Brevet FR2790037A1 — publié le 20000825

Etat de la technique L'invention concerne un procédé et un dispositif pour commander un véhicule automobile. Un procédé et un dispositif pour commander un vé- hicule sont connus. Habituellement ceux-ci présentent un pre- mier système, servant à commander la quantité de carburant dosée pour le moteur à combustion interne, et un deuxième système servant à commander la quantité d'air qui est amenée au moteur à combustion interne. Quand on branche un mécanisme10 d'entraînement auxiliaire, tel que celui d'une installation de climatisation, on produit une intervention qui augmente le couple du moteur à combustion interne. Cette intervention peut par exemple augmenter la quantité de carburant à injec- ter, ou augmenter le couple voulu. Dans le cas d'un tel système, lorsqu'on a détecté le désir du compresseur de l'installation de climatisation de se mettre en route, on superpose à la quantité voulue par le conducteur une quantité additionnelle. Cette augmentation de la quantité de carburant a lieu seulement quand ceci est au- torisé en prenant en considération les quantités de carburant autorisées les plus élevées, en particulier en prenant en considération les émissions de gaz d'échappement. La libéra- tion électrique qui s'en suit du compresseur de l'installa- tion de climatisation a lieu avec un léger retard, afin que le moteur à combustion interne puisse fournir le couple addi- tionnel exigé. Comme le déroulement du couple additionnel, mis à disposition par le moteur, et le déroulement du couple effectivement reçu par le compresseur ne coïncident pas exac- tement dans le temps, il se produit une fluctuation dans le couple de propulsion. De cette façon on peut déceler lors du branchement du compresseur un à-coup dans la marche du véhi- cule. Objet de l'invention L'invention a pour objets un procédé et un dispo- sitif pour commander un véhicule, pour minimiser les fluctua- tions indésirables dans le couple de propulsion. Ce problème est résolu en ce que la quantité de carburant est augmentée de façon retardée par rapport à la quantité d'air. Avantages de l'invention Du fait que la quantité de carburant est augmen- tée avec retard par rapport à la quantité d'air, on peut net- tement minimiser, dans le cas du mode de fonctionnement selon l'invention, des fluctuations dans le couple de propulsion lors du branchement de mécanismes d'entraînement auxiliaires. Il est particulièrement avantageux, lors du bran- chement d'un mécanisme d'entraînement auxiliaire, d'augmenter la quantité d'air et d'augmenter la quantité de carburant à injecter après l'écoulement d'un temps d'attente après l'aug- mentation de la quantité d'air. On obtient une réalisation simple en utilisant pour commander la quantité d'air une pre- mière grandeur (MDRO) qui est formée en partant d'un couple voulu et d'un signal de sortie d'un régulateur de ralenti et/ou en utilisant pour commander la quantité de carburant une deuxième grandeur (MDA) qui est formée en partant d'un couple voulu du signal de sortie du régulateur de ralenti, et d'une première valeur de limitation (champ caractéristique de fumée). On réalise une réduction sensible des fluctua- tions dans le couple de propulsion en pouvant prédéfinir le temps d'attente d'une manière telle qu'il prenne en considé- ration le temps mort du deuxième système servant à commander la quantité d'air. Pour mettre en ouvre le procédé, l'invention pré- voit un dispositif de commande d'un véhicule, comprenant un premier système pour commander la quantité de carburant qui est dosée dans un moteur à combustion interne pour entraîner le véhicule, un deuxième système pour commander la quantité d'air, qui est amenée au moteur à combustion interne, une grandeur de couple étant augmentée lors du branchement d'un mécanisme d'entraînement auxiliaire, caractérisé en ce qu'on prévoit des moyens qui augmentent la quantité de carburant de façon retardée par rapport à la quantité d'air. Dessins La présente invention va être décrite ci-après plus en détail à partir de plusieurs exemples de réalisation, représentés sur les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 montre un diagramme par blocs du dispositif selon l'invention, - les figures 2 et 3 montrent différents de signaux portés en fonction du temps, et - la figure 4 montre un diagramme schématique du procédé se- lon l'invention. Description des exemples de réalisation Sur la figure 1 on a représenté le dispositif se- lon l'invention servant à commander un véhicule, à partir d'un diagramme par blocs. Le