Brevet FR2778433A1 — publié le 19991112

Etat de la technique L'invention concerne une installation de régula- tion d'un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres comprenant un arbre rotatif portant une roue phonique munie d'un grand nombre prédéterminé de repères angulaires de même type équidistants et au moins un repère de référence, distin- gué par un intervalle plus grand pour servir de repère de synchronisation pour former des impulsions de commande desti- nées au moteur à combustion interne, ainsi qu'un capteur dé- tectant la roue phonique et fournissant un signal de sortie rectangulaire correspondant à son contour et qui est le cas échéant traité pour être exploité dans une installation de calcul, les intervalles de temps des flancs de signal de même type étant comparés entre eux ou du moins mis en relation et le repère de référence est reconnu par une déviation signifi- cative d'un intervalle ou d'un rapport, et après la première reconnaissance du repère de référence, on reconnaît l'arrivée du repère de référence en décomptant les flancs de signal de même type et en plus, on contrôle l'intervalle des flancs de signal et on vérifie ainsi la plausibilité du repère de réfé- rence détecté. Dans le cas des moteurs à combustion interne à plusieurs cylindres, comprenant un vilebrequin et un arbre à cames et dans lequel un appareil de commande calcule quand et combien de carburant doit être injecté par le cylindre, il faut garantir l'alimentation du carburant aux différents cy- lindres au bon moment et suivant la bonne quantité. Pour per- mettre d'effectuer correctement les calculs, il faut connaître la position respective du vilebrequin ou de l'arbre à cames du moteur à combustion interne et pour cela, il est usuel d'utiliser des capteurs détectant la surface caracté- ristique de roues phoniques reliées à ces arbres. Par l'exploitation des signaux, on peut ainsi déterminer les po- sitions angulaires des arbres. Dans le cas de moteurs diesel, par exemple dans des moteurs à pompe distributrice, la fonction de dosage re- pose sur une information angulaire précise fournie par un système de capteurs angulaires incrémental (système parfois appelé IWZ) pour l'appareil de commande du dosage. Il est dans ces conditions très important de synchroniser les algo- rithmes de dosage des programmes sur des repères de référence déterminés du signal incrémental des dents. Par exemple, le programme utilise comme référence un intervalle déterminé prévu dans une roue phonique avec les repères angulaires de même type (dents) constitué par un ou plusieurs repères angu- laires manquants. Si à l'intérieur d'un cycle d'injection, on ne détecte pas un tel intervalle ou on le détecte trop tardi- vement, cela se traduit par une erreur de synchronisation. Dans les systèmes utilisés actuellement, on sou- met les erreurs de synchronisation instantanées à une routine de suppression d'erreurs de rebondissement, c'est-à-dire qu'un défaut doit apparaître de façon continue pendant une durée déterminée avant qu'il ne soit considéré comme un dé- faut. Cette évaluation du défaut permet alors de régler le dosage du carburant car un fonctionnement correct n'est plus alors garanti. On exécute alors une nouvelle synchronisation du programme avec le signal de dent, c'est-à-dire en exploi- tant l'intervalle entre les flancs du signal. Dans une telle procédure, il y aura des ratés au dosage du carburant qui conduisent à des ratés de l'allumage détériorant le confort de fonctionnement. Selon le document DE-OS 29 47 412, on connaît une installation de détection de repère de référence d'un moteur à combustion interne selon lequel, le repère de référence est constitué par un intervalle entre deux repères angulaires ré- guliers. La roue phonique est reliée à un arbre du moteur à combustion interne pour être détectée par un capteur. A par- tir de l'exploitation du signal de sortie du capteur, l'appareil de commande du moteur à combustion interne peut reconnaître le repère de référence (intervalle) en effectuant d'abord une exploitation pour laquelle, on exploite les in- tervalles de temps entre les flancs de signaux prédéterminés. Dès qu'un tel intervalle de temps est supérieur aux interval- les de temps obtenus précédemment, on estime qu'il y a un re- père de référence. Puis, on reconnaît le repère de référence suivant en ce qu'un compteur compte les flancs du signal jus- qu'à une valeur correspondant au nombre de repères angulaires entre deux repères de référence. Pour le contrôle, on vérifie au moins de temps en temps, si le repère