Brevet FR2775022A1 — publié le 19990820

Etat de la technique L'invention concerne un procédé et un dispositif servant à faire fonctionner un moteur à combustion interne, dans lequel on définit au préalable un couple de consigne pour le couple de torsion du moteur à combustion interne, on fournit ce couple de consigne au moteur à combustion interne au moins en exerçant une influence sur l'arrivée de l'air et sur l'angle d'allumage, le rendement étant dans au moins un état de fonctionnement prédéfini altéré par rapport à des états de fonctionnement se trouvant en dehors d'au moins cet état de fonctionnement, en déplaçant dans le sens du retard l'angle d'allumage et en augmentant l'arrivée de l'air, le couple de torsion du moteur à combustion interne demeurant sensiblement le même. Dans le cas des' systèmes modernes de commande de moteurs à combustion interne on commande la puissance du mo- teur à combustion interne, en particulier son couple de tor- sion, par voie électrique, en fonction d'au moins une valeur prédéfinie. Celle- ci peut être un souhait du conducteur pré-20 levé à partir de la position d'un élément de manoeuvre pou- vant être actionné par le conducteur. Le document WO-A- 97/43 531 montre un exemple d'un système de commande de ce type. Dans ce document on détermine en fonction du souhait du conducteur un couple de torsion de consigne pour le moteur à combustion interne, en fonction duquel on commande les gran- deurs de la puissance du moteur à combustion interne telles que l'arrivée de l'air, l'arrivée du carburant et l'angle d'allumage, de telle sorte que le couple de torsion réel du moteur à combustion interne corresponde au couple de torsion de consigne. Dans le cas normal on a tendance à régler les grandeurs de commande avec un regard sur un couple de torsion optimal du moteur à combustion interne, de telle sorte que le moteur à combustion interne fonctionne avec un rendement éle- vé. Ceci signifie que par exemple le réglage de l'angle de l'allumage se trouve toujours au voisinage de l'angle d'allumage optimal. Dans quelques états de fonctionnement, par exem- ple au ralenti, il peut cependant être souhaitable d'altérer le rendement du moteur à combustion interne et de choisir le réglage de l'angle d'allumage d'une manière telle qu'il soit possible d'avoir une commande du couple de torsion tout seul au moyen de l'angle d'allumage dans les deux sens, en augmen- tant le couple et en réduisant le couple. Comme le couple de torsion global ne doit pas varier, on augmente dans cet état de fonctionnement l'arrivée de l'air au moteur à combustion interne. Le degré d'altération du rendement est déterminé par ce qu'on appelle une valeur de réserve du couple, qui est une mesure de la variation maximale possible du couple de torsion en fonction du déplacement de l'angle d'allumage dans le sens croissant. Grâce à cette mesure on améliore la dynamique et la précision de la commande du couple de torsion dans les états de fonctionnement qui'ont été décrits dans ce document, à savoir le ralenti, le démarrage et en cas d'un chauffage actif du catalyseur. L'invention a pour objet d'indiquer des mesures, avec lesquelles on puisse améliorer la dynamique du démarrage du véhicule. Elle est caractérisée en ce qu'on a au moins un état de fonctionnement quand on identifie une volonté de mise en route du conducteur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la volonté de mise en marche est identifiée quand, le véhi- cule étant à l'arrêt, le conducteur actionne la pédale d'embrayage, - une altération du rendement du moteur à combustion interne a lieu au ralenti, - quand on a identifié une volonté de mise en marche, on aug- mente davantage l'altération du rendement effectuée au ra- lenti, - on constate en outre la volonté de mise en route sur la base de la position de la pédale, de la position de la boite de vitesse et/ou de la position de la pédale de frein, - l'altération du rendement est réalisée par le fait que l'on branche sur la valeur du couple de consigne pour le réglage de l'amenée de l'air une valeur de couple de réserve en fonction le cas échéant de grandeurs de fonctionnement, - la valeur de réserve de couple est déterminée au ralenti en fonction de grandeurs de fonctionnement telles que la vi- tesse de rotation du moteur et est augmentée quand on a identifié la volonté de mise en route, - on branche sur la valeur de réserve du couple an ralenti une valeur Offset le cas échéant fonction de grandeurs de fonctionnement, - l'unité de commande comprend des moyens qui déterminent l'un au moins des