mode de fonctionnement selon l'invention est décrit dans ce qui suit en prenant comme exemple un moteur à combustion interne de type Diesel, qui comprend comme mécanisme d'entraînement auxiliaire un com- presseur d'installation de climatisation. Mais le mode de fonctionnement selon l'invention peut être aussi utilisé dans le cas d'autres moteurs à combustion interne, en particulier dans le cas de moteurs à combustion interne à allumage spon- tané et à injection directe. En outre on peut aussi l'utili- ser dans le cas d'autres mécanismes d'entraînement auxiliaires ou lors de l'augmentation du couple voulu par suite d'autres venues en prise. De tels mécanismes d'entraî- nement additionnels sont par exemple une génératrice pouvant être commandée ou le désir, en ce qui concerne une quantité, d'une autre unité de commande comme par exemple une commande de boîte de vitesse. Sur la figure 1 on a désigné par 100 un premier système servant à commander la quantité de carburant, qui est dosée pour un moteur à combustion interne non représenté. On a désigné par 110 un deuxième système qui sert à commander la quantité d'air, qui est dosée pour le moteur à combustion in- terne. Les deux systèmes forment des signaux de commande pour différents organes de réglage non représentés. Le premier système qui sert à commander l'injection du carburant 100 commande par exemple une électrovanne ou un élément piézoé- lectrique de réglage, qui commande l'injection. En particu- lier le premier système commande le début de l'injection, la durée de l'injection et/ou le déroulement de l'injection par une prédéfinition correspondante d'un signal de commande cor- respondant pour l'élément de réglage. Le deuxième système servant à commander la quantité d'air commande en particulier un clapet d'étranglement, un clapet de recyclage des gaz d'échappement et/ou un compresseur. Aussi bien le premier système de commande 100 que le deuxième système de commande 110 sont sollicités par des signaux à partir d'une conversion. La conversion 120 solli- cite le premier système de commande 100 et le deuxième sys- tème de commande 110 par un signal MEA, qui correspond à la quantité actuelle de carburant à injecter. En outre la con- version 120 sollicite le premier système de commande 100 avec une quantité de consigne MES pour la quantité de carburant à injecter, et elle commande également le deuxième système 110 pour une quantité brute MERO de carburant à injecter. On amène à la conversion 120 des signaux concer- nant le couple, qui comprennent une grandeur de couple de consigne MDS, un signal de couple actuel MDA et un signal MDRO, qui correspond au couple brut. Ces signaux sont prépa- rés par différents composants. Une prédéfinition du couple FP 130 délivre un si- gnal MDW pour le couple voulu de propulsion à la première en- trée d'un premier point de combinaison 140. Sur ce point de combinaison 140 se trouve en outre le signal de sortie MDL qui correspond au couple voulu d'un régulateur de ralenti 131. En outre le signal de sortie MDK d'une commande 132 d'un mécanisme d'entraînement auxiliaire se trouve sur le point de liaison 140. Le signal de sortie du point de liaison 140 ar- rive d'une part à un premier sélecteur minimal 150 et d'autre part à un deuxième point de combinaison 142. Sur le deuxième point de combinaison 142 se trouve en outre le signal de sor- tie MDKV de la commande du mécanisme d'entraînement auxi- liaire 132. Le signal de sortie 142 qui correspond au signal MDRO en ce qui concerne le couple brut, arrive à la conver- sion 120. Sur la deuxième entrée de la première sélection minimale 150 se trouve le signal de sortie MDR d'un champ ca- ractéristique de fumée 133. Le signal de sortie MDR du champ caractéristique de fumée arrive en outre à un troisième point de combinaison 164, sur la deuxième entrée duquel se trouve un signal de sortie d'un bloc 160. Le signal de sortie du point de combinaison 164 arrive à une deuxième sélection mi- nimale 155. Le signal de sortie de la première sélection mi- nimale 150 qui est désigné par MDA, et qui correspond au cou- ple actuel, arrive à la conversion 120. En outre le signal MDA arrive à un deuxième point de combinaison 144, à l'entrée duquel est appliqué le signal de sortie MDAR d'un régulateur de stabilité de marche 134. Le signal de sortie du deuxième point de combinaison 144 arrive également au deuxième sélec- teur minimal 155. Au deuxième sélecteur minimal 155 arrive en outre le signal de sortie MDG d'une protection du moteur 135, que l'on peut aussi désigner comme régulation