Brevet FR2760488A1 — publié le 19980911

-4 PROCEDE DE CONTROLE DU PAPILLON D'UN MOTEUR THERMIQUE POUR VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne un procédé de contrôle du papillon d'un moteur thermique pour véhicule automobile, équipé d'un boîtier papillon des gaz motorisé et possédant une injection commandée électroniquement, ce contrôle étant effectué en particulier lors de la phase de démarrage. L'objectif de l'invention est d'assurer un démarrage immédiat du moteur d'un véhicule, sans calage ni noyage, par une alimentation correcte en mélange air- essence, indépendamment de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur par le conducteur. Lorsque ce dernier enfonce cette pédale, à partir de laquelle est commandé électroniquement le boîtier papillon, il provoque l'ouverture du papillon du circuit d'admission d'air, ce qui entraîne une augmentation du débit d'air admis dans le moteur. Dans le cas d'une injection commandée par un calculateur électronique, selon une loi de commande établie par cartographie à partir du régime du moteur et de la pression dans le collecteur, l'ouverture du papillon génère une augmentation du débit d'air, qui désadapte la richesse du mélange air-essence pendant la phase de démarrage. Cette désadaptation de la richesse peut provoquer entre autres des calages du moteur. Actuellement, la solution à ce problème est la préconisation du constructeur, sur le manuel d'utilisation du véhicule, invitant le client à démarrer sans toucher la pédale d'accélérateur. Par expérience, cette solution n'est pas fiable. Pour résoudre ce problème de manière parfaitement fiable, l'invention propose d'empêcher l'ouverture du boîtier papillon quelle que soit la position de la pédale d'accélérateur, pendant la phase de démarrage du moteur. Pour cela, l'objet de l'invention est un procédé de contrôle du papillon d'un moteur thermique pour véhicule automobile, à injection commandée par un calculateur électronique, équipé d'un boîtier papillon motorisé, placé dans le circuit d'admission d'air du moteur et dont l'ouverture est pilotée par le calculateur électronique en fonction de l'enfoncement de la pédale par le conducteur du véhicule, caractérisé en ce qu'il consiste à inhiber l'ouverture du boîtier papillon, quel que soit l'enfoncement de la pédale, pendant la phase de démarrage du moteur définie conjointement par l'arrêt du véhicule, l'entraînement du moteur par le démarreur et l'enfoncement de la pédale au-dessous d'un seuil de dénoyage prédéfini. En plus de la protection contre les calages, l'invention permet de protéger le moteur des régimes élevés en départ à froid, occasionnés par un enfoncement important de la pédale d'accélérateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description du procédé, faite en relation avec les dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est une coupe schématique d'un boîtier papillon motorisé placé dans un circuit d'admission d'air d'un moteur; - la figure 2 est la courbe de variation de la consigne d'ouverture du papillon en fonction de l'information délivrée par la pédale d'accélérateur; - la figure 3 est la courbe de variation de la consigne d'ouverture du papillon pendant le démarrage, selon l'invention. Dans le cas d'un moteur à combustion interne dont l'injection d'essence est pilotée par un calculateur électronique, en fonction de calibrations du régime moteur N et de la pression dans le collecteur, il est recommandé de ne pas toucher la pédale d'accélérateur pendant la phase de démarrage pour ne pas ouvrir le papillon. En effet, son ouverture engendre une augmentation du débit d'air provoquant une désadaptation de la richesse du mélange élaborée par le calculateur électronique. L'invention propose donc d'inhiber l'ouverture du boîtier papillon motorisé dont l'ouverture est pilotée par le calculateur électronique de contrôle du moteur, ouverture provoquée par l'action du conducteur du véhicule sur la pédale d'accélérateur. Avec un tel boîtier, le conducteur n'agit pas directement sur le papillon en modifiant l'enfoncement de la pédale, mais la position de cette pédale, repérée par un potentiomètre placé sous la pédale, délivre une information d'angle de la pédale, en degrés, au calculateur, qui calcule et applique alors une consigne d'ouverture du papillon. La figure 1 est une coupe