Brevet FR2808591A1 — publié le 20011109

Domaine technique La présente invention concerne un Procédé de détection d'un capteur de pression d'un moteur thermique, le signal du capteur de pression étant détecté selon une trame de temps et après un segment on forme une valeur moyenne correspondante au segment respectif pour le signal de capteur de pression, Pour déterminer la masse d'air aspirée par un moteur à combustion interne (moteur thermique) on utilise un capteur de pression que l'on détecte à des intervalles de temps déterminés. La détection du capteur de pression peut se répercuter de manière négative sur la durée d'injection aux faibles vitesses de rotation (faible régime) et pour un com- portement dynamique de la pression de la tubulure d'aspiration du fait de l'allongement de la durée des segments, si la pression réelle et la valeur moyenne arithmétique calculée de la pression diffèrent très fortement. Etat de la technique. Le document DE-OS 43 22 311 concerne une installation pour la détection synchrone avec le vilebrequin, d'une grandeur variant périodiquement. Une charge déterminée par le capteur envoie un signal correspondant à cette charge, préparé et filtré; ce signal est détecté selon une grille de temps, choisie. Le début de la détection est synchronisé de manière nouvelle pour chaque segment et pour la synchronisation du si- gnal on utilise un capteur de vilebrequin qui détecte une roue phonique liée au vilebrequin et donnant un flan de signal par segment. La combi- naison pour la détection synchrone par rapport au vilebrequin et dans le temps, par rapport au segment, permet l'utilisation de capteurs de détec- tion de charge, différents, donnant une meilleure précision par rapport aux procédés utilisés jusqu'alors. A partir des valeurs de mesure détec- tées, on détermine une valeur moyenne de la charge pour chaque seg- ment, ce qui permet de déterminer la quantité d'air aspirée par chaque phase active. Mais pour les moteurs thermiques actuels, cette détermi- nation du signal est toujours trop imprécise. Dans les procédés de détec- tion utilisés actuellement, on détecte un signal de capteur de pression suivant une trame de lms et on additionne dans une mémoire d'addition. 3s Dans une seconde mémoire, on additionne le nombre des détections. Après un segment qui correspond à la durée comprise entre deux opéra- tions d'allumage, on divise la somme des détections selon la trame lms par le nombre des détections et on forme ainsi une valeur moyenne arith- métique pour un segment. Ce procédé ne permet de fournir nécessairement la valeur moyenne arithmétique seulement pour un segment après le calcul de la valeur moyenne, pour calculer l'injection. Pendant le fonctionnement d'un moteur thermique, le régime est de 800 à 6000 t/min si bien que ce re- tard, jusqu'à obtenir la valeur moyenne calculée servant à calculer les quantités à injecter, est parfaitement tolérable. Pour des durées de seg- ments très longues que l'on rencontre aux faibles régimes et pour des i0 évolutions dynamiques de la pression dans la tubulure d'aspiration, par exemple pour une durée de segment de 150 ms pour un régime de t/min, par exemple pendant la phase de démarrage, cette longue du- rée du segment se répercute de manière gênante sur le calcul de la durée d'injection car la pression qui règne réellement et la valeur moyenne arithmétique sont très largement différentes. C'est pourquoi ce procédé permet seulement de déterminer une valeur moyenne pendant la phase de démarrage mais non la courbe de pression précise ou le débit d'air précis qui sont pourtant essentiels pour une régulation destinée à éviter des émissions excessives pendant la phase de démarrage. Avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces incon- vénients et concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de la première plage de régime du moteur thermique, on effectue une détection directe du capteur de pression et à partir d'un seuil de régime prédéfini, on effectue leur détection dans une trame de temps suivie de la formation d'une valeur moyenne par segment. Par exemple, la première plage de régime du moteur ther- mique est comprise entre nmot = 0 jusqu'à nmot = 1000 t/min. L'avantage de l'invention réside surtout dans le fait que le procédé de commutation du procédé