états de fonctionnement, quand une volon- té de mise en route du conducteur a été reconnue. Avantages de l'invention En fournissant ou en augmentant une réserve de couple déjà disponible lors d'un processus de mise en route on obtient un mode de mise en route nettement amélioré. En particulier il y a un moindre risque de faire caler le moteur car grâce au déplacement rapide de l'angle d'allumage dans le sens qui augmente le couple de torsion, on peut maîtriser aussi un couplage très rapide avec l'actionnement dynamique de la pédale d'accélérateur réalisé en conséquence. Il est particulièrement avantageux que grâce à la fourniture ou à l'augmentation de la réserve de couple, il y ait un établis- sement plus rapide du couple lors de l'embrayage, car le dé- placement de l'angle d'allumage augmente plus vite le couple de torsion que l'augmentation correspondante de l'arrivée de l'air. D'une manière particulièrement avantageuse on s'oppose à des effondrements de la vitesse de rotation, qui se produisent lors de l'embrayage. Ceci est obtenu grâce au fait que la variation rapide de l'angle d'allumage agit à l'encontre d'effondrements de la vitesse de rotation. D'autres avantages vont ressortir de la descrip- tion qui va suivre d'exemples de réalisation ou des revendi- cations indépendantes. Dessins L'invention va être décrite ci-après plus en dé- tail à partir de plusieurs exemples de réalisation représen- tés sur les dessins annexés, sur lesquels: * la figure 1 montre un dispositif de commande pour un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, a la figure 2 montre un diagramme de déroulement, qui es- quisse la réalisation de l'amélioration du processus de mise en route sous la forme d'un programme d'ordinateur, * la figure 3 montre finalement des chronogrammes, qui décri- vent le processus de mise en route d'un véhicule en utili- sant les mesures décrites. Description des exemples de réalisation Sur la figure 1, on a représenté un dispositif de commande pour un moteur à 'combustion interne 10 à plusieurs cylindres. Le dispositif de commande comprend un appareil électronique de commande 12, qui se compose d'au moins un mi- cro-ordinateur 14, d'une unité d'entrée 16 et d'une unité de sortie 18. L'unité d'entrée 16, l'unité de sortie 18 et le micro-ordinateur 14 sont combinés les uns avec les autres au moyen d'un système de communication 20 servant à un échange mutuel de données. A l'unité d'entrée 16 on amène des lignes d'entrée 22, 24, 28, 30 et 31. La ligne 22 provient dans ce cas d'un dispositif de mesure 32, qui sert à détecter la po- sition de la pédale d'accélérateur, la ligne 24 provient d'un dispositif de mesure 34 qui sert à détecter la vitesse de ro- tation du moteur, la ligne 28 provient d'un dispositif de me- sure 38, qui sert à détecter la charge du moteur (quantité d'air, masse de l'air, pression dans le tube d'admission, ou autres). Par la ligne 30 on amène à partir d'un dispositif de mesure correspondant 40 de l'unité de commande 12 une mesure de la vitesse du véhicule. Celle-ci est mesurée ou calculée soit dans le cadre d'une autre unité de commande, par exemple servant à régler le glissement de la transmission, à la com- mande de la boîte de vitesse, ou est directement fournie par l'unité de commande 12 en exploitant des signaux de vitesses de rotation des roues, qui sont amenés par l'intermédiaire de la ligne 30. On amène en outre par l'intermédiaire de la li- gne d'entrée 31 l'état d'une commande de l'embrayage 41, qui dans l'exemple de réalisation préféré se ferme quand on ac- tionne l'embrayage, et s'ouvre quand on relâche la pédale d'embrayage. En plus des grandeurs d'entrée de fonctionnement représentées, l'unité de commande détecte d'autres grandeurs essentielles servant à la commande du moteur, telles que par exemple la température du moteur, la composition des gaz d'échappement ou autres. On a raccordé à l'unité de sortie 18 une ligne de sortie 42 qui mène à un clapet d'étranglement 44, pouvant être actionné électriquement, qui est disposé dans le système d'aspiration 46 du moteur à combustion interne. En outre on a représenté des lignes de sortie 48, 50, 52, 54, et ainsi de suite, qui sont reliées à des dispositifs de réglage, qui servent à doser le carburant dans chaque cylindre du moteur à combustion interne 10 ou à régler l'angle d'allumage dans chaque cylindre. Dans l'exemple préféré de réalisation, l'unité de commande 12, à savoir dans cet exemple le micro-ordinateur 14, prélève d'une manière connue, à partir de la position de la pédale d'accélérateur, un couple de torsion