Brevet FR2766872A1 — publié le 19990205

PROCEDE DE CORRECTION DES A-COUPS DE COUPLE D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne un procédé de correction des paramètres de commande d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile pour éliminer les éventuels phénomènes d'à-coups de couple pouvant survenir lors de conditions particulières de fonctionnement du véhicule. I1 est connu que dans certaines conditions de fonctionnement d'un véhicule automobile équipé d'un / moteur à combustion interne, notamment en régimes transitoires (accélérations vives, etc.), apparaissent des phénomènes d'oscillations du couple transmis aux roues du véhicule encore appelés à-coups, ces à-coups affectant alors le confort des passagers du véhicule. Ces oscillations ont pour principale origine la chaîne cinématique reliant le moteur à l'interface pneu/sol. En effet, l'énergie mécanique en bout de vilebrequin est transmise aux roues par un système de transmission comprenant traditionnellement un embrayage, une boîte de vitesses et un différentiel, chacun de ces éléments possédant un amortissement et une rigidité propre. I1 en résulte donc, que toute variation brusque du couple moteur au niveau du vilebrequin est répercutée aux roues avec des oscillations dont l'importance va dépendre des caractéristiques du système de transmission. Pour remédier à ces oscillations de couple, de nombreuses solutions ont été imaginées. Il est ainsi connu dans l'art antérieur, notamment par les documents EP-A-461504 et WO-A-90/06441, de réguler le couple d'un moteur, de façon à réduire ou supprimer la perception des oscillations de couple, par le conducteur du véhicule. Selon, cet art antérieur connu, les paramètres de commande des moteurs, à savoir le temps d'injection ou l'avance à l'allumage sont corrigés pour éliminer les oscillations en effectuant la surveillance du couple moteur aux roues/ et en corrigeant dans la boucle de commande la valeur du ou des paramètres de commande choisis en fonction de l'amplitude des oscillations détectées. De telles méthodes présentent toutefois certains inconvénients, et en particulier celui de provoquer une augmentation des émissions de polluants, puisque les corrections apportées ont principalement pour objet de réduire le couple du moteur en dégradant la combustion. Par ailleurs, les méthodes connues se limitent à corriger les conséquences d'une brusque variation de couple après avoir repéré et identifié sa survenue sans agir sur sa cause qui est la brusque variation du débit d'air. Le but de la présente invention est donc de proposer un procédé de correction des paramètres de commande d'un moteur à combustion interne, pour éliminer les à-coups de couple, qui pallie les inconvénients de l'art antérieur en étant particulièrement simple à mettre en oeuvre. Le procédé selon l'invention de correction des à-coups de couple concerne plus particulièrement un moteur à combustion interne comportant un système électronique de contrôle moteur déterminant suivant les conditions de fonctionnement du moteur les valeurs des paramètres de commande du moteur. Ce procédé est du type par lequel au moins un paramètre de commande (aPAP) est corrigé en réponse aux oscillations du couple moteur. Selon l'invention, le procédé de correction des à-coups de couple est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - calcul de la valeur dudit paramètre de commande directement en fonction de la position de la pédale d'accélérateur - détermination de la correction à appliquer à ce paramètre de commande par filtrage du régime de rotation de l'arbre moteur. Ainsi, le procédé objet de la présente invention s'attaque directement à la source principale des à-coups de couple que sont les variations brutales de la pédale d'accélérateur qui engendrent classiquement des variations brutales correspondantes du débit d'air ou du débit de carburant et donc des variations brutales de couple. En éliminant les perturbations à la source et en prenant en compte l'évolution du régime moteur, on compense mieux les à-coups de couple. Selon une autre caractéristique du procédé de correction des à-coups de couple objet de l'invention, le paramètre de commande corrigé en réponse aux oscillations du couple moteur est la position d'ouverture du papillon des gaz. Selon une autre caractéristique du procédé de correction des à-coups de couple objet de l'invention, le calcul de la valeur dudit paramètre de commande en fonction de la position de la pédale d'accélérateur est obtenu à partir d'une loi de progressivité adaptée. Selon une autre caractéristique du procédé de correction des à-coups de couple objet de l'invention, la loi de progressivité dépend des valeurs des paramètres caractéristiques de fonctionnement du moteur et/ou de la vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur. Selon une autre caractéristique du procédé de correction des à-coups de couple objet de l'invention, le filtrage du régime moteur opéré est réalisé par un filtre du type dérivée seconde filtrée, de gain et de constante de temps variables. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention appliqué à un moteur quatre temps à allumage commandé, ce mode de réalisation étant donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est un schéma structurel en coupe partielle du moteur et de son dispositif de contrôle moteur intégrant le procédé objet de la présente invention la figure 2 est un bloc diagramme détaillant les différentes étapes du procédé objet de l'invention. La figure 1 précise la configuration d'un système de contrôle moteur mettant en oeuvre le procédé de correction des à-coups de couple selon la présente invention. Seules les parties constitutives nécessaires à la compréhension de l'invention ont été figurées. Le moteur à combustion interne du type quatre temps, à allumage commandé et à cylindres en ligne, référencé 1, est équipé d'un dispositif d'injection multipoint par lequel chaque cylindre est alimenté en carburant par un électro-injecteur 5 spécifique. L'ouverture de chaque électroinjecteur 5 est commandé par un système électronique de contrôle moteur 7, qui détermine la quantité de carburant injectée ou la durée d'injection Ti dans un système d'injection du type pression-temps, ainsi que le phasage de l'injection dans le cycle suivant les conditions de fonctionnement du moteur. L'alimentation en air comburant est commandée par un papillon des gaz 8. Ce papillon des gaz du type motorisé, est piloté par le système électronique de contrôle moteur 7 à partir de la position de la pédale d'accélérateur 9 transmise par un capteur de déplacement approprié. Ainsi, le système de contrôle moteur transforme selon une table adaptée, l'angle d'enfoncement de la pédale d'accélérateur aPED en un angle aPAP d'ouverture du papillon des gaz. Cette table de correspondance entre l'angle d'enfoncement de la pédale d'accélérateur aPED et l'angle aPAP d'ouverture du papillon des gaz, peut être plus ou moins complexe et tenir compte notamment du point de fonctionnement moteur (cartographie pression régime, etc.). Selon l'invention cette table introduit une loi de progressivité adaptée entre l'enfoncement de la pédale d'accélérateur et l'ouverture du papillon des gaz, loi de progressivité qui a pour effet de limiter les trop brusques variations de charge du moteur et donc supprimer à la source un certain nombre de perturbations à l'origine d'à-coups de couple. Cette loi de progressivité peut par exemple prendre en compte la vitesse d'enfoncement aPED' de la pédale d'accélérateur 9 (aPED' = daPED/dt). Le système de contrôle moteur 7 commande également l'instant d'allumage de chaque bougie 6 par l'intermédiaire du module de puissance d'allumage 4 qui contrôle le fonctionnement de la bobine, la haute tension étant ensuite envoyée à chaque bougie 6 par l'intermédiaire d'un distributeur non figuré. Classiquement l'allumage d'une bougie est commandé avant que le piston arrive au Point Mort Haut explosion. Cette avance Av, qui peut évoluer de quelques degrés à plusieurs dizaines de degrés vilebrequin, est déterminée par le système de contrôle moteur suivant les conditions de fonctionnement du moteur. Le système de contrôle moteur 7 comprend classiquement un calculateur comportant une CPU, une mémoire vive (RAM), une mémoire morte (ROM), des convertisseurs analogiques-numériques (A/D), et différentes interfaces d'entrées et de sorties. Ce système de contrôle moteur reçoit des signaux d'entrée, effectue des opérations et génère des signaux de sortie à destination notamment des injecteurs 5 et du module de puissance d'allumage 4. Parmi les signaux d'entrée du système de contrôle moteur 7, figurent donc l'angle d'enfoncement de la pédale d'accélérateur aPED et ceux émis par un capteur vilebrequin 3 pour permettre notamment de synchroniser les instants d'injection et d'allumage avec le fonctionnement du moteur. Ce capteur 3, du type par exemple à réluctance variable, qui est monté fixe sur le bâti du moteur, est associé à une couronne de mesure 2, solidaire du volant d'inertie et comporte un certain nombre de repères ou dents. Le capteur 3 permet de délivrer un signal représentatif du défilement des dents portées par la couronne et plus particulièrement de la vitesse de défilement de ces dents, c'est-à-dire représentative de la vitesse instantanée de rotation du volant encore appelée régime instantané de rotation du moteur et désigné par le symbole N. La valeur du régime de rotation N est utilisée pour déterminer le calcul du temps d'injection et l'instant d'allumage selon des stratégies prédéterminées. La figure 2, décrit un schéma de principe du procédé de correction des à-coups de couple venant compléter la loi de progressivité introduite entre aPED et aPAP. Selon ce procédé de correction des à-coups de couple le paramètre de commande du moteur aPAP est corrigé par filtrage du régime moteur N. La boucle de régulation ainsi définie est appliquée en permanence sur la valeur aPAP, ce qui permet d'éliminer les oscillations du couple moteur. Cette boucle de régulation est obtenue simplement grâce à un filtrage numérique