Brevet FR2846052A1 — publié le 20040423

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de mise en oeuvre d'un moteur à combustion interne à injection directe, selon lequel on mesure avec un capteur de pression la pression du carburant régnant 5 dans un accumulateur de carburant du moteur à combustion interne pour obtenir une valeur réelle de la pression et en cas d'erreur de capteur de pression, la valeur réelle de la pression est remplacée par une valeur de consigne de la pression. L'invention concerne également un appareil de commande 10 pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. L'invention concerne également un programme d'ordinateur pour un tel appareil de commande d'un moteur à combustion interne à injection directe. Etat de la technique Les procédés de commande de mise en oeuvre connus du type défini ci-dessus passent en cas d'erreur ou de défaut du capteur de pression d'une régulation sur une commande de la pression de carburant dans l'accumulateur de carburant, mais un dosage précis du carburant à injecter dans une chambre de combustion du moteur à partir de 20 l'accumulateur de carburant n'est pas possible car on ne connaît pas la pression réelle du carburant. De plus dans certains procédés de fonctionnement connus on risque que dès de petites déviations d'une grandeur de commande influençant la pression du carburant, on arrive à des déviations trop im25 portantes de la quantité de carburant effectivement dosée produisant des variations brusques du couple moteur fourni par le moteur à combustion interne. D'autres procédés connus neutralisent l'organe d'actionnement influençant la pression du carburant lorsque se produi30 sent des erreurs dans le capteur de pression et prévoient un fonctionnement de secours du moteur à combustion interne avec la pression statique du carburant. La puissance fournie par le moteur à combustion interne est très réduite dans ce mode de fonctionnement de secours. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de fonctionnement du type défini ci-dessus ainsi qu'un appareil de commande de façon à pouvoir régler de manière précise la pression du carbu- rant dans l'accumulateur de carburant même en cas d'erreur ou de défaut du capteur de pression. Exposé de l'invention et avantages A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini ci5 dessus, caractérisé en ce qu'on utilise une grandeur de régulation d'un régulateur de mélange du moteur à combustion interne pour régler la pression du carburant dans l'accumulateur de carburant à la valeur de consigne de pression. Comme grandeur de régulation du régulateur de mélange 10 on peut par exemple utiliser une déviation entre le coefficient d'air ou coefficient Lambda existant effectivement dans la conduite d'échappement du moteur (rapport massique air/carburant) correspondant à la valeur de consigne fixée dans une régulation de mélange pour la valeur Lambda. Cela est possible car dans un moteur à injection directe, la quantité de 15 carburant injectée dans le moteur à combustion interne et ainsi également le coefficient d'air/Lambda dans la chambre de combustion ou dans la conduite de gaz d'échappement dépend de la pression du carburant dans l'accumulateur de carburant de sorte que partant du coefficient Lambda, on peut en déduire la pression réelle de carburant dans l'accumulateur de 20 carburant. Selon l'invention un mode de réalisation particulièrement avantageux est caractérisé en ce qu'une grandeur de commande d'un organe de réglage de pression influençant la pression du carburant se déduit d'une valeur de commande préalable et de la grandeur de régulation 25 du régulateur de mélange. La valeur de commande préalable s'obtient à partir du point de fonctionnement du moteur à combustion interne c'està-dire que la valeur de commande préalable dépend entre autres de la charge et de la vitesse de rotation. La grandeur de régulation du régulateur de mélange produit une correction de la pression de carburant dans 30 l'accumulateur de carburant du moteur à combustion interne en fonction du coefficient Lambda. Un mode de réalisation tout particulièrement avantageux du procédé est caractérisé en ce qu'on intègre la grandeur de régulation dans un intégrateur pour obtenir une grandeur de régulation intégrée et 35 en ce qu'on additionne la grandeur de régulation intégrée à la valeur de commande préalable pour obtenir la grandeur de commande. De cette manière, on peut réaliser une adaptation pas-à-pas de la pression du carburant dans l'accumulateur de carburant et à partir de la grandeur de ré- gulation, on obtient une valeur de correction pour commander l'organe de réglage de pression par intégration également des cycles de fonctionnement suivants du moteur à combustion interne. Selon une autre variante du procédé, on neutralise le régu5 lateur de pression qui régule la pression de carburant dans le moteur à combustion interne. On économise des temps de cycles en ce que l'appareil de commande du moteur est réalisé dans le régulateur de pression sous la forme d'un programme d'ordinateur. Selon un autre développement très avantageux de 10 l'invention, l'intégrateur est initialisé