de consigne du moteur à combustion interne, qui doit être réglé par la com- mande correspondante des grandeurs de puissance du moteur à combustion interne, telles que l'arrivée de l'air, le dosage du carburant, ou l'angle d'allumage. Quand le moteur à com- bustion interne est en fonctionnement normal on entreprend ce réglage d'une manière telle que l'angle d'allumage se trouve aussi près que possible d'une valeur qui correspond à un cou- ple de torsion maximal du moteur à combustion interne. En ces points de fonctionnement le moteur à combustion interne fonc- tionne avec le rendement le plus élevé. Comme on l'a décrit dans l'état de la technique mentionné au début, ce rendement est altéré dans des états déterminés de fonctionnement, en ramenant en arrière l'angle d'allumage d'une valeur prédéfi- nie, et en augmentant l'amenée de l'air, de telle sorte que le couple de torsion du moteur à combustion interne demeure sensiblement le même. Des états de fonctionnement de ce type sont le ralenti, l'échauffement du moteur à combustion in- terne (chauffage du catalyseur). Dans ces états de fonction- nement on forme une valeur de réserve du couple qui mène à un déplacement de l'angle d'allumage, de telle sorte que la grandeur de la valeur de réserve du couple peut être fournie par la variation de l'angle d'allumage même dans le sens aug- mentant le couple. Dans l'exemple de réalisation concret on réalise ceci grâce au fait que pour le réglage de l'arrivée de l'air et pour le réglage de l'angle d'allumage on forme deux va- leurs de consigne différentes de couple, la valeur de consi- gne pour le réglage de l'angle d'allumage correspondant à la valeur de consigne de couple prélevée entre autres à partir du souhait du conducteur, tandis que la valeur de consigne de couple pour le réglage de l'arrivée de l'air constitue une valeur de consigne formée à partir de cette valeur de consi- gne et de la valeur de réserve de couple. De cette façon a lieu une augmentation de l'arrivée de l'air, qui mène automa- tiquement à un retard de l'angle d'allumage, ceci pour la raison que le couple de torsion du moteur à combustion in- terne est amené au moins par l'intermédiaire du réglage de l'angle d'allumage à la valeur de consigne prévue à cet en- droit. Selon l'invention on fournit pour améliorer le proces- sus de mise en route cette réserve du couple de torsion même dans le cas d'un processus de mise en route ou on la modifie, en particulier on l'augmente, pour le processus de mise en route, quand une réserve de couple de torsion a déjà été for- mée. Le processus de mise en route est dans ce cas fixé sur différents types. Dans l'exemple préféré de réalisa- tion on constate le processus de mise en route quand, le vé- hicule étant immobile (vitesse du véhicule 0 ou inférieure à une valeur minimale), la pédale d'embrayage est actionnée. Dans d'autres exemples de réalisation, on peut constater le processus de mise en route d'une autre manière, par exemple à l'actionnement de l'embrayage et au pressage de la pédale d'embrayage, à l'actionnement de l'embrayage et au passage d'une vitesse, etc. Ce qui est décisif c'est que les critères qui font l'objet d'un contrôle doivent fournir une indication qui signifie qu'il s'en suit un souhait du conducteur de mise en route. Dans le cas de boîtes de vitesses automatiques on peut utiliser dans ce cas le desserrage du frein. En plus ou à la place du déplacement de l'angle d'allumage pour former la réserve de couple on a recours dans d'autres exemples de réalisation, au dosage du carburant, que ce soit en réglant la composition du mélange ou en diaphrag- mant différents cylindres ou les mettant à l'arrêt. On a représenté sur le diagramme de la figure 2 un mode de fonctionnement correspondant dans l'exemple de réalisation préféré. Dans une unité de calcul 100 de la va- leur de consigne on forme selon l'état de la technique men- tionné au début en fonction des grandeurs de fonctionnement, la position D de la pédale d'accélérateur, la vitesse de ro- tation du moteur Nmot, uneé'valeur de consigne MIsol1 pour le couple de torsion du moteur à combustion interne au moyen de champs caractéristiques, de courbes caractéristiques, de ta- bles et/ou de séquences de calculs. La valeur de consigne Mi- sol est amenée d'une part à une unité de calcul 102 de l'angle d'allumage et d'autre part à un point de combinaison 104. L'unité de calcul 102 de l'angle d'allumage forme en fonction de la valeur de consigne Misol1 et d'une valeur réelle du couple, formée sur la base de grandeurs de fonc- tionnement telles que