schématique d'un boîtier papillon 2, placé dans le conduit d'admission d'air d'un moteur thermique, dans lequel le papillon 1 peut tourner autour d'un axe central 6 de façon à laisser passer une quantité variable d'air. Le papillon est ouvert d'un angle absolu a, défini à partir d'une position initiale a0 perpendiculaire à l'axe du conduit d'admission, cet angle a variant entre deux butées mécaniques qui font un angle amin et amax respectivement avec a0. En phase de régulation de ralenti du moteur, la consigne d'ouverture du papillon doit être fixée à une valeur CRR déterminée, pour assurer la régulation du régime au ralenti autour d'une valeur de consigne stable. Ainsi, le conducteur ouvre le boîtier papillon d'un angle correspondant à la consigne d'ouverture CBp, qui varie dans la plage des valeurs allant de l'angle CRR pour la régulation du ralenti à l'angle maximum amax, de sorte que la consigne absolue C d'ouverture du boîtier papillon est égale à la somme des consignes CRR et CBp: C = CRR + CBP La figure 2 est la courbe de variation de la consigne d'ouverture CBp du boîtier papillon due à l'enfoncement de la pédale d'accélérateur par le conducteur en fonction de l'angle ap de la pédale en degrés, traduisant cet enfoncement. En l'absence du procédé de contrôle selon l'invention, c'est une droite, dessinée en traits pointillés, traduisant la proportionnalité entre l'ouverture du boîtier papillon et l'enfoncement de la pédale se traduisant par la consigne obtenue. Le procédé de contrôle du moteur selon l'invention consiste à maintenir à une valeur nulle la consigne d'ouverture CBp du papillon, quelle que soit l'action du conducteur sur la pédale, jusqu'au démarrage du moteur. Cette inhibition de la consigne d'ouverture CBp, par le client, du boîtier papillon est rendue possible grâce au boîtier papillon motorisé, qui permet de désolidariser totalement la pédale d'accélérateur du papillon des gaz. C'est pourquoi la courbe en trait plein qui est, selon l'invention, la courbe de variation de la consigne d'ouverture CBp du papillon a une valeur nulle de l'instant initial tO jusqu'au démarrage du moteur à l'instant td. A partir du démarrage, la pédale d'accélérateur, qui est enfoncée alors d'un angle apd, retrouve son autorité sur le papillon et la courbe de CBp devient une droite traduisant la reprise en compte progressive de l'angle ap de la pédale. Dans le cas particulier décrit sur cette figure, la courbe va jusqu'à une valeur maximale de l'ouverture amax pour un enfoncement maximum de la pédale, "pied à fond". Le démarrage du moteur est considéré comme atteint à l'instant td quand son régime est supérieur à un seuil fixé par calibration et qu'il tourne effectivement en autorotation depuis une durée supérieure aussi à un seuil calibrable. Les conditions d'inhibition de l'ouverture du papillon par l'action du conducteur sont les suivantes: - le véhicule doit être arrêté; - le moteur est entraîné par le démarreur et lui seul après la mise sous contact; - la consigne pédale délivrée au calculateur électronique, en fonction de l'enfoncement réel de la pédale d'accélérateur par le conducteur, doit être inférieure à un seuil dit de dénoyage. Cette dernière condition signifie, qu'en cas de noyage du moteur, le conducteur est informé qu'il est nécessaire, pour dénoyer le moteur, d'enfoncer à fond la pédale d'accélérateur, ce qui entraîne la coupure de l'injection électronique du carburant. Cette possibilité de dénoyage doit être maintenue pour le conducteur, de sorte que le papillon doit pouvoir être ouvert en cas d'enfoncement maximum de la pédale d'accélérateur. Le moteur est considéré comme entraîné par le démarreur si les deux observations suivantes sont vraies simultanément: - le régime moteur est inférieur à un seuil calibrable, de l'ordre de 300 tours/minute par exemple. Au delà de ce seuil, il est en autorotation; - le moteur est en autorotation depuis une durée inférieure à un seuil calibrable, de l'ordre de quelques secondes. Dès qu'une des conditions citées auparavant n'est plus remplie, la pédale d'accélérateur retrouve son autorité sur l'ouverture du papillon des gaz. Le retour à la pleine autorité de la pédale est progressif pour laisser au conducteur le temps de relever le pied, s'il avait enfoncé la pédale, et éviter une trop forte envolée de régime correspondant à