de détection d'un capteur détectant la pression dans la tubulure d'aspiration peut également s'appliquer lors- que le moteur est à l'arrêt, c'est-à-dire pour nmot = 0. Jusqu'à atteindre un seuil de régime prédéterminé de façon libre, on utilise la pression de la valeur de pression fournie directement par le capteur de pression, c'està- dire sans interposer une valeur moyenne pour calculer l'injection. Ainsi, pendant la phase de démarrage du moteur thermique, le signal utilisé par l'électronique de commande pour calculer la masse d'air frais de chaque cylindre du moteur thermique est très largement identique à la pression réelle de la tubulure d'aspiration. En éliminant la formation de valeur moyenne par segment de temps, on fait accélérer le moteur avec des pres- sions plus actuelles dans la tubulure d'aspiration. A partir de l'instant au- quel on atteint un second seuil de régime, on commute sur la détection des signaux de capteur de pression avec la formation de la valeur moyenne consécutive à partir des signaux de sortie de pression obtenus, ce qui est parfaitement intéressant dans la plage du régime normal d'un moteur thermique. Dans la plage de régime normal d'un moteur thermi- que on aura une durée de segment beaucoup plus courte par comparaison à celle de la phase de montée en vitesse du moteur thermique. Par une distribution correspondante des points d'appui du régime (vitesse de rotation) jusqu'au seuil de vitesse de rotation, on peut utiliser directement la valeur fournie par le capteur de pression pour le calcul sans former de valeur moyenne. Ensuite on conserve la dernière valeur fournie par le capteur de pression et au passage du second seuil de régime on commute sur la formation arithmétique de la valeur moyenne dans un segment. Les données des deux seuils de régime offrent ainsi des possibilités de calcul de pression, différentes, pendant la phase de montée en vitesse du moteur thermique avec tous les degrés de liberté imagina- bles. On peut ainsi prédéterminer librement les valeurs des régimes (vi- tesse de rotation) qui représentent les seuils de régime. Selon un autre avantage important pour la phase de démar- rage, une détection de signal de capteur de pression fonctionnant selon la trame lms, est active dès que l'on est dans la situation " allumage " et cette valeur de détection est disponible sans avoir à former de valeur moyenne. Cela est important pour des opérations de détection de remplis- sage (charge) reposant sur des capteurs de pression car le signal de pres- sion s'utilise entre autre pour l'adaptation à la pression environnante. Jusqu'à présent, lorsque l'allumage était branché et que le moteur était arrêté (nmot = 0), on enregistrait une fois un signal de pression pour dé- terminer la pression ambiante. Dans le cas de serrures de contact sans verrouillage mécanique, lors de la coupure de l'allumage suivi d'une re- mise en route immédiate de l'allumage cela peut conduire à ce que la pression de la tubulure d'aspiration ne correspond pas encore à la pres- sion ambiante mais risque d'être interprété ainsi, à cause de la vitesse de rotation du moteur. Grâce à l'enregistrement permanent de la valeur four- nie par le capteur de pression, selon la trame de lms, le procédé selon l'invention, permet de ne pas exclure totalement cette situation pour les premières valeurs de pression après l'allumage, mais au plus tard un 1 s après l'arrêt du moteur, la pression de la tubulure d'aspiration, enregis- trée, correspond à la pression environnante. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - en choisissant les mêmes valeurs pour les seuils de vitesse de rotation (12, 13) on commute d'une détection faite selon la trame du temps sans formation de valeur moyenne, sur une détection faite selon la trame du temps mais avec formation de valeur moyenne sur un seg- ment. - la détection des capteurs de pression se fait selon une trame de temps de 1 ms. - pour une position différente des seuils de régime (12, 13) lorsqu'on at- teint un premier seuil (12) on bloque la dernière valeur de détection obtenue dans la trame de temps et on calcule tout d'abord avec cette dernière valeur de capteur de pression, la quantité à injecter jusqu'à ce que le second seuil de régime (13) soit dépassé. - après le dépassement du second