la charge du moteur et sa vitesse de rotation, une valeur de correction pour l'angle d'allumage optimal pour le couple, conduisant à rapprocher le couple réel du couple de consigne. En fonctionnement normal l'angle d'allumage réglé dans le cas stationnaire est aussi proche que possible de la valeur optimale. En complément on peut en 102 entreprendre d'exercer une influence sur le dosage du carburant. Au point d'addition 104 on effectue une opération sur la valeur de consigne du couple Misol et sur la valeur de réserve du couple Mires (par exemple une addition). La somme représente la valeur de consigne de couple Misol...1 pour le trajet de l'air. Celui-ci est converti en 106, en prenant en considération, la vitesse de rotation, la charge du moteur, en un signal d'amorçage pour actionner le clapet d'étrangle- ment du moteur à combustion interne. On forme la valeur de réserve du couple Mires en 108. Elle est extraite dans un exemple de réalisation quand on a les états de fonctionnement prévus d'une mémoire de va- leurs fixes, dans d'autres exemples de réalisation au moyen de courbes caractéristiques ou de champs caractéristiques en fonction de la vitesse de rotation ou en fonction d'autres grandeurs de fonctionnement dans le cas o l'on a l'état de fonctionnement correspondant. En outre on forme une valeur de réserve de couple, quand on détecte une volonté du conducteur de mise en route. Cette valeur de réserve peut être aussi fonction de grandeurs de fonctionnement, telles que la vi- tesse de rotation du moteur, la température du moteur. Elle est aussi déterminée dans 'un exemple de réalisation à partir d'une courbe caractéristique, d'un champ caractéristique ou d'une table. Comme le processus de mise en route a lieu à partir du ralenti on augmente dans un autre exemple de réali- sation, quand on a une volonté de mise en route du conducteur la valeur de réserve du couple prévue pour le ralenti, par exemple en branchant une valeur Offset prédéterminée sur la valeur de réserve de couple déterminée au ralenti. Dans ce cas on détecte une volonté de mise en route du conducteur dans l'exemple préféré de réalisation dans la liaison ET 110. On amène à celle-ci le signal KUP d'une commande d'embrayage, ce signal étant positif, quand la commande d'embrayage est fermée (pédale d'embrayage actionnée), et ce signal est nul, quand la commande d'embrayage est ouverte. En outre on amène à la liaison ET 110 un signal quand on a détecté dans une opération de comparaison 112, que la vitesse du véhicule est nulle ou qu'elle tombe en dessous d'une valeur minimale, c'est-à-dire que le véhicule est à l'arrêt. Si ces deux con- ditions sont remplies, on fait savoir à l'unité de calcul de la valeur de réserve qu'on est en présence d'une volonté du conducteur de mise en route. La valeur de réserve pour le processus de mise en route est en conséquence fournie ou la valeur du couple de réserve déjà existante est augmentée. Si l'on ne détecte plus de volonté de mise en route, on fait re- culer la valeur de réserve, selon la réalisation respective de façon brusque ou dans le cadre d'une rampe prédéfinie dans le temps. Sur la figure 3 on a représenté des chronogrammes qui illustrent le mode de fonctionnement de l'exemple de réa- lisation. Sur la figure 3a, on a représenté la position du clapet d'étranglement DK et de cette façon l'amenée de l'air au moteur à combustion interne en fonction du temps. Sur la figure 3b, on a représenté le déroulement dans le temps du réglage de l'angle d'allumage ZW, sur la figure 3c on a re- présenté le déroulement dans le temps de la position P de la pédale d'accélérateur et de l'état de la commande de l'em- brayage KUP. Sur la figure 3d on a représenté le déroulement dans le temps de la vitesse du véhicule VFZ, sur la figure 3e celui de la vitesse de rotation du moteur Nmot. Jusqu'à un instant TO le véhicule se trouve au ralenti. La pédale d'accélérateur est relâchée (voir la fi- gure 3c, Y), la pédale d'embrayage n'est pas actionnée (commande d'embrayage KUP 0). La vitesse du véhicule dans cet état de fonctionnement est nulle (voir la figure 3d). Le ré- glage du moteur à combustion interne dans le sens de la con- servation d'une vitesse de rotation prédéfinie (figure 3e, nsoll) est réalisé par un réglage de l'arrivée de l'air (DK) et de l'angle d'allumage (ZW). Dans ce cas on a établi une réserve de couple prédéterminée Mires, c'est-à-dire que l'an- gle d'allumage est réglé dans le sens du retard par rapport à sa valeur optimale ZWOPT. A l'instant TO le conducteur ac- tionne la pédale d'embrayage. La