en permanence avec une déviation de régulation du régulateur de pression aussi longtemps que le capteur de pression n'est pas défectueux. On garantit ainsi qu'il n'y aura pas d'irrégularité dans la commande de l'organe de réglage de pression dès que se produit une erreur de capteur de pression. Il est en outre proposé de faire fonctionner le moteur à combustion interne en cas d'erreur ou de défaut du capteur de pression en mode homogène et/ou avec une valeur de consigne de coefficient Lambda égal à un. Pour appliquer ce procédé, l'invention concerne un appareil 20 de commande du type défini ci-dessus dans lequel la grandeur de régulation du régulateur de mélange du moteur à combustion interne peut s'utiliser pour régler la pression du carburant dans l'accumulateur de carburant à une valeur de consigne de pression. Il est particulièrement important de réaliser le procédé selon 25 l'invention sous la forme d'un programme d'ordinateur applicable à un appareil de commande d'un moteur à combustion interne à injection directe. Le programme d'ordinateur s'exécute notamment sur un microprocesseur et convient pour être commandé par le procédé de l'invention. Dans ce cas, on réalise également l'invention avec un programme 30 d'ordinateur qui représente l'invention au même titre que le procédé ainsi exécuté sous forme de programme d'ordinateur. Le programme d'ordinateur peut être enregistré sur un support de mémoire électrique par exemple une mémoire flash ou une mémoire morte. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma par blocs d'un exemple de réalisation d'un moteur à combustion interne selon l'invention, - la figure 2 montre un plan de traitement de signaux selon un procédé de l'invention. Description de modes de réalisation La figure 1 montre un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile dont le piston 2 exécute un mouvement de va et vient dans un cylindre 3. Le cylindre 3 comporte une chambre de combustion 4 délimitée entre autres par le piston 2, une soupape d'admission 5 et une 10 soupape d'échappement 6. Une tubulure d'aspiration 7 est reliée à la soupape d'admission 5 et une conduite de gaz d'échappement 8 est reliée à la soupape d'échappement 6. Un injecteur 9 et une bougie d'allumage 10 pénètrent dans la chambre de combustion 4 au niveau de la soupape d'admission 5 et de 15 la soupape d'échappement 6. L'injecteur 9 injecte du carburant dans la chambre de combustion 4. La bougie 10 allume le carburant dans la chambre de combustion 4. Un volet d'étranglement 11 pivotant est logé dans la conduite d'aspiration 7 pour l'alimentation en air. La quantité d'air aspiré dé20 pend de la position angulaire du volet d'étranglement 11. La conduite d'échappement 8 comporte un catalyseur 12 servant à nettoyer les gaz d'échappement dégagés par la combustion de carburant. Entre la soupape d'échappement 6 et le catalyseur 12 on a une sonde Lambda 8a intégrée dans la conduite d'échappement 8 pour fournir des signaux de mesure 25 pour le coefficient d'air Lambda c'est-à-dire le rapport entre la masse d'air et la masse de carburant dans la conduite d'échappement 8. L'injecteur 9 est relié à l'accumulateur de carburant 13 par une conduite de pression. Les injecteurs des autres cylindres du moteur à combustion interne 1 sont également reliés à l'accumulateur de carburant 30 13. L'accumulateur de carburant 13 reçoit le carburant par une conduite d'alimentation. Il est prévu une pompe à carburant pour établir la pression souhaitée dans l'accumulateur de carburant 13. Un capteur de pression 14 équipe l'accumulateur de carburant 13 pour mesurer la pression qui y règne. Cette pression est celle 35 exercée sur le carburant et ainsi la pression par laquelle le carburant est injecté par l'injecteur 9 dans la chambre de combustion 4 du moteur à combustion interne 1. La pression fournie par le capteur de pression 14 est appelée valeur réelle de la pression. Pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne 1, le carburant est fourni à l'accumulateur de carburant 13. Ce carburant est injecté par les injecteurs 9 dans les différents cylindres 3 associés aux chambres de combustion. La quantité de carburant dépend principales ment de la durée d'injection et de la pression du carburant dans l'accumulateur de carburant 13. La bougie d'allumage 10 génère les combustions dans les chambres de combustion 3 pour mettre en mouvement de va et vient les pistons 2. Ces mouvements sont transmis à un vilebrequin non représenté 10 pour lui fournir un couple. Un appareil de commande 15 reçoit les signaux d'entrée 16 représentant les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 mesurés par les capteurs. L'appareil de commande 15 est par exemple relié au capteur de pression 14 à un capteur de masse d'air, à la 15 sonde Lambda 8a, à un capteur de vitesse de rotation ou analogue. En outre l'appareil de commande 15 est relié à un capteur de pédale d'accélérateur générant un signal représentant la position de la pédale d'accélérateur actionnée par le conducteur et donnant ainsi le couple demandé. L'appareil de commande 15 génère les signaux de sortie 17 par les 20 quels on influence le