seuil de régime (13), on commute la détection sur une détection avec formation de valeur moyenne sur un segment de vilebrequin. Dessins. Le procédé selon la présente invention sera décrit ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un diagramme de la valeur de la pression obtenue en formant la valeur moyenne pendant un segment de vilebrequin, au fai- ble régime du moteur thermique, de l'ordre de 200 t/min, - la figure 2 est un schéma d'un dispositif de détection pour exécuter la commutation du procédé de détection, - la figure 3 montre un signal de capteur de pression obtenu par la dé- tection avec un dispositif proposé, à détection directe du signal de pression et avec une détection en formant la valeur moyenne sur un segment. Variantes de réalisation La figure 1 montre un diagramme de la valeur de la pres- sion obtenue en formant une valeur moyenne sur un segment pour des faibles vitesses de rotation (faibles régimes) de l'ordre de 200 t/min d'un moteur thermique. Dans ce diagramme de phase de départ 1 d'un moteur thermique, on a représenté les courbes de la pression environnante, de la pression du système, obtenue par la détection du capteur de pression de la tubulure d'aspiration, du régime du moteur thermique ainsi que de la durée des segments. La courbe de la pression environnante porte la réfé- rence 2; la courbe de pression réelle dans la tubulure d'aspiration porte la référence 4 et la courbe de la vitesse de rotation porte la référence 3. Pour un moteur thermique à quatre cylindres la durée d'un segment aux faibles vitesses de rotation de 200 t/min donne: 2.60 tSegment = 2.60 nmot. nombre de cylindres 2.60 ts = - =150 ms = 0,15s. 200.4 Cette durée de segment de 150 ms et la formation de la va- leur moyenne effectuée ensuite font que seulement après 150 ms, c'est-à- dire la durée de segment 5 du premier segment et après avoir formé la va- leur moyenne, on disposera de la valeur moyenne de la pression 6 seule- ment au milieu du second segment 7, c'est-à-dire après environ 225 ms dans le second segment 7. De façon analogue, à partir des signaux de détection qui durent pendant cette période du second segment 7, on détermine une va- leur moyenne 8 pour la pression qui sert à son tour de base pour calculer la masse d'air frais pendant le segment suivant 9. Pendant la phase de démarrage du moteur à combustion interne on aura ensuite des différen- ces de pression importantes entre la pression réelle effective et les valeurs de pression moyennes, obtenues, comme cela apparaît à la figure 1. La conséquence de ces différences de pression est que l'électronique du mo- teur réglera de fausses valeurs pour les quantités de carburant à injecter et pour les durées d'injection, ce qui se répercute de manière négative, ac- centuée sur l'émission de matières polluantes par le moteur thermique, notamment pendant la phase de démarrage. La figure 2 montre schématiquement une configuration de circuit d'un dispositif de détection pour exécuter la commutation du pro- cédé de détection. La variante de réalisation selon la figure 2 pour la mise en oeuvre du procédé de détection selon l'invention prévoit deux seuils de ré- gime 12, 13 réglables séparément et indépendants l'un de l'autre. Dans la variante de la figure 2, on règle le premier seuil de régime (référence 12) à t/min alors que le second seuil de régime 13 de cette variante de réali- sation est réglé à une vitesse de rotation de 400 t/min. A la fois le premier o0 seuil de régime 12 et le second seuil de régime 13 comportent chaque fois un comparateur 23, 24 en aval. Le signal de sortie des deux comparateurs 23, 24 est appliqué à un élément de combinaison " & ", portant la réfé- rence 22. Si l'élément de combinaison 22 reçoit des signaux de régime (16), nmot, inférieurs au premier seuil de régime 12, les capteurs de pres- sion 14.1, 14.2 seront détectés dans une trame de temps présélectionnée, par exemple de 1 ms, sans formation de valeur moyenne. Ainsi, pendant la phase de démarrage d'un moteur thermique, on disposera toujours de signaux de vitesse de rotation actuels pour calculer le remplissage de gaz frais des cylindres du moteur thermique, par comparaison avec la valeur moyenne des signaux de pression qui seront seulement calculés à la fin de la trame de temps de détection. Si le