Brevet FR2797303A1 — publié le 20010209

I Etat de la technique. La présente invention concerne une détection al- timétrique géodésique à partir de la pression dans la tubu- lure d'aspiration d'un moteur de véhicule automobile avec des moyens de saisie de la pression dans la tubulure d'aspiration et d'autres grandeurs de fonctionnement telles que le régime et la température du moteur. La connaissance de la hauteur atmosphérique ins- tantanée de fonctionnement d'un véhicule automobile est im- portante notamment pour doser correctement le carburant car cela suppose la connaissance précise de la masse d'air aspi- rée. Du fait de la différence de densité de l'air aux différentes altitudes du véhicule, la saisie précise de la masse d'air aspirée peut devenir difficile. C'est pourquoi différentes solutions ont été proposées pour corriger l'influence de l'altitude sur le signal de la quantité d'air ou de la masse d'air aspirée par phase d'aspiration, appelé de manière générale signal de charge. A titre d'exemple, on se reportera au document DE 44 34 265 Ai qui concerne une " installation de saisie de la charge avec adaptation altimé- trique ". Ce document décrit une installation de saisie de la charge avec adaptation altimétrique, selon laquelle on déter- mine la charge à partir d'un signal de charge principal dé- pendant de l'altitude et d'un signal de charge auxiliaire indépendant de l'altitude. Dans certains états de fonctionne- ment, par comparaison du signal de charge principal et du si- gnal de charge auxiliaire, on peut évaluer une hauteur géodésique actuelle. Par un calcul spécifique, on forme un coefficient d'adaptation pour minimiser l'erreur d'altitude. Le document US 5 226 393 concerne un système de détection d'altitude pour un moteur à combustion interne, pour assurer une commande, en fonction de l'altitude, de l'alimentation en carburant, de la quantité d'air aspirée et du point d'allumage. En tenant compte du diagnostic embarqué (OBD) exigé par la réglementation américaine, pour déterminer l'altitude instantanée de la position du véhicule, il est né- cessaire de pouvoir couper le diagnostic embarqué au-dessus d'une certaine altitude. Le signal relatif à l'altitude peut ainsi se saisir en principe avec un capteur de pression abso- lue dont le signal de sortie peut le cas échéant se corriger en fonction de la température. De tels capteurs de pression absolue augmentent toutefois nécessairement le coût du véhi- cule de sorte que la tendance consiste à saisir la pression absolue et ainsi la hauteur atmosphérique à l'aide des gran- deurs de mesure existant déjà dans le véhicule automobile. Ainsi, la présente invention a pour but de per- mettre, avec des moyens simples et fiables, partant du cap- teur de pression de la tubulure d'aspiration, de déterminer une valeur de la hauteur atmosphérique entre autres pour fournir un signal de coupure du diagnostic embarqué au-dessus d'une altitude définie, afin d'éliminer les états de diagnos- tic critiques pour la détection d'erreurs. Avantages de l'invention. A cet effet, l'invention concerne une détection altimétrique caractérisée en ce que les valeurs de mesure de la pression dans la tubulure d'aspiration sont calculées en retour en permanence et suivant le point de fonctionnement par rapport à la pression ambiante, puis ces valeurs sont soumises à un filtrage, la constante de temps du filtre dé- pendant des paramètres de fonctionnement. Le système selon l'invention permet une me- sure/simulation combinée de la hauteur atmosphérique à partir d'un signal du capteur de pression dans la tubulure d'aspiration et, finalement, on obtient un signal de coupure et de branchement fiable pour le diagnostic embarqué. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: * la constante de temps du filtre dépend au moins de la grandeur de fonctionnement en charge (plage) et d'un cri- tère de qualité dépendant du point de fonctionnement pour le calcul, notamment la température du moteur; * la détection altimétrique sert à couper les fonctions OBDII. * la coupure des fonctions OBDII tient compte d'une valeur de tolérance de pression ou d'altitude; * la coupure des fonctions OBDII tient compte d'un temps d'attente; e une pression dans la tubulure d'aspiration, obtenue pen- dant la phase d'initialisation et/ou de coupure (régime du moteur sensiblement nul), sert directement à l'attribution de l'altitude; * en mode de poussée, on tient compte d'au moins une valeur de remplacement de la pression dans la tubulure d'aspiration, et le calcul est fait dans le sens d'une al- titude plus faible. * la valeur de tolérance de pression pour la coupure des fonctions OBDII dépend d'au moins l'une des grandeurs sui- vantes: tolérance du capteur de pression, valeur de dis- persion du moteur à combustion interne ou du véhicule, variation météoroloqique. Dessins. Une détection d'altitude géodésique à partir de la pression dans la tubulure d'aspiration, selon l'invention, dans le cas d'un véhicule automobile, est représentée à titre d'exemple dans les dessins annexés dans lesquels: * les figures la et lb montrent des mesures ou des simula- tions caractéristiques de valeurs de pression donnant la hauteur atmosphérique, et * la figure 2 montre un schéma par blocs très simplifié. Description de l'exemple de réalisation. Les figures la, lb montrent un " profil altimé- trique ", tracé en fonction du temps, parcouru pour un cer- tain trajet d'un véhicule et pour différentes conditions de fonctionnement. A la figure 1 l'axe X représente le temps et l'axe Y la pression atmosphérique; une valeur supérieure de 1013 mbar représente la pression normale nulle (NN); une va- leur de 740 mbar, située dans le tiers inférieur, représente une altitude relativement importante et, enfin, la référence B-nobd représente une valeur de signal inférieure de 740 mbar. Cette valeur B-nobd constitue le repère d'altitude important pour la coupure ou la remise en route des fonctions de diagnostic embarqué. Entre les valeurs de 740 mbar et B- nobd, on a une bande de tolérance de pression PTOL. Les valeurs de pression, représentées à la figure 1, sont saisies à l'aide d'un capteur de pression dans la tu- bulure d'aspiration; elles sont simulées en partie et sont fournies, dans le cadre d'un procédé de détermination appa- raissant à la figure 2, comme une valeur puf fournie par un filtre passebas. La ligne inférieure de la figure 1 montre les conditions de fonctionnement pendant ce cycle de déplace- ment ainsi enregistré. Pour mieux comprendre la courbe de pression puf représentée à la figure 1, on se reportera à la figure 2. Cette figure montre un capteur de pression d'aspiration 10, un bloc 11 fournissant différentes valeurs de remplacement suivant l'état de fonctionnement ou la condition de fonction- nement du moteur à combustion interne ou du véhicule. Ces conditions de fonctionnement sont déterminées dans un bloc 12 qui les met à disposition. La référence 13 concerne un filtre passe-bas qui reçoit comme grandeurs d'entrée à la fois le signal de sortie calculé en retour du capteur de pression d'aspiration 10 ainsi que différentes valeurs de remplacement du bloc 11, appliquées par l'intermédiaire d'un commutateur 14 représenté symboliquement. Le calcul en retour évoqué ci-dessus applique la corrélation de la pression instantanée dans la tubulure d'aspiration à la pression environnante; on tient en parti- culier compte des pertes de charge. La constante de temps du filtre 13 peut également se commander et dépend des condi- tions de fonctionnement qu'il faut déterminer dans le bloc 12. Pour fournir les constantes de temps de filtre dépendant des conditions de fonctionnement, on a un commutateur 13 qui peut fournir, selon différentes conditions de fonctionnement, différentes valeurs d'un bloc 16, par exemple en fonction de l'initialisation, de la charge maximale, de la charge par- tielle ou de la plage inférieure de charge. Il est intéres- sant que la constante de temps du filtre dépende au moins de caractéristiques de fonctionnement telles que la charge ou la plage de charge, et d'un critère de qualité dépendant du point de fonctionnement, pour le calcul, notamment la tempé- rature du moteur. Le signal de sortie du filtre 13 porte la réfé- rence puf (pression environnement, filtrage). Ensuite on a un commutateur à seuil 18 qui reçoit le signal de sortie du fil- tre 13 comme première grandeur d'entrée x alors qu'en sortie il fournit, pour le seuil, directement un signal y d'un bloc de valeur limite 19. Lorsque le signal puf appliqué à l'entrée x du commutateur à seuil 18 passe en dessous du seuil y, dans un cas pratique, il