de référence obtenu par le comptage des flancs du signal, correspond au repère de référence effectif. Pour cela, on exploite si en même temps que le repère de référence, reconnu, l'intervalle de temps entre les repères angulaires successifs est supérieur à des intervalles de temps prédéterminés. Si les deux comparaisons donnent un résultat non plausible, l'appareil de commande commute sur une nouvelle synchronisation et la recherche du repère de référence se fait alors de nouveau exclusivement par l'exploitation d'une durée. Avantages de l'invention L'installation selon l'invention, pour réguler un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres avec les caractéristiques de la revendication 1, offre l'avantage qu'après l'arrivée d'un défaut de synchronisation ou lorsque se produit une non plausibilité à la reconnaissance du repère de référence, il est possible de synchroniser de nouveau sans interrompre le dosage du carburant ou la formation des si- gnaux de commande destinés au moteur à combustion interne. Ainsi, de manière avantageuse, on ne risque pas de ratés de combustion. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet une installation de régulation d'un moteur à combustion interne à plusieurs cy- lindres correspondant au type défini ci-dessus et caractérisé en ce qu'en cas de non plausibilité reconnue, on incrémente une unité à un compteur de défaut et pour le calcul des im- pulsions de commande du moteur à combustion interne, on tient néanmoins compte du repère de référence et, la détermination suivante du repère de référence se fait selon le même procédé dans la mesure o l'état du compteur de défaut n'a pas at- teint une valeur prédéterminée et, au cas o le compteur de défaut a atteint une valeur prédéterminée, on rejette la syn- chronisation et on effectue une nouvelle synchronisation. L'installation de régulation d'un moteur à com- bustion interne à plusieurs cylindres selon l'invention offre l'avantage qu'après l'arrivée d'un défaut de synchronisation ou lorsque se produit une non plausibilité à la reconnais- sance du repère de référence, il est possible de synchroniser de nouveau sans interrompre le dosage du carburant ou la for- mation des signaux de commande destinés au moteur à combus- tion interne. Ainsi, de manière avantageuse, on ne risque pas de ratés de combustion. On obtient ces avantages du fait que dans l'installation de régulation d'un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, lorsqu'on décèle une situation de non plausibilité, les signaux de commande sont néanmoins fournis et cette non plausibilité est uniquement prise en compte en ce qu'on augmente le contenu du compteur d'une unité. Puis, on détermine l'arrivée suivante du repère de référence et on effectue également un contrôle de plausibilité. Si de nou- veau, on constate une non plausibilité, le compteur de défaut est de nouveau augmenté d'une unité et on poursuit le procédé jusqu'à ce que l'état du compteur atteint une valeur limite prédéterminée. Puis, on rejette la synchronisation et on ef- fectue une nouvelle synchronisation selon un premier procédé, notamment par l'exploitation des intervalles de temps des flancs de signal. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: * le moteur à combustion interne est un moteur diesel équipé d'une pompe d'injection distributrice et la roue phonique est fixée sur l'arbre d'entraînement de la pompe et l'installation de calcul est l'appareil de commande de la pompe, * l'arbre est le vilebrequin ou l'arbre à cames du moteur à combustion interne, * l'installation de calcul est l'appareil de commande du mo- teur à combustion interne, * les signaux de commande de l'appareil de commande sont utilisés pour réguler l'allumage et/ou l'injection du mo- teur à combustion interne, * pendant la tentative de nouvelles synchronisations, on continue d'incrémenter le compteur de défaut et, * dans la mesure o l'état du compteur de défaut atteint un second seuil B, on considère qu'il y a un défaut de sys- tème et l'appareil de commande interrompt la régulation usuelle du moteur à combustion interne et commute sur un fonctionnement de secours, * un second compteur de défaut qui à chaque nouvelles syn- chronisations réussies est incrémenté d'une unité et dans la mesure o le second compteur de défaut atteint un seuil C, on reconnaît également un défaut du système et on com- mute l'appareil de commande sur un fonctionnement de se- cours. Dessins Un exemple de réalisation de l'invention sera dé- crit ci-après à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre de façon générale les composants d'un moteur à combustion interne nécessaires à la compréhension de l'invention, - la figure 2 montre un tracé de signal à exploiter. La figure 1 montre schématiquement les éléments d'un moteur à combustion interne nécessaires à la description de l'invention. Selon cette figure, la référence 10 désigne une roue phonique reliée solidairement à un arbre il du mo- teur à combustion interne. La périphérie de cette roue phoni- que comporte un grand nombre de repères angulaires 12, de même type, équidistants. A côté des repères angulaires 12 de même type, il y a un repère de référence 13 constitué par exemple par l'absence de deux repères angulaires. Le nombre des repères angulaires de même type 12 encore appelés dents, est par exemple égal à 58 (60 - 2). A la place d'un repère de référence 13, on peut également prévoir plusieurs repères de référence 13 et on peut par exemple avoir un nombre de repè- res de référence dépendant du nombre de cylindres. Le cas échéant, on peut prévoir des repères de référence différents. L'arbre 11 peut par exemple être l'arbre d'entraînement d'une pompe distributrice entraînée par l'arbre à cames. L'arbre 11 peut également être l'arbre à ca- mes ou le vilebrequin du moteur à combustion interne. La roue phonique 10 est détectée à l'aide d'un capteur fixe 14 par exemple un capteur inductif ou d'un cap- teur à effet Hall. Au passage des repères angulaires devant le capteur 14, les tensions induites sont appliquées comme signaux de sortie Si à un appareil de commande 15; ces ten- sions sont transformées soit dans le capteur, soit dans l'appareil de commande en des signaux rectangulaires dont les flancs montant correspondent par exemple au début d'un repère angulaire et les flancs descendant à la fin d'un repère angu- laire. Ces signaux ou la succession chronologique des diffé- rents flancs des signaux sont traités dans un appareil de commande 15 pour former des signaux de commande du moteur à combustion interne, par exemple pour l'injection et/ou l'allumage. Ces signaux sont alors fournis par les sorties 16, 17 de l'appareil de commande 15. A côté du signal Si, l'appareil de commande 15 reçoit d'autres grandeurs d'entrée nécessaires à la commande ou à la régulation, fournies par les capteurs correspondants 18, 19. Ces capteurs 18, 19 peu- vent être par exemple des capteurs de température ou d'autres capteurs d'angle détectant la position angulaire d'un autre arbre du moteur à combustion interne. L'appareil de commande reçoit par l'entrée 20, le signal de démarrage pour la mise en route du moteur à combustion interne. L'alimentation en tension est assurée à partir de la batterie 21 par la ferme- ture du contact 22. L'appareil de commande 15 comprend un processeur non représenté ainsi qu'une mémoire contenant les grandeurs nécessaires aux calculs. L'appareil de commande 15 comporte également plusieurs compteurs ou moyens de comptage non représentés. Le signal rectangulaire exploité par l'appareil de commande est représenté à la figure 2; l'intervalle géné- ré par le repère de référence entre le grand nombre d'impulsions rectangulaires apparaît dans cette figure. La détection de cet intervalle permet finalement la synchronisa- tion. Comme l'appareil de commande connaît la relation entre la position du repère de référence 13 ou de l'intervalle 11 et la position des différents cylindres, après reconnaissance du repère de référence et après avoir réalisé la synchronisa- tion, l'appareil déclenche les commandes appropriées pour la régulation du moteur à combustion interne. La description dé- taillée de la synchronisation et du dosage sans coupure pen- dant le cas échéant une nouvelle synchronisation rendue nécessaire, sont décrits ci-après. Après le démarrage du moteur à combustion in- terne, on effectue la première détection de repère de réfé- rence ou de synchronisation en surveillant l'intervalle entre les repères angulaires (intervalle des dents) de la roue pho- nique 10. Si dans l'appareil de commande, on détecte un in- tervalle de temps dont la durée est par exemple supérieure au double de l'intervalle de temps précédent, l'appareil de com- mande reconnaît le repère de référence et suppose comme connu l'état intervalle 1. A la place d'un intervalle de temps sé- lectionné, on pourrait également utiliser un rapport de dents pour reconnaître le repère de référence. Après la première détection des repères de référence, on compte dans l'appareil de commande les flancs de dents choisis, suivants. Comme l'appareil de commande connaît le nombre