terminale. Le bloc 160 ne prépare qu'une grandeur applica- ble. L'arrière plan technique réside dans le fait que la li- mite de fumée est soulevée au moyen du point de combinaison 146, pour permettre au régulateur 134 de stabilité de marche d'avoir une zone positive de réglage au dessus de la limité de fumée MDR. Ce système fonctionne de la manière suivante: le couple voulu MDW de propulsion est prédéfini par la prédéfi- nition de couple 130. Cette prédéfinition de couple 130 pré- définit le couple voulu de propulsion en fonction du souhait du conducteur. Le souhait du conducteur est de préférence prédéfini par une pédale d'accélérateur FP ou par une pièce de manoeuvre d'un régulateur de la vitesse de marche. Pour le couple voulu de propulsion MDW on déplace dans le point de combinaison 140 le couple MDL, que prédéfi- nit le régulateur 131 du ralenti. Dans ce cas il s'agit du couple MDL qui est nécessaire pour régler la vitesse de rota- tion de ralenti. En outre on ajoute au point de combinaison un couple de correction MDK qui est nécessaire pour four- nir le couple prélevé par les mécanismes d'actionnements auxiliaires supplémentaires. Dans le cas de tels mécanismes d'entraînement auxiliaires supplémentaires il s'agit par exemple d'une installation de climatisation. En outre on peut ajouter au point de combinaison 140 un couple de correction MDV qui est nécessaire pour compenser les pertes du moteur à combustion interne. Celles-ci sont en particulier des pertes qui sont causées par les frottements. Cette valeur de correc- tion MDV est fournie par un bloc 136. Le couple ainsi formé arrive à la première sélec- tion minimale 150, dans laquelle il est combiné avec le si- gnal de sortie MDR du champ caractéristique de fumée 133. Dans ce cas on sélectionne le plus petit des deux signaux. Ceci signifie que le couple, qui est appliqué à la sortie du point de combinaison 140, est limité au couple MDR autorisé au maximum qui est fourni par le champ caractéristique de fu- mée 133. Le signal de sortie du point de combinaison 140 cor- respond au couple brut MDRO qui correspond au couple voulu de propulsion MDW, le couple de propulsion MDW étant corrigé avec le signal de sortie du régulateur de ralenti 131 et le signal de sortie MDK de la commande 132 de mécanisme d'en- traînement auxiliaire. Le signal de sortie de la première sélection mi- nimale 150 est amené comme couple actuel MDA à la conversion 120. Dans le cas de ce couple actuel MDA il s'agit d'une grandeur qui est nécessaire, pour réaliser le souhait du con- ducteur et la vitesse de rotation au ralenti, des mécanismes d'entraînement auxiliaires étant pris en considération et le couple étant limité à une première valeur de limitation. La première valeur de limitation correspond dans la forme de réalisation représentée au couple MDR autorisé au maximum du champ caractéristique de fumée 133. En partant de ce couple actuel MDA la conversion calcule la quantité actuelle de carburant MEA à injecter. Ce couple actuel MDA n'est pas modifié par le régulateur du ralenti 134 et par la protection du moteur 135. Cette valeur est utilisée pour calculer le début de l'injection, car la régulation du début de l'injection ne peut pas suivre les va- riations rapides de la valeur de consigne par le régulateur 134 de la stabilité de la marche. Le signal de sortie du point de combinaison 140, o sont uniquement combinés le couple de propulsion voulu MDW et le signal de sortie MDL du régulateur de ralenti 131, ar- rive en outre à un point de combinaison 142, o il est combi- né avec le couple de propulsion MDKV. Ce signal ainsi formé MDRO, qui se trouve à la sortie du point de combinaison 142, est sensiblement obtenu par l'addition des apports provenant du couple voulu de propulsion MDW, qui est utilisé pour la propulsion du moteur à combustion interne, et du couple MDL, qui est nécessaire pour maintenir la vitesse de rotation du ralenti. En partant de cette valeur qui n'est affectée par aucune valeur limite ou par aucun organe rapide de réglage, la conversion 120 calcule une quantité brute MERO. Cette quantité brute et de cette façon le couple brut MDRO sont utilisés pour commander les composants dans le système 110 qui sert à commander la quantité d'air. Les composants du système non représenté servant à commander la quantité d'air sont la régulation de la pression d'alimentation et/ou le re- cyclage des gaz d'échappement. Selon l'invention on ajoute à ce couple brut MDRO le couple de dérivation MDKV. Il n'est introduit par cette correction du couple brut MDRO aucune