y a émission d'un signal positif qui, à la fin d'un temps d'attente dans le bloc de temps d'attente 20, fournit finalement le signal B-nobd pour couper la fonction OBD. Dans un cycle de fonctionnement, à l'instant TO (figure la) commence une phase d'initialisation de l'appareil de commande du véhicule automobile, par exemple par l'actionnement de l'interrupteur d'allumage. Le moteur étant encore au repos, on enregistre et on mémorise la valeur de pression fournie par le capteur de pression 10 dans la tubu- lure d'aspiration. Le bloc 12 de conditions de fonctionnement de la figure 2 reconnaît cette phase d'initialisation et as- sure un actionnement correspondant des commutateurs 14 et 15 pour que la valeur du signal du capteur 10 soit transmise di- rectement au filtre 13 avec une constante de temps de filtre suffisante pour la phase d'initialisation mais suffisamment faible pour qu'en définitive le signal de sortie puf du fil- tre 13 corresponde en grande partie à la valeur de mesure ac- tuelle pendant la phase d'initialisation. Si, à l'instant tl, on démarre le moteur à com- bustion interne, selon l'exemple de la figure la, on a un mode de fonctionnement en charge partielle (TL); selon ce mode de fonctionnement on a tout d'abord une montée puis une descente. Cela s'exprime par une chute de pression initiale suivie d'une montée en pression jusqu'à l'instant t2 qui in- dique une certaine fin de la phase de charge partielle. Pen- dant cette phase de charge partielle TL, les valeurs des signaux du capteur de pression d'aspiration 13 sont saisies en continu et sont traitées dans le filtre 13 selon la figure 2, avec une constante de temps de filtre correspondant à ce mode de fonctionnement. Entre les instants t2 et t3, on sup- pose qu'il y a un mode de poussée avec un volet d'étranglement fermé ou pratiquement fermé. Dans ce cas, le fort effet d'aspiration du moteur à combustion interne donne une très faible pression absolue dans la tubulure d'aspiration, avec le risque que le résultat du calcul pour- rait être faussé pour l'altitude, pour les valeurs de mesure données du capteur de pression. Pour cette raison, en mode de poussée, on signale une montée en pression et ainsi une dimi- nution de la hauteur atmosphérique car un mode de poussée prolongé ne peut correspondre qu'à une descente. Le filtre 13 de la figure 2 est ainsi affecté d'une valeur de remplacement pour une constante de temps de filtre fixée alors de manière empirique; cette constante est prédéterminée dans le bloc 16. Le mode de poussée se termine à l'instant t3 et on aura finalement un temps de parcours relativement court jusqu'à l'instant t4 sur une chaussée horizontale. Après l'instant t4 on passe en charge maximale; le mode de charge maximale est fréquemment synonyme d'une montée, de sorte que la pression atmosphérique diminue de nouveau. Ce mode de fonctionnement est pris en compte avec un signal de pression seulement faiblement filtré. Le parcours entre les instants t5 et t6 corres- pond à une faible augmentation de la hauteur, symbolisée, re- présentée par la charge inférieure et ainsi par un filtrage plus fort. Au-delà de t6 on suppose que l'on se trouve de nouveau en mode de charge partielle dans le cadre d'une nou- velle montée (avec une faible partie de descente) de sorte qu'à l'instant t7 on est à la pression limite PGlim égale par exemple à 740 mbar. Pour garantir que la présente fonction ne soit pas désactivée prématurément pour des fonctions de diagnostic dans des situations pratiques, on a introduit une bande de tolérance pour la valeur de pression (PTOL) dont la signifi- cation est explicitée par la forme du signal à la figure lb. Lorsque la pression puf diminue de nouveau après une montée provisoire, elle atteint à l'instant t8 une limite caractéri- sée par PGlim diminuée de PTOL. Cette bande de tolérance PTOL doit être choisie indépendamment des tolérances des capteurs, de la dispersion du moteur et/ou des variations atmosphéri- ques maximales évaluées, qui sont perceptibles par exemple sous la forme de la température de l'air aspiré. Si le signal de sortie du commutateur à seuil 18 selon la figure 2 est dé- passé vers le bas pour la première fois à l'instant t8, alors le bloc de signal " temps d'attente " est déclenché pour la temporisation au branchement 20. Pour la suite