premier et le second seuil de régime 12, 13 sont à la même valeur, par exemple si pour les deux seuils on a 200 min-', alors l'électronique de commande du moteur thermique commutera de la détec- tion selon une trame par exemple de 1 ms sans calcul de valeur moyenne à une détection selon une trame de 1 ms suivie d'une formation de valeur moyenne. Pour la plage de régime normal d'un moteur thermique qui est comprise entre une vitesse de rotation de 800 min-' jusqu'à 6000 min-l, cela représente une procédure intéressante car dans cette plage de régime, les durées des segments du vilebrequin sont très courtes. Si les vitesses de rotation (régime) du premier et du second seuil de régime 12, 13 correspondent à des vitesses de rotation différentes, (voir également l'exemple de réalisation de la figure 2) lorsqu'on atteindra le premier seuil de régime 12, la dernière valeur de détection obtenue dans la trame de temps de lms sera bloquée et avec cette valeur du capteur de pression, transformée en dernier lieu, on calculera la quantité de carbu- rant à injecter jusqu'au dépassement du second seuil de régime 13. Lors- qu'on atteint et dépasse ce second seuil 13 on détecte le signal de capteur de pression en poursuivant par un calcul par segment de la valeur moyenne du segment de vilebrequin respectif. Pour des vitesses de rotation plus élevées pendant le fonc- s tionnement normal d'un moteur thermique, dans la plage comprise entre 800 min-' et 6000 min-', on détermine la pression régnant dans la tubu- lure d'aspiration au cours d'un segment pour obtenir de manière station- naire un signal de pression dans la tubulure d'aspiration permettant de calculer de manière fiable la durée d'injection car par segment de vilebre- quin la quantité de données est trop grande. C'est pourquoi il est intéres- sant dans ce cas de calculer une valeur moyenne. L'inconvénient de calculer pendant la phase d'accélération d'un moteur thermique, trop longtemps avec des valeurs non actualisées de la pression dans la tubulure d'aspiration n'existe plus par la détection des capteurs de pression 14.1, 14.2 et 15.1, 15.2 à l'émission directe de la valeur du capteur de pression non suivie par la formation d'une valeur moyenne. Dans la détection du signal du capteur de pression qui se déroule dans une trame de temps présélectionnée, cette détection est ac- tive dès l'instant de la fermeture du contact d'allumage. La succession de la détection selon une trame de 1 ms ne dispose pas à ce moment de va- leur moyenne si bien que ce signal de capteur de pression est intéressant pour l'adaptation à la pression ambiante. L'enregistrement unique d'un signal de capteur de pression pour nmot = 0, selon les procédés de détec- tion actuels, peut se traduire par un retard de l'adaptation de pression dans les serrures de contact, pour le démarrage d'un moteur thermique. Le procédé selon l'invention de commutation des stratégies de détection des capteurs de pression 14.1, 14.2 ou 15.1, 15.2 garantit que la pression régnant dans la tubulure d'aspiration correspond à la pression ambiante au plus tard une seconde après l'arrêt du moteur. Du fait de la constante de temps importante de l'adaptation à l'environnement, les valeurs de pression qui se produisent nécessairement ont, aucune influence sur la pression adaptée à l'environnement. La vue de la figure 3 montre un signal de capteur de pres- sion fourni par la détection à l'aide du circuit proposé, avec détection di- recte du signal de pression et aussi en formant la valeur moyenne sur un segment de vilebrequin. Dans la vue de la figure 3, qui représente la phase de mon- tée en vitesse d'un moteur thermique à partir du moment du démarrage, le point de commutation, auquel se fait la commutation du procédé de détection à partir de l'émission directe de la valeur obtenue à l'émission de la valeur après formation de la valeur moyenne sur un segment, porte la référence 21 sur l'axe des temps 17. A gauche de la flèche verticale qui caractérise l'instant de la commutation, on a une émission directe de la valeur détectée par les capteurs de pression 14.1, 14.2 ou 15.1, 15.2 alors qu'à droite de la flèche 21 s'étend la zone dans laquelle les valeurs de dé- o10 tection fournies par les capteurs de pression subissent la formation d'une valeur moyenne. La