modification de la quantité de carburant injectée, et de cette façon du couple délivré par le moteur à combustion interne. Uniquement les organes de réglage du système qui sert à commander la quanti- té d'air sont commandés plus fortement. Par cette mesure, le système, est directement avant la survenance d'un saut dans le couple actuel du fait de la valeur MDK lors du branchement d'un mécanisme d'entraînement auxiliaire, pris à partir du point de fonctionnement optimal d'émission de telle sorte que l'on peut réaliser rapidement de façon optimale le saut exigé avec l'excès d'oxygène qui règne déjà. Le signal de sortie du point de combinaison 144 est amené en même temps que le signal de sortie de la protec- tion 135 du moteur et le signal de sortie du champ caracté- ristique de fumée 133 à une deuxième sélection minimale 155, qui fournit la valeur de consigne pour le couple de consigne MDS. Cette valeur de consigne est convertie dans la conver- sion 120 en la quantité de consigne MES, qui indique la quan- tité de carburant à injecter. Sur la figure 2 on a porté en fonction du temps t différents signaux. Sur la figure partielle 2a, on a porté le couple de sortie du moteur AMD selon une ligne en trait plein et le couple de propulsion MD selon une ligne en tirets. Sur la figure partielle 2b on a porté le couple dont a besoin le compresseur de l'installation de climatisation, qui corres- pond au signal MDK. Sur la figure partielle 2c on a porté le signal K dont le niveau haut indique que le compresseur de l'installation de climatisation est branché. A l'instant tl le signal K monte à sa grande va- leur, c'est-à-dire que le compresseur de l'installation de climatisation est branché. Lors des augmentations habituelles du couple voulu quand on ajoute le branchement d'une instal- lation de climatisation le couple de sortie AMD du moteur dé- croit lentement à partir de l'instant tl. En même temps le signal MDK augmente en forme de saut et tombe à une valeur accrue par rapport à l'intervalle de temps d'avant l'instant tl. Ceci a pour conséquence qu'à un instant qui se trouve nettement après l'instant tl, le couple de sortie du moteur AMD a augmenté et le couple de propulsion MD se trouve à son ancienne valeur. Lors de la détection du souhait d'enclencher le compresseur de l'installation de climatisation à l'instant tl, après un essai fructueux on superpose à une délivrance possible de la quantité voulue par le conducteur, qui corres- pond au couple de propulsion MDW voulu, le souhait d'une quantité additionnelle qui correspond au signal MDK. Le dé- roulement dans le temps de ce couple additionnel MDK s'oriente sur la réception par le compresseur d'un couple de torsion mesurable. De préférence ce signal est fonction de la pression qui règne dans le compresseur. Les apports absolus de quantités sont dans ce cas déterminés de façon empirique. La libération électrique du compresseur de l'ins- tallation de climatisation a lieu de façon légèrement retar- dée afin que le moteur puisse fournir le couple additionnel exigé. Comme le couple qui est fourni par le moteur par le passage de la quantité et comme la réception effective du compresseur ne coïncident pas exactement dans le temps, il se produit à partir du couple résultant, déjà dans des condi- tions statiques, une fluctuation dans le couple de propulsion MD. De cette façon un à-coup est décelable dans le véhicule lors du branchement du compresseur. Selon l'invention on s'est aperçu que lors de la brusque augmentation de la quantité injectée une augmentation correspondante de la quantité d'oxygène fait partie aussi du processus de combustion. En fonctionnement statique les mo- teurs modernes se trouvent de façon prépondérante en un point de fonctionnement qui est optimal pour les émissions, de telle sorte que quand il y a un excès d'oxygène on effectue un recyclage des gaz d'échappement, pour maintenir la valeur lambda résultante dans une zone de valeur optimale. Les pièces mécaniques constitutives pour la régu- lation de la quantité d'air supportent une inertie, qui n'au- torise pas des variations brusques de la quantité d'oxygène ou d'air frais. Selon l'invention il est en conséquence prévu d'additionner avec la valeur brute MDRO du couple une valeur dérivée MDKV. Grâce à cette correction il ne se produit pas de variation du couple MD délivré par le moteur. Uniquement les organes neutres de réglage du système d'air sont comman- dés plus fortement. Ceci est représenté à la figure 3. Sur la figure 3 on a porté les signaux correspondants comme à la figure 2 