commande de l'embrayage dé- livre un signal positif (voir la figure 3c). Comme en même temps à l'instant TO la vitesse du véhicule est en outre nulle, on identifie une volonté du conducteur de mise en route. Ceci mène à une augmentation de l'arrivée de l'air et à un nouveau déplacement de l'angle d'allumage dans le sens du retard (voir les figures 3a et 3b). En d'autres termes on augmente la réserve de couple. Peu avant l'instant Tl le con- ducteur actionne la pédale d'accélérateur, tandis qu'il relâ- che la pédale d'embrayage à l'instant Tl, c'est-à-dire qu'il met fin au processus de mise en route (voir la figure 3c). En actionnant la pédale d'accélérateur à l'instant Tl le conduc- teur prédéfinit un souhait de couple. De façon correspondante pour réaliser le désir de couple à partir de l'instant Tl, on règle l'angle d'allumage et la position du clapet d'étrangle-5 ment. En particulier on amène l'angle d'allumage à sa valeur optimale pour faire droit au désir du conducteur qui se modi- fie rapidement. L'arrivée de l'air est réglée dans le cadre de ses possibilités dynamiques en fonction du souhait du con- ducteur pour réaliser la définition préalable du couple éga- lement en augmentant le couple (voir la figure 3a). Après l'instant T1 la vitesse du véhicule augmente selon la figure 3d et la vitesse de rotation du moteur selon la figure 3e. On évite de façon efficace des effondrements de la vitesse de rotation, qui peuvent se produire sans la réserve de couple (voir sur la figure 3e les'tirets). Il R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1 ) Procédé servant à faire fonctionner un moteur à combus- tion interne, dans lequel on définit au préalable un couple de consigne pour le couple de torsion du moteur à combustion interne, on fournit ce couple de consigne au moteur à combus- tion interne au moins en exerçant une influence sur l'arrivée de l'air et sur l'angle d'allumage, le rendement étant dans au moins un état de fonctionnement prédéfini altéré par rap- port à des états de fonctionnement se trouvant en dehors d'au moins cet état de fonctionnement, en déplaçant dans le sens du retard l'angle d'allumage et en augmentant l'arrivée de l'air, le couple de torsion du moteur à combustion interne demeurant sensiblement le même, caractérisé en ce qu' on a au moins un état de'fonctionnement quand on identifie une volonté de mise en route du conducteur. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la volonté de mise en marche est identifiée quand, le véhi- cule étant à l'arrêt, le conducteur actionne la pédale d'em- brayage. 3 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' une altération du rendement du moteur à combustion interne a lieu au ralenti. 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que quand on a identifié une volonté de mise en marche, on aug- mente davantage l'altération du rendement effectuée au ralen- ti. 5 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on constate en outre la volonté de mise en route sur la base de la position de la pédale, de la position de la boite de vitesse et/ou de la position de la pédale de frein. 6 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'altération du rendement est réalisée par le fait que l'on branche sur la valeur du couple de consigne pour le réglage de l'amenée de l'air une valeur de couple de réserve en fonc- tion le cas échéant de grandeurs de fonctionnement. 7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que cette valeur de réserve de couple est déterminée au ralenti en fonction de grandeurs de' fonctionnement telles que la vi- tesse de rotation du moteur et est augmentée quand on a iden- tifié la volonté de mise en route. 8 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' on branche sur la valeur de réserve du couple an ralenti une valeur Offset le cas échéant fonction de grandeurs de fonc- tionnement. 9 ) Dispositif servant à faire fonctionner un moteur à com- bustion interne, avec une unité de commande, qui reçoit des grandeurs de fonctionnement, à partir desquelles elle prélève une valeur de couple de consigne pour le couple de torsion du moteur à combustion interne, qui constate au moins un état de fonctionnement défini au préalable, et altère dans cet état de fonctionnement le rendement du moteur à combustion in- terne, en augmentant l'arrivée de l'air et en déplaçant l'an- gle d'allumage dans le sens du retard, caractérisé en ce que l'unité de commande comprend des moyens qui déterminent l'un au moins des états de fonctionnement, quand une volonté de mise en route du conducteur a été reconnue.