comportement du moteur à combustion interne 1 à l'aide des actionneurs. L'appareil de commande 15 est relié par exemple à l'injecteur 9, à la bougie d'allumage 10 et à un organe de réglage de pression (non représenté) qui commande la pression du carburant dans l'accumulateur de carburant 13 ainsi qu'à d'autres dispositifs de ce type 25 pour générer les signaux nécessaires à la commande. L'organe de réglage de pression peut également être constitué par une pompe à carburant ou une unité de dosage qui commande par exemple le débit de carburant du côté aspiration d'une pompe à carburant à l'aide d'une électrovanne. L'appareil de commande 15 est en outre prévu pour com30 mander et/ ou réguler les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 1. Par exemple on commande et/ou on régule la masse de carburant injectée par l'injecteur 9 dans la chambre de combustion 4 avec l'appareil de commande 15 notamment pour réduire la consommation de carburant et/ou le développement de produits pol35 luants. Pour cela, l'appareil de commande 15 est équipé d'un microprocesseur dont un support de mémoire notamment une mémoire flash contient un programme permettant d'effectuer les opérations de commande et/ou de régulation indiquées cidessus. En fonctionnement normal du moteur à combustion interne 1 c'est-à-dire aussi longtemps qu'il n'y a aucun défaut transmis par le capteur de pression 14, on exploite la valeur réelle de la pression fournie par le capteur de pression 14 avec un régulateur de pression de l'appareil 5 de commande 15. De plus, avec le signal du capteur de pédale d'accélérateur on détermine également le couple demandé par le conducteur encore appelé couple de consigne demandé par le constructeur et avec d'autres paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, on calcule dans l'appareil de commande 15 une valeur de consi10 gne de pression qui sera réglée par une commande appropriée de l'organe de réglage de pression avec une grandeur de commande A-Stgl. La grandeur de commande AStgl se compose d'une valeur de commande préalable VStgl qui dépend du point de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, c'est-à-dire qui représente une composante dépen15 dant essentiellement de la charge et de la vitesse de rotation dans la grandeur de commande AStgl, ainsi que d'une valeur de correction encore appelée déviation de régulation AD formée par le régulateur de pression à partir de la différence entre la valeur réelle et la valeur de consigne de la pression. Dès que le capteur de pression 14 constate une erreur, il désactive le régulateur de pression car on ne peut plus garantir une régulation correcte de la pression en s'appuyant sur la valeur réelle de la pression fournie par le capteur de pression 14 éventuellement défectueux. Sans la connaissance de la pression réelle du carburant, 25 pour pouvoir régler une pression de carburant déterminée dans l'accumulateur de carburant 13, on remplace la valeur réelle de la pression par sa valeur de consigne et on utilise la grandeur de commande A&Stgl pour commander l'organe de régulation de pression de la figure 2 en formant cette grandeur selon la figure 2 à partir de la valeur de com30 mande préalable A&Stgl dépendant entre autres de la charge et de la vitesse de rotation ainsi qu'une grandeur de régulation AA d'un régulateur de mélange (non représenté) du moteur à combustion interne 1. La grandeur de régulation Ax du régulateur de mélange donne la différence entre la valeur réelle Lambda régnant effectivement 35 dans la conduite d'échappement 8 et qui est fournie par la sonde Lambda 8a et une valeur de consigne Lambda fixée par le régulateur de mélange. A partir de cette différence, comme la quantité de carburant à injecter dépend de la pression du carburant, on peut en déduire que la pression ef- fective du carburant dans l'accumulateur de carburant 13 est trop grande ou trop petite. Si la grandeur de régulation A" est à la valeur zéro, la valeur de consigne Lambda correspond à la valeur réelle Lambda et on peut alors 5 supposer que la pression effective du carburant dans l'accumulateur de carburant 13 correspond à la pression de consigne. Il est particulièrement avantageux d'intégrer la grandeur de régulation Av. dans un intégrateur 20. La grandeur de régulation At intégrée, que l'on obtient à la sortie de l'intégrateur 20 représente une valeur 10 de correction qui se combine de manière additive à la valeur de commande préalable VStgl pour obtenir la grandeur de commande AStgl. Aussi longtemps qu'il y a une différence entre la valeur réelle du coefficient Lambda et la valeur de consigne du coefficient Lambda prédéfini par le régulateur de mélange, c'est-à-dire si l'on pense que la grandeur de régulation A, est différente de zéro, on augmente ou on diminue la grandeur de régulation intégrée At suivant la valeur de la grandeur de régulation A,; ce traitement se poursuit jusqu'à ce que la grandeur de régulation A,, soit finalement égale à zéro. La grandeur de régulation intégrée Ajt aura alors exactement la valeur nécessaire à la correction de la valeur de commande 20 préalable VStgl pour régler avec le signal de commande