avec des lignes correspondantes. En plus on a dessiné sur la figure partielle 2b le couple de dérivation MDKV sous la forme d'une ligne en points et tirets. La commande 132 de mé- canisme d'entraînement auxiliaire détermine lors de l'acti- vation du compresseur de l'installation de climatisation le déroulement du couple auquel il faut s'attendre sur la base des états actuels de fonctionnement, en particulier de la pression dans le compresseur. On peut dans ce cas déterminer par une mesure la reproduction correcte dans le temps du dé- roulement du couple pendant l'application. La libération électrique du compresseur et le branchement du couple voulu MDK sont retardés d'un temps TS par la commande 132 du méca- nisme d'entraînement auxiliaire, temps TS que nécessite le système d'air pour régler les nouvelles conditions optimales. Directement avec la survenance du signal K le couple de déri- vation MDKV est ajouté à la valeur brute MDRO, de telle sorte que la commande du moteur peut préparer en conséquence le système d'air. Sur la figure 4 on a représenté un schéma corres- pondant du procédé selon l'invention. On vérifie par une pre- mière interrogation 400 si le signal K existe, signal qui indique un actionnement du compresseur de l'installation de climatisation. Si ce n'est pas le cas, une étape 400 se dé- roule à nouveau. S'il y a un signal correspondant, c'est le cas à l'instant tl, la valeur de prédéfinition MDKV est alors délivrée à l'étape 410. Cette valeur correspond à la valeur maximale du couple MDK dont a besoin le compresseur de l'ins- tallation de climatisation. A l'étape suivante 420 on met à zéro un compteur de temps. Ensuite on augmente le compteur de temps à l'étape 430. Par l'interrogation 440 on vérifie si le contenu du compteur de temps est plus grand qu'une valeur TS. Si ce n'est pas le cas, on délivre alors à l'étape 450 le signal MDK. La valeur de seuil TS correspond au temps d'attente dont la grandeur MDK est retardée par rapport à l'apparition du signal K. Ceci signifie que si le compresseur de l'instal- lation de climatisation ou un autre mécanisme d'entraînement auxiliaire doit être branché, on augmente d'abord la quantité d'air et après un temps d'attente TS on augmente la quantité de carburant à injecter. Le temps d'attente, jusqu'à ce que le couple ou la quantité de carburant à injecter soit augmen- té, est prédéfini de telle façon que le temps d'attente prenne en considération le temps mort du système servant à commander la quantité d'air. 1l R E V E N D I C A T I ON S ) Procédé pour commander un véhicule automobile, comprenant un premier système pour commander la quantité de carburant dosée dans un moteur à combustion interne pour entraîner le véhicule, un deuxième système pour commander la quantité d'air, qui est amené au moteur à combustion interne, une grandeur de couple étant augmentée lors du branchement d'un mécanisme d'entraînement auxiliaire, caractérisé en ce que la quantité de carburant est augmentée de façon retardée par rapport à la quantité d'air. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors du branchement d'un mécanisme d'entraînement auxiliaire, on augmente la quantité d'air et on augmente la quantité de carburant à injecter après écoulement d'un temps d'attente après l'augmentation de la quantité d'air. 3 ) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour commander la quantité d'air on utilise une première grandeur (MDRO) qui est formée en partant d'un couple voulu et d'un signal de sortie d'un régulateur de ralenti. 4 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour commander la quantité de carburant on utilise une deuxième grandeur (MDA) qui est formée en partant d'un couple voulu, du signal de sortie du régulateur de ralenti et d'une première valeur de limitation (champ caractéristique de fu- mée). ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le temps d'attente peut être prédéfini de telle sorte qu'il prenne en considération le temps mort du deuxième système servant à commander la quantité d'air. 6 ) Dispositif de commande d'un véhicule, comprenant un pre- mier système pour commander la quantité de carburant dosée dans un moteur à combustion interne pour entraîner le véhi- cule, un deuxième système pour commander la quantité d'air, qui est amenée au moteur à combustion interne, une grandeur de couple étant augmentée lors du branchement d'un mécanisme d'entraînement auxiliaire, caractérisé en ce qu' on prévoit des moyens qui augmentent la quantité de carburant 0 de façon retardée par rapport à la quantité d'air.