Brevet FR2767866A1 — publié le 19990305

l Etat de la technique La présente invention concerne un procédé de com- mande d'un utilisateur notamment d'une électrovanne ou injec- teur électromagnétique pour commander la quantité de 5 carburant à injecter, procédé selon lequel on applique à l'utilisateur dans des phases différentes, des valeurs d'intensité différentes, l'utilisateur recevant une intensité de valeur prédéterminée avant la commande, valeur qui ne suf- fit pas pour mettre en oeuvre l'utilisateur. lM) On connaît déjà un tel procédé et un tel disposi- tif de commande d'un utilisateur selon le document DE-OS- 196 46 052. Selon ce document, avant la commande proprement dite aboutissant à l'injection de carburant, l'utilisateur reçoit une intensité de valeur prédéterminée. Cette valeur15 prédéterminée aboutit à une préaimantation d'utilisateur. Cette valeur d'intensité prédéterminée est choisie pour ne pas suffire pour déplacer l'utilisateur dans une nouvelle po- sition. Au début de la commande proprement dite, il suffit de fournir de l'énergie supplémentaire, c'est-à-dire une simple montée en courant et ainsi il suffit d'un temps réduit jus- qu'à ce que l'utilisateur commence à se déplacer. Cette préa- limentation raccourcit fortement la durée de commutation de l'électrovanne. La durée de commutation d'une électrovanne est la durée comprise entre le début de la commande et l'ouverture totale ou la fermeture de l'électrovanne. Pour réaliser une injection aussi précise que possible, il faut que cette durée de commutation soit aussi réduite que possi- ble. Pour arriver à une courte durée de commutation, on souhaite si possible une valeur élevée pour la préalimen- tation. Si toutefois l'intensité est trop forte, il en ré- sulte la commutation de l'électrovanne avant la commande proprement dite. Problème posé La présente invention a pour but de développer un procédé et un dispositif de commande d'un utilisateur en pré- déterminant une intensité telle que l'utilisateur commute en sécurité avec un temps de commutation aussi réduit que possi- ble. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la valeur d'intensité prédéterminée est adaptée en tenant compte de la durée de commutation de l'utilisateur. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, ce dispositif étant caracté- risé par des moyens qui adaptent la valeur de l'intensité prédéterminée en tenant compte du temps de commutation. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: * on augmente la valeur de l'intensité prédéterminée et on exploite une variation du temps de commutation, * pour une variation brusque du temps de commutation et/ou une variation du temps de commutation qui représente plus d'une valeur de seuil de la valeur prédéterminée, on dimi- nue de nouveau d'une valeur de sécurité, * la valeur de sécurité dont on diminue la valeur d'intensité ) prédéterminée est fixée préalablement, * la valeur d'intensité prédéterminée est augmentée à partir d'une valeur initiale dépendant des paramètres de fonction- nement, * l'adaptation de la valeur prédéterminée de l'intensité est répétée de manière cyclique pendant un cycle de fonctionne- ment. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent de commuter en toute sécurité des utilisateurs. La durée de commutation de l'utilisateur ne prend à ce moment aucune valeur significative. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: * la figure 1 montre un schéma par blocs d'un dispositif se- lon l'invention, * la figure 2 montre différents chronogrammes de signaux, * la figure 3 montre un ordinogramme du procédé de l'invention, * la figure 4 montre un diaphragme donnant la commutation en fonction du temps. Description des exemples de réalisation L'exemple de réalisation envisage comme utilisa- teur, la bobine d'une électrovanne qui influence le dosage du carburant alimentant un moteur à combustion interne. La com- mande de cette électrovanne permet de commander le début de l'injection, la fin de l'injection et ainsi la quantité de carburant injectée. Il faut pour cela que l'électrovanne I( s'ouvre et/ou se ferme à un instant détermin. En outre, no- tamment dans le cas de moteurs à combustion interne à allu- mage non commandé, il est avantageux que l'électrovanne atteigne aussi rapidement que possible sa position de fin de course après l'émission du signal de commande. Cela signifie que la durée de commutation de l'électrovanne doit être aussi courte que possible. La figure 1 montre schématiquement les éléments principaux du dispositif selon l'invention. La référence 100 désigne