Brevet FR2843172A1 — publié le 20040206

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de mise en oeuvre d'un moteur à combustion interne notamment d'un véhicule selon lequel le carburant est injecté dans la chambre de combustion d'un cylindre par un injecteur et selon lequel on effectue une compensation des cylindres par laquelle on compense l'effet de différents injecteurs dans les différents cylindres. L'invention concerne également un appareil de commande et de régulation et un moteur à combustion interne mettant en oeuvre ce procédé. Etat de la technique On connaît des moteurs à combustion interne dans lesquels le carburant est injecté directement dans la chambre de combustion des différents cylindres et qui comportent des injecteurs piézo-électriques. Dans de tels moteurs à combustion interne, la difficulté est que les différences de températures, les phénomènes de vieillissement différents ou phénomènes analogues font que les masses de carburant injectées par les différents injecteurs conduisent à des accélérations différentes dans les divers cylindres. Néanmoins pour que le moteur à combustion interne puisse fournir un couple régulier, il est connu d'assurer une compensation ou équilibrage de cylindres. Cette compensation des cylindres consiste à commander les différents injecteurs et ainsi la masse de carburant fournie par les injecteurs aux différents cylindres en modifiant cette masse pour que globalement le moteur fournisse un couple régulier. La compensation de cylindres décrite ci-dessus assure la régularité du couple lorsque le moteur fonctionne normalement. Il peut en résulter que pour un fonctionnement non normal ce couple régulier risque de ne pas être assuré provisoirement. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de mise en oeuvre d'un moteur à combustion interne permettant d'avoir un couple régulier même lorsque le moteur ne fonctionne pas normalement. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini cidessus, caractérisé en ce que pour la compensation des cylindres on utilise un premier jeu de paramètres pour le mode de fonctionnement normal du moteur à combustion interne et un second jeu de paramètres pour le fonctionnement non normal du moteur à combustion interne. Ce problème est également résolu par un appareil de commande et de régulation et un moteur à combustion interne mettant en oeuvre ce procédé. Pour la compensation des cylindres, l'invention utilise non seulement un premier jeu de paramètres pour le fonctionnement normal du moteur mais en plus un second jeu de paramètres pour le fonctionnement non normal. Cela permet de faire fonctionner le moteur à combus10 tion interne suivant un fonctionnement non normal avec le second jeu de paramètres. Il en résulte que le second jeu de paramètres permet d'avoir un couple régulier même lorsque le moteur est fonctionnement non normal. L'invention permet ainsi de sélectionner le jeu de paramè15 tres de compensation des cylindres suivant l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne. Cette autre possibilité permet que quel que soit son état de fonctionnement c'est-à-dire le mode de fonctionnement normal ou le mode de fonctionnement non normal, le moteur travaille avec une compensation optimale des cylindres fournissant ainsi un couple ré20 gulier. Selon un développement avantageux de l'invention, le second jeu de paramètres a des constantes de temps plus rapides que celles du premier jeu de paramètres. Cela permet de régler les constantes de temps du premier jeu de paramètres de façon optimale sur le fonctionne25 ment normal du moteur à combustion interne. Les constantes de temps plus rapides du second jeu de paramètres permettent notamment de faire fonctionner le moteur à combustion interne après une réparation ayant consisté à changer les injecteurs. Il en résulte l'avantage que par exemple après la construction du moteur, grâce aux constantes de temps plus ra30 pides du second jeu de paramètres, on aura très rapidement une compensation des cylindres et ainsi une évolution régulière du couple fournie par le moteur à combustion interne. Cela ne serait pas le cas si l'on utilisait les constantes de temps plus lentes du premier jeu de paramètres. La présente invention s'applique également à la construction du moteur à com35 bustion interne et à l'échange d'injecteurs pour avoir un couple régulier. 