicule n'est plus possible en raison de la résistance de l'air plus élevée et du rapport de boîte plus élevé. Dans un troisième exemple de réalisation, à un pas S33, on détermine une valeur de consigne TQSP du couple appliqué à un arbre situé dans le groupe moteur du moteur à combustion interne. Le groupe moteur comprend le moteur et une boîte de vitesses non représentée qui est réalisée sous forme d'une boîte à passage manuel ou sous forme d'une boîte automatique. L'arbre situé dans le groupe moteur est le vilebrequin ou l'arbre de sortie de la boîte de vitesses. La valeur de consigne TQ_SP du couple est déterminée en fonction de la position PV de la pédale d'accélérateur 8, de la vitesse de rotation N et éventuellement d'autres grandeurs de fonctionnement. Par ailleurs, d'une manière avantageuse, il est aussi possible de tenir compte du couple prescrit pour une régulation antiglissement, un régulateur de ralenti, un régulateur de couple de frein moteur ou un "tempomate", ainsi que du couple exigé par des appareils, tels qu'une génératrice ou un compresseur de conditionnement d'air. Au pas S34, on vérifie si le moteur se trouve dans l'état de fonctionnement BZ du fonctionnement normal NORM. Si tel est le cas, le traitement est poursuivi à un pas S35. Si cela n'est pas le cas, on vérifie, au pas S36, si le moteur se trouve dans l'état de fonctionnement BZ du premier fonctionnement de secours NL1. Si tel est le cas, on passe à un pas S37 o on détermine une valeur de consigne de fonctionnement de secours TQ_LIHSP du couple au moyen d'une quatrième table caractéristique KF4 en fonction de la vitesse de rotation N et du rapport de boîte GV. La quatrième table caractéristique KF4 est appliquée de telle manière que le véhicule ne puisse pas être accéléré d'une manière non contrôlée, lorsque la valeur de consigne de fonctionnement de secours LIH_TQ du couple est préfixée en tant que valeur de consigne TQ_SP, mais qu'est encore par ailleurs possible un comportement de conduite confortable. Dans un mode de réalisation plus simple, on détermine la valeur de consigne de fonctionnement de secours TQLIHSP du couple au moyen d'une cinquième table KF5 uniquement en fonction de la vitesse de rotation N. A un pas S38, la valeur de consigne TQ_SP est limitée au moyen d'un choix minimal entre la valeur de consigne de fonctionnement de secours LIH _TQ du couple et la valeur de consigne TQSP du couple, à la plus petite des deux valeurs. Le traitement se poursuit alors au pas S35. Si, au pas S36, le moteur ne se trouve pas dans l'état de fonctionnement BZ du premier fonctionnement de secours NL1, il se trouve alors dans l'état de fonctionnement BZ du second fonctionnement de secours NL2. A un pas S40, une valeur de consigne de ralenti du couple TQSP est affectée à la valeur de consigne TQIS du couple. Le traitement se poursuit alors au pas S35. A celui-ci, on détermine une valeur de consigne TQISP du couple effectif qui tient compte de pertes par frottement, du changement de gaz et des appareils. La valeur de consigne THR_SP de l'angle d'ouverture du papillon des gaz est calculée au moyen de la valeur de consigne TQI SP du couple effectif et de la vitesse de rotation N. Les calculs nécessaires pour calculer la valeur de consigne THRSP de l'angle d'ouverture peuvent être constitués par la résolution d'une équation différentielle qui tient compte de l'évolution dynamique de l'air dans le groupe moteur 1 et aussi de la pression ambiante et de la température de l'air d'admission. Toutefois, en variante, on peut aussi préfixer une table caractéristique au moyen de laquelle la valeur de consigne THR SP de l'angle d'ouverture est déterminée. La valeur de consigne THRSP peut aussi être déterminée en tenant compte d'autres grandeurs de fonctionnement, telles que de préférence la pression ambiante et la température de l'air d'admission. Le traitement se poursuit alors au pas S21 et se termine au pas S22. Dans un mode plus confortable de réalisation du troisième exemple de mise en oeuvre de l'invention, la valeur de consigne TQSP du couple est en outre réglée au moyen d'un réglage de l'angle d'allumage, au moyen d'une coupure de cylindre ou au moyen d'une variation du paramètre d'air. Les tables caractéristiques sont établies chacune au moyen de mesures effectuées sur un banc d'essai de moteur ou au moyen d'un essai de conduite. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un moteur à combustion interne auquel sont associés un premier capteur de position de pédale (71) et un second capteur de position de pédale (72) qui relèvent chacun la position (PV) d'une pédale d'accélérateur (8), un fonctionnement de secours (NL1) du moteur à combustion interne étant commandé lorsqu'une défaillance soit du premier, soit du second capteur de position de pédale (71, 72) est constatée, tandis qu'un signal de réglage pour au moins un organe de réglage du moteur à combustion interne est déduit, dans le fonctionnement de secours (NL1), de la position de la pédale d'accélérateur (8) relevée par le capteur de position de pédale (71, 72) non défaillant, caractérisé en ce qu'une valeur de consigne (TQ_SP) du couple appliqué à un arbre du groupe moteur est déterminée en fonction de la position de la pédale d'accélérateur (PV) et en ce que la valeur de consigne (TQSP) est limitée, dans le fonctionnement de secours (NL1), à une valeur de consigne de fonctionnement de secours (TQ_LIH_SP) qui dépend d'au moins une grandeur de fonctionnement. 2. Procédé de commande d'un moteur à combustion interne auquel sont associés un premier capteur de position de pédale (71) et un second capteur de position de pédale (72) qui relèvent chacun la position (PV) d'une pédale d'accélérateur (8), un fonctionnement de secours (NL1) du moteur à combustion interne étant commandé lorsqu'une défaillance soit du premier, soit du second capteur de position de pédale (71, 72) est constatée, tandis qu'un signal de réglage pour au moins un organe de réglage du moteur à combustion interne est déduit, dans le fonctionnement de secours (NL1), de la position de la pédale d'accélérateur (8) relevée par le capteur de position de pédale (71, 72) non défaillant, caractérisé en ce qu'une valeur de consigne d'un débit massique d'air par course de cylindre, que chaque cylindre admet pendant un cycle, est limitée, dans le fonctionnement de secours (NL1), à un débit massique d'air de secours qui dépend d'au moins une grandeur de fonctionnement. 3. Procédé de commande d'un moteur à combustion interne auquel sont associés un premier capteur de position de pédale (71) et un second capteur de position de pédale (72) qui relèvent chacun la position (PV) d'une pédale d'accélérateur (8), un fonctionnement de secours (NL1) du moteur à combustion interne étant commandé lorsqu'une défaillance soit du premier, soit du second capteur de position de pédale (71, 72) est constatée, tandis qu'un signal de réglage pour au moins un organe de réglage du moteur à combustion interne est déduit, dans le fonctionnement de secours (NL1), de la position de la pédale d'accélérateur (8) relevée par le capteur de position de pédale (71, 72) non défaillant, caractérisé en ce qu'une valeur de consigne (MAF_SP) d'un débit massique d'air est déterminée en fonction de la position de la pédale d'accélérateur (PV) et en ce que la valeur de consigne (MAFSP) du débit massique d'air est limitée, dans le fonctionnement de secours (NL1), à une valeur de consigne de fonctionnement de secours (MAFLIH_SP) qui dépend d'au moins une vitesse de rotation (N). 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la valeur de consigne de fonctionnement de secours (MAF_LIH_SP) dépend en outre d'un rapport (GV) d'une boîte de vitesses. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fonctionnement de secours (NL1) est commandé lorsque la différence entre les positions relevées (PV) de la pédale d'accélérateur (8) est supérieure à une valeur de seuil (SW) préfixée.