des repères angulai- res 12 ou des dents, par comptage des flancs du signal, il peut reconnaître le repère de référence suivant. Si l'intervalle reconnu ensuite suit le nombre maximum autorisé de flancs, on reconnaît un segment correct complet et l'état " synchronisation " est mis. Le dosage ou l'émission des si- gnaux de commande peut alors commencer. L'expression " segment " désigne du reste la distance entre deux repères de référence. Le nombre des repères de référence peut être choisi en fonction du nombre de cylindres. Après la première synchronisation, pour détermi- ner les repères de référence suivants, on ne compte que le nombre des flancs du signal et dès que le compteur à compter le nombre prédéterminé, on reconnaît le repère de référence ou on émet un signal correspondant. Si l'état de comptage correspond à une valeur qui permet de reconnaître les repères angulaires avant le repère de référence, on contrôle pour rendre plausible, tout d'abord la distance des flancs du si- gnal. Si cette vérification de l'instant auquel doit apparaî- tre le repère de référence (intervalle) et pas de temps plus long entre deux flancs de signal, on reconnaît une erreur de plausibilité (erreur de synchronisation) et un premier comp- teur d'erreur de l'appareil de commande 15 est incrémenté d'une unité. Dans le segment suivant, on répète cette proce- dure. Si le défaut de plausibilité n'apparaît plus, il s'agit d'un défaut temporaire sans effet sur le dosage ou sur le dé- clenchement des signaux de commande pour réguler le moteur à combustion interne. Mais si le défaut apparaît dans le seg- ment suivant et dans les segments qui viennent ensuite, le compteur d'erreur est chaque fois augmenté d'une unité. Lors- que le contenu du compteur dépasse un seuil A choisi ou ap- plicable, on efface l'état " synchronisé ". Il est important que le dosage ou la formation des signaux de commande ne soit pas interrompu. Pour doser le carburant ou former les signaux d'injection appropriés, on utilise le repère de référence re- connu mais toutefois non plausible. Par l'effacement de l'état " synchronisé ", l'appareil de commande cherche à obtenir une nouvelle syn- chronisation. Pour cela, dans la sélection du flanc du si- gnal, on compte non seulement le nombre de flancs de signal qui se produisent, mais en parallèle à cela, pour la première synchronisation, on vérifie la durée des flancs de signal qui se suivent. Par cette procédure, on peut alors chercher le repère de référence " perdu " en parallèle au travail de do- sage ou à la formation des signaux de commande. Si au cours de la nouvelle recherche du repère de référence, on reconnaît ce repère de référence par l'arrivée d'un intervalle de signal plus grand, on utilise le repère de référence ainsi trouvé pour la synchronisation et on recom- mence de nouveau le dosage du carburant à partir de cette ré- férence. De même, lorsqu'une nouvelle synchronisation est nécessaire, on n'interrompt pas le dosage du carburant. Pour le fonctionnement du moteur à combustion interne, cela signi- fie qu'un défaut de synchronisation se traduit à peine par des dérangements perceptibles car la reconnaissance d'une im- pulsion perturbatrice comme repère angulaire ou la non recon- naissance d'un repère angulaire, conduit uniquement à un décalage du dosage d'environ 3 . Mais comme, si les perturba- tions devaient se prolonger ou se produire fréquemment, cela pourrait entraîner des défauts de quantité engendrant la for- mation de fumée et/ou des défauts d'injection qui peuvent également conduire à de la fumée et du bruit, en plus du pro- cédé décrit cidessus, on continue d'incrémenter le compteur de défaut pendant la recherche de la nouvelle synchronisa- tion. Lorsque l'état de comptage du compteur de défaut dépasse un autre seuil B plus élevé, la durée de la nouvelle synchronisation ou le nombre de tentatives de nouvelles syn- chronisations, a dépassé une valeur maximale. Le système est alors considéré comme défectueux et le dosage ou la formation des signaux de commande selon le principe utilisé jusqu'alors sont arrêtés. On peut alors par exemple activer un fonction- nement de secours en utilisant les signaux de sortie d'autres capteurs pour atteindre au moins le prochain garage. En plus, on incrémente un second compteur de défaut à chaque tentative de nouvelles synchronisations, réussies, c'est-à-dire que l'état de comptage est augmenté d'une unité. Cela permet d'obtenir une information permettant de savoir combien fré- quemment le système après une remise à zéro, c'est-à-dire après la " perte " d'un repère de référence, a mis en oeuvre le procédé de nouvelles synchronisations. Si ce compteur dé- passe un autre seuil C, le système est également classé comme défectueux et le dosage selon le principe utilisé jusqu'alors est arrêté, car une nouvelle synchronisation trop fréquente traduit un système défectueux. Dans ce cas, on peut également activer un fonctionnement de secours en utilisant d'autres capteurs. L'installation décrite ci-dessus convient tout particulièrement pour la fonction de dosage de pompes distri- butrices modernes et repose sur une information angulaire précise fournie par un système de capteurs angulaires, incré- mental à l'appareil de dosage. La roue phonique est montée sur l'arbre d'entraînement de la pompe. L'algorithme de do- sage du programme implémenté dans l'appareil de commande (ap- pareil de commande de la pompe) est synchronisé sur des repères de référence déterminés du signal incrémental de dents; par exemple le programme prend comme repères de réfé- rence des intervalles prévus de manière déterminée sur le disque phonique. Il R E V E N D I C A T IONS 1 ) Installation de régulation d'un moteur à combustion in- terne à plusieurs cylindres comprenant un arbre rotatif por- tant une roue phonique munie d'un grand nombre prédéterminé de repères angulaires de même type équidistants et au moins un repère de référence, distingué par un intervalle plus grand pour servir de repère de synchronisation pour former des impulsions de commande destinées au moteur à combustion interne, ainsi qu'un capteur détectant la roue phonique et fournissant un signal de sortie rectangulaire correspondant à son contour et qui est le cas échéant traité pour être ex- ploité dans une installation de calcul; les intervalles de temps des flancs de signal de même type étant comparés entre eux ou du moins mis en relation et le repère de référence est reconnu par une déviation significative d'un intervalle ou d'un rapport; et après la première reconnaissance du repère de référence, on reconnaît l'arrivée du repère de référence en décomptant les flancs de signal de même type et en plus, on contrôle l'intervalle des flancs de signal et on vérifie ainsi la plausibilité du repère de référence détecté, caractérisée en ce qu' * en cas de non plausibilité reconnue, on incrémente une unité à un compteur de défaut et pour le calcul des impul- sions de commande du moteur à combustion interne, on tient néanmoins compte du repère de référence et, * la détermination suivante du repère de référence (13) se fait selon le même procédé dans la mesure o l'état du compteur de défaut n'a pas atteint une valeur prédétermi- née et, e au cas o le compteur de défaut a atteint une valeur pré- déterminée, on rejette la synchronisation et on effectue une nouvelle synchronisation. 2 ) Installation de régulation d'un moteur à combustion in- terne à plusieurs cylindres selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur à combustion interne est un moteur diesel équipé d'une pompe d'injection distributrice et la roue phonique est fixée sur l'arbre d'entraînement de la pompe et l'installation de calcul est l'appareil de commande de la pompe. 3 ) Installation de régulation d'un moteur à combustion in- terne à plusieurs cylindres selon la revendication 1, caractérisée en ce que * l'arbre est le vilebrequin ou l'arbre à cames du moteur à combustion interne, e l'installation de calcul est l'appareil de commande du mo- teur à combustion interne et * les signaux de commande de l'appareil de commande sont utilisés pour réguler l'allumage et/ou l'injection du mo- teur à combustion interne. 4 ) Installation de régulation d'un moteur à combustion in- terne à plusieurs cylindres selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que * pendant la tentative de nouvelles synchronisations, on continue d'incrémenter le compteur de défaut et, * dans la mesure o l'état du compteur de défaut atteint un second seuil B, on considère qu'il y a un défaut de sys- tème et l'appareil de commande interrompt la régulation usuelle du moteur à combustion interne et commute sur un fonctionnement de secours. ) Installation de régulation d'un moteur à combustion in- terne à plusieurs cylindres selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée par un second compteur de défaut qui à chaque nouvelles synchro- nisations réussies est incrémenté d'une unité et dans la me- sure o le second compteur de défaut atteint un seuil C, on reconnaît également un défaut du système et on commute l'appareil de commande sur un fonctionnement de secours.