l'enfoncement de la pédale provoquant un fort débit d'air dans le collecteur. Cette progressivité est assurée par un pourcentage appliqué à l'angle ap de la pédale qui croît de 0 à 100 % dès qu'une des conditions d'application de l'interdiction d'ouverture n'est plus satisfaite. Dans ce cas, la consigne d'ouverture CBp du papillon peut être égale au produit de l'angle ap de la pédale, transmis au calculateur électronique à partir de l'enfoncement de la pédale voulu par le conducteur, multiplié par un pourcentage x% variant de 0 à 100 % selon l'équation CBp = a*x%. Selon une variante de calcul, la consigne d'ouverture peut être égale au produit précédent divisé par la valeur maximale amax de l'ouverture du papillon, dans le but de formater cet angle, selon l'équation suivante: CBp = [ap * x %]/amax. La figure 3 est la courbe de variation de la consigne d'ouverture CBp du papillon pendant la phase de démarrage, selon le procédé de contrôle de l'invention. Entre l'instant initial to et l'instant td o le moteur est considéré comme étant en autorotation, la consigne d'ouverture CBp du papillon est nulle quelle que soit la valeur de l'angle ap de la pédale envoyée au calculateur en fonction de l'enfoncement de la pédale par le conducteur, sauf en cas de pied à fond sur la pédale pour dénoyer le moteur. Au delà de l'instant td, la consigne d'ouverture CBp progressivement augmente, de façon linéaire jusqu'à atteindre la valeur correspondant à l'enfoncement de la pédale d'accélérateur qui retrouve alors la totalité de son autorité sur le papillon. L'instant tr correspond à un relevé du pied du conducteur, qui entraine une remontée de la pédale à sa position neutre. La courbe en trait plein est la courbe de variation du régime N du moteur et la courbe en traits interrompus est la courbe de variation de l'enfoncement Ep de la pédale. Ainsi, l'invention a pour avantage de maintenir nulle l'ouverture du papillon provoquée par le conducteur tant que le démarrage du moteur ne s'est pas produit, afin précisément de ne pas le perturber, et de donner cependant au conducteur la possibilité d'ouvrir le papillon sur des forts enfoncements de pédale, dans le but d'atteindre la zone de dénoyage associée à la coupure d'injection. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle du papillon d'un moteur thermique pour véhicule automobile, à injection commandée par un calculateur électronique, équipé d'un boîtier papillon motorisé (2), placé dans le circuit d'admission d'air et dont l'ouverture est pilotée par le calculateur électronique en fonction de l'enfoncement de la pédale par le conducteur du véhicule, caractérisé en ce qu'il consiste à inhiber l'ouverture du boîtier papillon, quel que soit l'enfoncement de la pédale, pendant la phase de démarrage du moteur définie conjointement par l'arrêt du véhicule, l'entraînement du moteur par le démarreur et l'enfoncement de la pédale au-dessous d'un seuil de dénoyage prédéfini. 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que la condition d'entraînement du moteur par le démarreur est remplie si les deux observations suivantes sont vérifiées: - le régime moteur (N) est inférieur à un seuil calibrable, au-delà duquel le moteur est en autorotation; - le moteur est en autorotation depuis une durée inférieure à un seuil calibrable. 3. Procédé de contrôle selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un enfoncement maximum de la pédale d'accélérateur annule l'inhibition de l'ouverture du boîtier papillon, autorisant l'admission d'air dans le collecteur avant l'instant (td) du démarrage du moteur. 4. Procédé de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que la consigne d'ouverture (CBp) du boîtier papillon est égale au produit de l'angle (ap) de la pédale, transmis au calculateur électronique à partir de l'enfoncement (Ep) de la pédale voulu par la conducteur, par un pourcentage (x %) variant de 0 à , selon l'équation: CBp = ap*X% 5. Procédé de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que la consigne d'ouverture (CBp) du boîtier papillon est égale au produit de l'angle (ap) de la pédale, transmis au calculateur électronique à partir de l'enfoncement (Ep) de la pédale voulu par la conducteur, par un pourcentage (x %) variant de 0 à , divisé par la valeur maximale (amax) de l'ouverture du papillon: CBp =(ap * x %)/amax