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 est une coupe longitudinale schématique d'un exemple de réalisation d'injecteur pour le moteur à combustion interne de la figure 1, - la figure 3 montre un ordinogramme d'un exemple de réalisation de procédé selon l'invention pour commander et/ou réguler le moteur à combustion interne selon la figure 1. Description de modes de réalisation La figure 1 montre un moteur à combustion interne 10 en15 traînant un véhicule. Le moteur à combustion interne 10 comporte plusieurs cylindres dont un seul cylindre 12 est représenté à la figure 1. Le cylindre 12 reçoit un piston 14 entraînant un vilebrequin 16. La vitesse de rotation du vilebrequin 16 est détectée par un capteur de vitesse de rotation 18. La chambre de combustion 20 du cylindre 12 reçoit de l'air par une conduite d'aspiration 22 ou conduite d'admission et une soupape d'admission. Les gaz d'échappement sont évacués de la chambre de combustion 20 à travers la soupape d'échappement ou conduite d'échappement 24. La chambre de combustion 20 reçoit du carburant par un injecteur 26. L'injecteur 26 est intégré directement au cylindre 12 pour injecter directement le carburant dans la chambre de combustion 20. L'injecteur 26 est relié à un système d'alimentation en carburant 28 qui fournit du carburant à haute pression à l'injecteur 26. Le cylindre 12 est équipé d'une bougie d'allumage 30 qui allume le mélange air-carburant présent dans la chambre de combustion 20. La bougie d'allumage 30 est reliée à un système d'allumage 32 qui fournit l'énergie nécessaire à l'allumage. Le système d'allumage 32 est relié à l'appareil de commande et de régulation 34 qui détermine l'instant de l'allumage et déclenche l'allumage par le système d'allumage 32. Pour influencer la masse de carburant à fournir à la chambre de combustion 20, l'injecteur 26 est relié à un étage de puissance 35 lui-même couplé à l'appareil de commande et de régulation 34. Cet appa- reil 34 est ainsi en mesure de commander la masse de carburant à injecter par l'intermédiaire de l'étage de puissance 35 et l'injecteur 26. La vitesse de rotation du vilebrequin 16 mesurée par le capteur de vitesse de rotation 18 est transmise à l'appareil de commande et de régulation 34. Il est également prévu un capteur de pédale d'accélérateur 38 qui capte la position angulaire de la pédale d'accélérateur 40. Cette position angulaire est transmise par le capteur de pédale d'accélérateur 38 à l'appareil de commande et de régulation 34. En fonction des signaux d'entrée précédents ainsi que d'autres signaux d'entrée, l'appareil de commande et de régulation 34 assure la commande et la régulation entre autres de l'instant d'allumage par la bougie 30, de l'instant d'injection ainsi que de la masse de carburant à injecter dans la chambre de combustion 20 par l'intermédiaire de l'injecteur 26 ou analogue. La figure 2 montre de manière détaillée l'injecteur 26. Cet injecteur 26 est un injecteur à commande piézo-électrique. L'injecteur 26 comporte un corps d'injecteur 42 dont l'extrémité située du côté de la chambre de combustion comporte un orifice de sortie 44 pour le carburant. Cet orifice est relié à la chambre an20 nulaire 48 par une aiguille d'injecteur 46 s'ouvrant vers l'extérieur. La chambre 48 est elle-même reliée au système d'alimentation en carburant 28. Le dosage du carburant se fait par l'intervalle annulaire formé par l'ouverture de l'aiguille d'injecteur 46. L'extrémité de l'aiguille d'injecteur 46 à l'opposé de l'orifice 25 de sortie 44 est couplée solidairement à un actionneur piézo-électrique 50. Cet actionneur piézo-électrique 50 est une colonne à structure stratifiée formée d'un grand nombre d'éléments piézo-électriques distincts. L'extrémité de l'actionneur piézo-électrique 50 à l'opposé de l'aiguille d'injecteur 46 est serrée en permanence dans la partie de boîtier 52 de l'injecteur 26. Dans cette zone, l'actionneur piézo-électrique 50 est relié à l'étage de puissance 35 par une conduite de commande 54. Pour effectuer une injection de carburant par l'intervalle annulaire dans la chambre de combustion 20 du moteur 10, on sollicite l'injecteur 26 par l'étage de puissance 35 à partir de l'appareil de com35 mande et de régulation 34 en lui envoyant un signal électrique. L'actionneur piézo-électrique 50 augmente ainsi sa longueur dans la direction longitudinale. L'aiguille 46 est ainsi soulevée du siège de soupape au niveau du corps de l'injecteur 42 au niveau de l'orifice de sortie 44. L'orifice de sortie 44 est ainsi relié au volume annulaire 48 au système d'alimentation en carburant 28. Du fait de la pression élevée du carburant générée dans le système de carburant 