l'utilisateur électromagnétique. Celui-ci est relié par une première borne à la tension d'alimentation Ubat. Sa seconde borne est reliée à un moyen de commande 110. Le moyen de commande est de préférence un tran- sistor notamment un transistor à effet de champ. Dans ce cas, la seconde borne de l'utilisateur est reliée au drain du transistor à effet de champ. La source du transistor est re- liée à un moyen de mesure de courant 120 pour détecter le courant traversant l'utilisateur. La seconde borne du moyen de mesure d'intensité 120 est reliée à la masse. La disposition de ces trois éléments n'est repré- sentée qu'à titre d'exemple. Ces éléments peuvent également être prévus dans un ordre différent. C'est ainsi que la masse et le branchement sur la batterie peuvent être échangés. Le moyen de mesure d'intensité 120 est de préfé- rence une résistance. Les deux bornes de la résistance 120 sont détectées par unité de commande 130. Les deux valeurs de tension sont appliquées à un détecteur de courant 132 qui, partant de la chute de tension aux bornes de la résistance , fournit une valeur réelle de courant Ireel Cette valeur de courant Ireel est appliquée comme valeur réelle à un régu- lateur 133. La seconde borne du régulateur 133 est reliée à une commande 131 dont la seconde entrée revoit une valeur de consigne Is. La sortie du régulateur 133 fournit un signal de5 commande approprié A à la grille du transistor 110. Les différents capteurs 135 fournissent diffé- rents signaux caractérisant l'état de fonctionnement du mo- teur à combustion interne ainsi commandé ou du véhicule automobile. Ces signaux sont appliqués à l'installation de1() commande 130 ou à la commande 131. Il est en outre prévu un moyen d'adaptation 136 qui reçoit au moins la valeur réelle Ireel- Ce moyen d'adaptation fournit un signal à la commande 131. Il est éga- lement tout particulièrement avantageux que le moyen15 d'adaptation 136 fasse partie de la commande 131. Le fonctionnement de ce dispositif sera décrit ci-après à l'aide de la figure 2. La partie de la figure 2a montre le profil de l'intensité I traversant l'utilisateur et la partie de figure 2b montre la course H de l'aiguille de 2 Partant des caractéristiques de fonctionnement détectées par des capteurs 135, la commande calcule le signal de commande A destiné au moyen de commutation 110. Partant des paramètres de fonctionnement, on prédétermine ainsi le début souhaité t5 pour l'injection, la fin de l'injection t7 et ainsi la quantité injectée. A partir de ces grandeurs, on prédétermine alors l'instant auquel il faut commander le moyen de commutation 110. En variante, on peut également prévoir qu'une au- 3) tre installation de commande émette des signaux par exemple relatifs au début souhaité pour l'injection et à la fin de l'injection; ces signaux sont alors transformés par l'unité de commande 130 en signaux de commande A pour le moyen de commutation 110. Au cours d'une première phase Pl, l'utilisateur sera alimenté. Cette phase commence à l'instant tl et se ter- mine à l'instant t2. A partir de l'instant tl, l'intensité I augmente à travers l'utilisateur en passant de la valeur 0 à la valeur prédéterminée ISV. Cette valeur prédéterminée ISV de l'intensité est choisie pour que l'aiguille de l'injecteur électromagnétique ne se déplace pas. La seconde phase P2 commence à l'instant t2. A l'instant t2 commence la commande proprement dite de l'utilisateur. L'instant t2 définit le début de l'injection. La seconde phase est également appelée phase d'attraction. Au cours de cette phase, on commande le moyen de commutation 110 pour avoir un courant maximum possible. Il en résulte que le courant augmente très rapidement. A l'instant t3 qui se trouve très près de l'instant t2, le mouvement de l'aiguille de l'injecteur commence. Cela signifie que la course H aug- mente lentement. A l'instant t4, la valeur de consigne du courant est abaissée à la valeur de maintien ISH. A l'instant t4 com- mence la troisième phase encore appelée phase de courant de maintien. Le courant de maintien est choisi pour que l'aiguille de l'injecteur reste dans sa position de fin de course. Entre l'instant t4 et l'instant t5, l'aiguille de ) l'injecteur vient dans sa nouvelle position atteinte à l'instant t5. L'instant t5 auquel l'aiguille de l'injecteur atteint sa nouvelle position sera appelé début du transfert ou instant de commutation (BIP). La durée comprise entre l'instant t2 et l'instant t5 est appelée durée de commutation. L'instant t5 auquel l'aiguille de l'injecteur électromagnétique atteint sa nou- velle position de