par exemple du type réalisant une dérivée seconde filtrée de fonction de transfert continue donnée par la formule s2/(co2+ 2Ot + s2) OU S est la variable de Laplace, o la pulsation et t son amortissement. Les valeurs caractéristiques du filtre sont par exemple obtenues expérimentalement pour un moteur donné par mesure au banc d'essai. Ces valeurs sont stockées dans les mémoires correspondantes du système de contrôle moteur 7 sous la forme classique de tables ou de cartographies. La valeur de l'angle aPAP d'ouverture du papillon des gaz réellement commandée par le système électronique de contrôle moteur 7 est donc la valeur aPAP obtenue à partir de la valeur aPED selon la loi de progressivité choisie à laquelle vient donc s'ajouter la valeur de correction algébrique obtenue selon le filtrage exposé cidessus. Ainsi conformément au procédé selon l'invention, il est possible de réguler la valeur du couple moteur en adaptant en permanence la valeur de l'angle aPAP, ce qui permet d'éliminer les éventuelles oscillations de couple quelle que soit la plage de fonctionnement du moteur. Le procédé permet donc de supprimer toute perception d'à-coups de couple au(x) passager(s) sans toutefois diminuer les performances du véhicule. L'action sur le paramètre de commande aPAP présente l'avantage par rapport à une action sur un autre paramètre de commande comme le temps d'injection ou l'avance à l'allumage, de ne pas dégrader le fonctionnement du moteur et notamment sa consommation et ses émissions de polluants. De plus une telle action sur aPAP présente un temps de réponse très rapide, puisque notamment à travers la loi de progressivité mise en place il est possible de supprimer la source même de certains ratés de combustion. La grande simplicité du procédé développé permet son implantation même sur des calculateurs de capacité limitée. De plus, le faible nombre de valeurs à calibrer permet de réduire le temps de mise au point d'un véhicule au minimum. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. Ainsi le filtrage décrit ci-dessus peut être remplacé par n'importe quel autre filtrage approprié et, par exemple par deux filtrages successifs appliqués à la mesure du régime de rotation instantané N du moteur du type de celui décrit dans la demande de brevet déposée par la Demanderesse nOFr.93/14293. Ainsi, le système de correction des à-coups de couple par correction de l'angle d'ouverture du papillon des gaz aPAP, peut être réalisée sous diverses formes - soit avec des composants d'électronique analogique pour lesquels les différentiateurs, multiplicateurs et autres filtres sont réalisés à l'aide d'amplificateurs opérationnels - soit avec des composants d'électronique numérique qui réaliseraient la fonction en logique câblée - soit par un algorithme de traitement du signal implanté sous forme d'un module logiciel composant d'un système logiciel de contrôle moteur faisant fonctionner le microcontrôleur d'un calculateur électronique. - soit encore, par une puce spécifique (custom) dont les ressources matériel et logiciel auront été optimisées pour réaliser les fonctions objet de l'invention : puce microprogrammable ou non, encapsulée séparément ou bien tout ou partie d'un coprocesseur implanté dans un microcontrôleur ou microprocesseur etc. REVENDICATIONS [1] Procédé de correction des à-coups de couple d'un moteur à combustion interne (1) du type comportant un système électronique de contrôle moteur (7) déterminant suivant les conditions de fonctionnement du moteur, les valeurs des paramètres de commande (aPAP,Av,Ti) du moteur, par lequel au moins un paramètre de commande (aPAP) est corrigé en réponse aux oscillations du couple moteur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - calcul de la valeur dudit paramètre de commande (aPAP) directement en fonction de la position de la pédale d'accélérateur (aPED); - détermination de la correction (CorraPAP) à appliquer audit paramètre de commande (aPAP) par filtrage du régime de rotation (N) de l'arbre moteur. [2] Procédé de correction des à-coups de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit paramètre de commande corrigé en réponse aux oscillations du couple moteur est la position d'ouverture (aPAP) du papillon des gaz. [3] Procédé de correction des à-coups de couple selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le calcul de la valeur dudit paramètre de commande (aPAP) en fonction de la position de la pédale d'accélérateur (aPED) est obtenu à partir d'une loi de progressivité adaptée. [4] Procédé de correction des à-coups de couple selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite loi de progressivité est une fonction dépendant des valeurs des paramètres caractéristiques de fonctionnement du moteur et/ou de la vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur (aPED'). [5] Procédé de correction des à-coups de couple selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le filtrage du régime moteur opéré est réalisé par un filtre du type dérivée seconde filtrée, de gain et de constante de temps variables.