référence 19 désigne la tension de détection fournie par le capteur de pression qui suit avec seulement un faible décalage la ten- sion de l'électronique de commande du moteur (motronique). Le régime du moteur thermique, qui s'établit dans les deux plages de détection des deux côtés du point de commutation 21, porte les références 16. Cette figure montre que comparé à la représentation de la figure 1, les courbes de pression de la pression détectée et de la pression du système sont prati- quement coïincidentes. La détection commutable des paires de capteurs 14, 15, tient compte des temps de segment de vilebrequin différents pen- dant la phase de montée en vitesse et pendant le fonctionnement normal d'un moteur thermique et constitue une solution optimale notamment pour la plage des vitesses de rotation de démarrage. NOMENCLATURE 1 diagramme de la phase de démarrage 2 pression ambiante 3 courbe du régime 4 courbe de la pression dans la tubulure d'aspiration durée du premier segment (150 ms) à 200 t/min 6 valeur moyenne du premier segment 7 durée du second segment 8 valeur moyenne du second segment 9 durée du troisième segment valeur moyenne du troisième segment il émission de la valeur moyenne 12 premier seuil de régime 50 t/min 13 second seuil de régime 400 t/min 14 première paire de capteurs 14.1 capteur 14.2 capteur 15 seconde paire de capteurs 15.1 capteur 15.2 capteur 16 nmot 17 axe des temps 18 échelle vitesse de rotation/tension 19 capteur de la pression par la tension de détection électronique de commande de la tension 21 point de commutation de 1 ms de détection pour la détection en formant la valeur moyenne sur un segment 22 élément de combinaison 23 comparateur: inférieur ou égal 24 comparateur: supérieur ou égal. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de détection d'un capteur de pression (14, 15) d'un moteur thermique, le signal du capteur de pression étant détecté selon une trame de temps et après un segment (5, 6, 7) on forme une valeur moyenne correspondante au segment respectif pour le signal de capteur de pression, caractérisé en ce qu' à l'intérieur de la première plage de régime du moteur thermique, on ef- fectue une détection directe du capteur de pression (14, 15) et à partir d'un seuil de régime prédéfini (12, 13), on effectue leur détection dans une trame de temps suivie de la formation d'une valeur moyenne par segment. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première plage de régime du moteur thermique est comprise entre nmot = 0 jusqu'à nmot = 1000 t/min. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la première plage de régime du moteur thermique, la détection qui se produit par le capteur de pression est activée pour le signal " fermeture allumage " et pour la valeur de détection nmot = 0. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que par l'enregistrement permanent des valeurs de pression de la pression ambiante dans la phase de démarrage du moteur à combustion interne on a une adaptation de la pression ambiante avec une plus grande constante de temps. ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pression dans la tubulure d'aspiration, calculée, correspond à la pres- sion ambiante au plus tard après environ 1 s. 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en choisissant les mêmes valeurs pour les seuils de vitesse de rotation (12, 13) on commute d'une détection faite selon la trame du temps sans formation de valeur moyenne, sur une détection faite selon la trame de temps mais avec formation de valeur moyenne sur un segment. 7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la détection des capteurs de pression se fait selon une trame de temps de i ms. 8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour une position différente des seuils de régime (12, 13) lorsqu'on atteint un premier seuil (12) on bloque la dernière valeur de détection obtenue dans la trame de temps et on calcule tout d'abord avec cette dernière va- leur de capteur de pression, la quantité à injecter jusqu'à ce que le second seuil de régime (13) soit dépassé. 9 ) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu' après le dépassement du second seuil de régime (13), on commute la dé- tection sur une détection avec formation de valeur moyenne sur un seg- ment de vilebrequin.