fin de course peut être reconnu par des capteurs appropriés ou encore par les valeurs de l'intensité traversant l'utilisateur, la tension appliquée à l'utili- 3() sateur ou d'autres grandeurs appropriées. A l'instant t6 se termine la troisième phase et commence la quatrième phase P4. Cette phase est également ap- pelée phase d'extinction rapide Jusqu'à l'instant t7, l'aiguille de l'injecteur conserve sa position et ce n'est qu'à l'instant t8 qu'elle arrive à sa valeur de repos. La même remarque s'applique à l'intensité qui diminue entre les instants t6 et t7 pour atteindre la valeur 0. L'instant t6 est prédéterminé par la commande 130 pour que l'injection se termine à l'instant souhaité t7. En général, la commande prédétermine la valeur de consigne Icons différente pour les diverses phases. Dans la première phase Pi, la valeur de consigne ISV est prédétermi- née pour l'intensité; dans la phase P2, on prédétermine la valeur maximale et dans la phase P3, on détermine la valeur de l'intensité de maintien ISH. La détection du courant 132 exploite la chute de 1 signal de commande A du moyen de commutation 110. On prédé- termine de préférence la valeur de consigne du courant comme valeur numérique. Prédéterminer la valeur de l'intensité ISV repré- sente une difficulté, car cette valeur ne doit pas être choi- 2() sie trop élevée pour que dans ce cas l'aiguille de l'injecteur réponde prématurément. Par contre si cette valeur est trop faible, elle ne raccourcit le temps de commutation que de manière négligeable. Pour trouver la valeur optimale de la valeur pré- déterminée de l'intensité ISV, on procède de la manière sui- vante: on augmente la valeur de l'intensité prédéterminée ISV et on observe en même temps l'effet sur le temps de com- mutation de l'électrovanne. Si ce temps de commutation change entre deux variations de la valeur de l'intensité prédétermi- 3) née, d'une manière importante, on diminue la valeur de l'intensité prédéterminée atteinte, d'une distance de sécuri- té. Le niveau d'intensité maximum possible est alors atteint. Cela signifie que la valeur de l'intensité prédéterminée est apprise en tenant compte du temps de commutation pour arriver à un temps de commutation aussi court que possible. Ce moyen permet de raccourcir considérablement le temps de commutation. La figure 3 montre un mode de réalisation du pro- cédé de l'invention. Dans une première étape 300, on prédé- termine la valeur de consigne ISV de la préintensité. Cette valeur prédéterminée est fixée de préférence selon les diffé- rents paramètres de fonctionnement du moteur à combustion in- terne. Il s'agit notamment de la température du moteur et de son régime. Dans une seconde étape 310, on détecte l'instant de la commutation BIP1. Puis dans l'étape 320, on augmente l0 d'une valeur prédéterminée (51) la valeur de consigne ISV. Puis dans une étape 330, on détecte une nouvelle valeur BIP2 de l'instant de commutation. L'étape 340 calcule la diffé- rence (AB) entre la nouvelle valeur BIP2 et l'ancienne valeur BIP1 de l'instant de commutation. L'interrogation 350 vérifie si cette valeur (AB) est supérieure à un seuil SW. Dans la négative, on surscrit dans l'étape 360, la nouvelle valeur BIP2 sur l'ancienne va- leur BIP1. Puis dans l'étape 320, on augmente de nouveau la valeur de consigne ISV de la valeur fixe (A1). 2) Cela signifie que la valeur de consigne ISV sera augmentée de la valeur (51) jusqu'à ce que l'instant de com- mutation ou la durée de commutation change de plus d'une va- leur de seuil SW. Cela signifie que l'on aura une modification significative du temps de commutation. Si l'interrogation 350 constate que la valeur (AB) est supé- rieure au seuil SW, on diminue alors dans l'étape 370, le seuil ISV d'une seconde valeur (A2). Puis, on détecte l'instant de commutation BIP2 dans l'étape 380. L'étape 390 forme la différence (AB) entre la nouvelle valeur détectée 3) BIP2 et la valeur BIP1 détectée avant la diminution L'interrogation consécutive 400 vérifie que cette valeur (AB) est supérieure à un seuil S2. Si cela est le cas, le pro- gramme démarre avec l'étape 310. Si cela n'est pas le cas, dans l'étape 370, on diminue de nouveau la valeur d'intensité prédéterminée du courant ISV de la valeur (A2). Pour une variation brusque de l'instant de commu- tation et/ou pour une variation de l'instant de commutation de plus d'une valeur de seuil, on diminue la valeur du cou- rant de préalimentation ISV de la valeur de sécurité (A2) Cette diminution se produit jusqu'à ce que la variation si- gnificative de la durée de commutation est annulée. La