de la forme du signal après l'instant t8, on suppose qu'il y a une variation relativement rapide de la valeur de la pression puf applica- ble alors autour de ce seuil PGlim diminuée de PTOL, avec pour conséquence que l'on n'aura pas immédiatement le temps de séjour nécessaire du signal en dessous de cette limite car le temps d'attente doit démarrer de nouveau avec le nouveau dépassement vers le bas de la limite, mais se termine toute- fois si, pendant le temps d'attente, la pression dépasse de nouveau ce seuil. On suppose qu'à l'instant t9 commence une phase prolongée de chute de pression de sorte qu'à l'instant tlO, le temps d'attente pour garantir la détection de cette hau- teur, est terminé; il en résulte le signal B-nobd qui si- gnale une possibilité de coupure des opérations de diagnostic. A l'instant tll, on suppose que la valeur de la pression PGlim diminuée de PTOL est de nouveau dépassée vers le haut. Comme, dans ce cas, il n'est pas prévu de temps d'attente, le signal B-nobd se termine en même temps. Ainsi, les fonctions de diagnostic lors du dépassement de la valeur de pression sont de nouveau activées immédiatement. Dans la détection d'altitude géodésique à partir de la tubulure d'aspiration décrite ci-dessus, l'important est de soumettre à un filtrage les valeurs de mesure de la pression dans la tubulure d'aspiration, et que la constante du filtre dépende des grandeurs caractéristiques de fonction- nement. De plus, suivant les conditions de fonctionnement, on fournit des valeurs de remplacement du signal de mesure du capteur de pression dans la tubulure d'aspiration. Par en- droits, notamment pour des phases de poussée prolongées, on simule ainsi une montée correspondante du signal de pression par la plus grande déviation entre la pression dans la tubu-5 lure d'aspiration et la pression ambiante existant dans le mode de poussée. Il est particulièrement avantageux d'introduire également une bande de tolérance de pression PTOL qui est ad- jacente à la pression limite inférieure PGlim. Cela permet d'avoir une bande de tolérance de pression dépendant des dif- férents paramètres de fonctionnement. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Détection altimétrique géodésique à partir de la pression dans la tubulure d'aspiration d'un moteur de véhicule automo- bile avec des moyens de saisie de la pression dans la tubu- lure d'aspiration et d'autres grandeurs de fonctionnement telles que le régime et la température du moteur, caractérisée en ce que * les valeurs de mesure de la pression dans la tubulure d'aspiration sont calculée en retour en permanence et sui- vant le point de fonctionnement par rapport à la pression ambiante, puis ces valeurs sont soumises à un filtrage, * la constante de temps du filtre dépendant des paramètres de fonctionnement. 2 ) Détection selon la revendication 1, caractérisée en ce que la constante de temps du filtre dépend au moins de la gran- deur de fonctionnement en charge (plage) et d'un critère de qualité dépendant du point de fonctionnement pour le début du calcul, notamment la température du moteur. 3 ) Détection selon la revendication 1, caractérisée en ce que la détection altimétrique sert à couper les fonctions OBDII. 4 ) Détection selon la revendication 3, caractérisé en ce que la coupure des fonctions OBDII tient compte d'une valeur de tolérance de pression ou d'altitude. ) Détection selon la revendication 3, caractérisée en ce que la coupure des fonctions OBDII tient compte d'un temps d'attente. 6 ) Détection selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' une pression dans la tubulure d'aspiration, obtenue pendant la phase d'initialisation et/ou de coupure (régime du moteur sensiblement nul), sert directement à l'attribution de l'altitude. 7 ) Détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu' en mode de poussée, on tient compte d'au moins une valeur de remplacement de la pression dans la tubulure d'aspiration et le calcul est fait dans le sens d'une altitude plus faible. 8 ) Détection selon la revendication 4, caractérisée en ce que la valeur de tolérance de pression pour la coupure des fonc- tions OBDII dépend d'au moins l'une des grandeurs suivantes: tolérance du capteur de pression, valeur de dispersion du mo- teur à combustion interne ou du véhicule, variation météoro- loqique.