A-Stgl, la valeur de consigne de pression déterminée par le régulateur de mélange. Pour ne pas avoir de variation brusque au passage du fonctionnement normal du moteur à combustion interne 1 vers le fonctionnement avec un capteur de pression défectueux, pour le couple 25 d'entraînement fourni par le moteur à combustion interne 1, et qui du fait de l'irrégularité de la commande de l'organe de régulation de pression peut être produite par la grandeur de commande AStgl, on initialise l'intégrateur 20 en mode de fonctionnement normal du moteur à combustion interne 1, toujours avec la déviation de régulation AD du régulateur de 30 pression. Cela garantit que la grandeur de régulation intégrée A,_t présente lorsque se produit une erreur de capteur de pression, tout d'abord la valeur qui est également additionnée à la valeur de commande préalable VStgl en fonctionnement normal pour obtenir la grandeur de commande A&Stgl; cela signifie que la continuité de la grandeur de commande AStgl 35 reste garantie. Il est particulièrement avantageux que lorsque se produit un défaut de capteur de pression en mode homogène, le moteur à combustion interne 1 fonctionne de préférence pour une valeur Lambda égale à l'unité car le couple d'entraînement du moteur à combustion interne 1 en mode homogène dépend principalement de la quantité d'air aspiré et non pas comme par exemple en mode stratifié, directement de la quantité de carburant à injecter. On garantit de cette façon le fonctionnement du s moteur à combustion interne même lorsque se produit une erreur de capteur de pression, et même si la déviation de régulation AD n'a pas encore atteint la valeur zéro et que la quantité de carburant à injecter continue d'être différente de la valeur de consigne. REVENDICATIONS ) Procédé de mise en oeuvre d'un moteur à combustion interne (1) à injection directe, selon lequel on mesure avec un capteur de pression (14) la pression du carburant régnant dans un accumulateur de carburant (13) s du moteur à combustion interne (1) pour obtenir une valeur réelle de la pression et en cas d'erreur de capteur de pression, la valeur réelle de la pression est remplacée par une valeur de consigne de la pression, caractérisé en ce qu' on utilise une grandeur de régulation (AA) d'un régulateur de mélange du 10 moteur à combustion interne (1) pour régler la pression du carburant dans l'accumulateur de carburant (13) à la valeur de consigne de pression. ) Procédé selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce qu' on obtient une grandeur de commande (A-Stgl) pour un organe de réglage de pression influençant la pression du carburant à partir d'une valeur de commande préalable (VStgl) et de la grandeur de régulation (S.) du régulateur de mélange. ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' on intègre la grandeur de régulation (Ax) dans un intégrateur (20) pour obtenir une grandeur de régulation intégrée (Axt) et on additionne la 25 grandeur de régulation intégrée (Ajt) à la valeur de commande préalable (VStgl) pour obtenir la grandeur de commande (A.Stgl). 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en cas d'erreur de capteur de pression, on neutralise le régulateur de pression du moteur à combustion interne (1) qui régule la pression du carburant. ) Procédé selon la revendication 4, 35 caractérisé en ce qu' on initialise l'intégrateur (20) en permanence avec une déviation de régulation (AD) du régulateur de pression aussi longtemps qu'il n'y a pas d'erreur de capteur de pression. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en cas d'erreur de capteur de pression on fait fonctionner le moteur à combustion interne (1) en mode homogène et/ou avec une valeur de con5 signe X égale à l'unité. 7 ) Appareil de commande (15) d'un moteur à combustion interne (1) à injection directe, dans lequel on mesure la pression du carburant régnant dans un accumulateur de carburant (13) du moteur (1) avec un capteur 10 de pression (14) pour obtenir une valeur réelle de la pression et en cas d'erreur de capteur de pression, on remplace la valeur réelle de la pression par une valeur de consigne de la pression, caractérisé en ce qu' on applique une grandeur de régulation (&A) d'un régulateur de mélange 15 du moteur à combustion interne (1) pour régler la pression du carburant dans l'accumulateur de pression (13) à une valeur de consigne de pression. ) Programme d'ordinateur pour un appareil de commande (15) d'un mo20 teur à combustion interne (1) à injection directe, selon lequel on mesure la pression du carburant régnant dans un accumulateur de carburant (13) du moteur à combustion interne (1) avec un capteur de pression (14) pour obtenir une valeur réelle de la pression et en cas d'erreur de capteur de pression, on remplace la valeur réelle de la pression par une valeur de 25 consigne de la pression, caractérisé en ce que le programme d'ordinateur est destiné à l'exécution du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 90) Programme d'ordinateur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu' il est enregistré sur un support de mémoire électrique notamment une mémoire flash ou une mémoire morte.