valeur d'intensité prédéterminée ainsi obtenue est utilisée alors5 pour commander le moteur à combustion interne. A la place de l'instant de commutation, on peut également exploiter le temps de commutation, c'est-à-dire la durée comprise entre les instants t2 et t5. Dans un mode de réalisation simplifié, on peut 1) également supprimer les étapes 380, 390, 400. Dans ce cas, on réduit la valeur de consigne de la valeur de sécurité (A2), puis, on revient à l'étape 310. Pour la valeur de sécurité (A2), on choisit une valeur fixe. On a de préférence la même valeur que (A1) selon laquelle on augmente la valeur de l'intensité prédéterminée. Le procédé est de préférence répété de manière cyclique pendant un cycle de déplacement, c'est-à-dire que l'on répète à des instants de temps prédéterminés et/ou après un nombre prédéterminé de rotation du moteur. 2() La figure 4 montre la forme du temps de commuta- tion SZ et la valeur de consigne ISV pendant l'adaptation en fonction du temps (t). La valeur de consigne ISV est repré- sentée par un trait interrompu et le temps de commutation SZ par un trait continu. La valeur de consigne est le niveau d'intensité maximum possible que l'on augmente en continu. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4, con- trairement à celui de la figure 3, on a une augmentation li- néaire de la valeur de consigne. Ainsi, le temps de commutation BIP augmente également de manière linéaire en fonction du temps. A l'instant tl, le temps de commutation augmente brusquement En réaction à cette augmentation brus- que, à l'instant t2, la valeur ISV est diminuée d'une valeur fixe (A2). De façon correspondante le temps de commutation revient à sa valeur avant la montée brusque. Selon l'invention, la valeur de l'intensité pré- déterminée est appliquée selon l'invention à l'utilisateur avant la commande et cette valeur ne suffit pas pour mettre en oeuvre l'utilisateur. Pour cela, on augmente lentement la valeur de l'intensité prédéterminée jusqu'à obtenir une va- riation significative du temps de commutation. On estime qu'il y a une variation significative s'il y a une variation brusque et/ou une variation de plus d'une valeur prédétermi- 5 née. Après la variation significative, on diminue la valeur prédéterminée du courant d'une valeur de sécurité, fixée préalablement. L'opération d'apprentissage est répétée de ma- nière cyclique pendant un cycle de fonctionnement et on uti- lise de préférence une valeur initiale dépendant desLt caractéristiques de fonctionnement. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé de commande d'un utilisateur notamment d'une électrovanne ou injecteur électromagnétique pour commander la quantité de carburant à injecter, procédé selon lequel on ap- plique à l'utilisateur dans des phases différentes, des va- leurs d'intensité différentes, l'utilisateur recevant une intensité de valeur prédéterminée avant la commande, valeur qui ne suffit pas pour mettre en oeuvre l'utilisateur, caractérisé en ce que la valeur d'intensité prédéterminée est adaptée en tenant compte de la durée de commutation de l'utilisateur. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on augmente la valeur de l'intensité prédéterminée et on ex- ploite une variation du temps de commutation. 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ) pour une variation brusque du temps de commutation et/ou une variation du temps de commutation qui représente plus d'une valeur de seuil de la valeur prédéterminée, on diminue de nouveau d'une valeur de sécurité. 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la valeur de sécurité dont on diminue la valeur d'intensité prédéterminée est fixée préalablement. 3) ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la valeur d'intensité prédéterminée est augmentée à partir d'une valeur initiale dépendant des paramètres de fonctionne- ment. 6 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, ll caractérisé en ce que l'adaptation de la valeur prédéterminée de l'intensité est répétée de manière cyclique pendant un cycle de fonctionne- ment.5 7 ) Dispositif de commande d'un utilisateur notamment d'une électrovanne pour commander la quantité de carburant à injec- ter, comportant des moyens de commande qui appliquent à l'utilisateur, les valeurs d'intensité différentes selon lesI( différentes phases, l'utilisateur recevant une valeur d'intensité avant la commande, valeur qui ne suffit pas pour mettre en oeuvre l'utilisateur, caractérisé par des moyens qui adaptent la valeur de l'intensité prédétermi-15 née en tenant compte du temps de commutation.