28, on a ainsi une injection de carburant à travers l'intervalle annulaire formé par l'orifice de sortie 44 et le corps d'injecteur 42. Pour terminer cette injection, on coupe le signal électrique commandant l'actionneur piézo- électrique 50. A ce moment l'actionneur piézo-électrique 50 reprend sa position de départ et l'aiguille 46 arrive de nouveau en appui contre son siège dans le corps 42. Pour avoir un fonctionnement aussi régulier que possible des mouvements de rotation du vilebrequin 16, il est nécessaire que tous les cylindres 12 du moteur à combustion interne 10 fournissent la même composante pour l'entraînement du vilebrequin 16. Dans les conditions de fonctionnement identiques, il faut que les différents cylindres 12 du moi5 teur à combustion interne 10 génèrent les mêmes couples. Cela s'obtient par une compensation des cylindres. Pour la compensation ou l'équilibrage des cylindres, on détermine l'accélération du vilebrequin 16 après chaque allumage du mélange carburant-air dans chacun des cylindres 12 à l'aide du capteur de vitesse de rotation 18. Ces accélérations seront obtenues pour tous les cylindres 12 du moteur à combustion interne 10. A partir des déviations entre les accélérations des différents cylindres 12 on peut en déduire que des masses de carburant différentes sont injectées dans les divers cylindres 12. Ces masses de carburant différentes proviennent de variations de longueurs différentes de l'actionneur piézo-électrique 50 associé à chacun d'eux. A partir des accélérations ainsi obtenues propres à chaque cylindre, l'appareil de commande et de régulation 34 adapte la masse de carburant à injecter dans les différents cylindres 12 pour que tous les cy30 lindres 12 du moteur à combustion interne 10 fournissent finalement les mêmes accélérations. Cela signifie que l'appareil de commande et de régulation 34 adapte les signaux électriques qui commandent les différents actionneurs piézo-électriques 50 des divers cylindres 12 du moteur à combustion interne 10 en les adaptant pour avoir globalement un couple aussi régulier que possible pour le moteur à combustion interne 10. Cette adaptation des signaux électriques appliquée aux actionneurs piézoélectriques 50 des différents cylindres 12 est assurée par l'appareil de commande et de régulation 34 à l'aide d'une commande et/ ou régulation et à l'aide d'une adaptation. Les constantes de temps des commandes et/ou régulations des compensations de cylindres ainsi décrites concernent le fonctionnement normal du moteur à combustion interne 10. Les mêmes dispositions s'appliquent pour l'adaptation de cette compensa5 tion ou équilibrage des cylindres également pour le fonctionnement normal et ainsi avec des constantes de temps plus importantes. On a ainsi un paramètre ZGSTnor prévu pour le mode de fonctionnement normal du moteur à combustion interne 10. Ce paramètre ZGSTnor permet de compenser les différents cylindres 12 du moteur 10 en fonctionnement normal. Après la construction du moteur à combustion interne 10 ou après un remplacement des injecteurs 26 à l'occasion d'une réparation, il est possible que l'on rencontre des différences d'accélération importantes pour les divers cylindres 12. Cela provient du fait que directement après la construction du moteur ou immédiatement après l'échange de réparation des injecteurs 26, il n'était possible dès ce moment de compenser le cylindre pour éliminer les différences entre les divers cylindres 12. Pour cela la compensation des cylindres demande un certain temps qui dépend finalement du jeu de paramètres ZGSTnor prévu pour le fonctionnement nor20 mal du moteur à combustion interne 10 et des constantes de temps que l'on rencontre alors. Pour qu'après la construction du moteur à combustion interne 10 ou après un remplacement par réparation des injecteurs 26 on puisse compenser aussi rapidement que possible les accélérations des différents cylindres 12 du moteur à combustion interne 10 et ainsi avoir une courbe de couple du moteur à combustion interne 10, régulière, aussi rapidement que possible il est prévu un second jeu de paramètres ZGSTsch pour compenser les cylindres. Ce second paramètre ZGSTsch se distingue du premier paramètre ZGSTnor en ce qu'il n'est pas prévu pour le fonctionnement normal du véhicule 10 mais qu'il est appliqué uniquement après la construction du moteur 10 ou après un remplacement de réparation des injecteurs 26. Le second jeu de paramètres ZGSTsch est choisi pour que les constantes de temps existantes soient beaucoup plus courtes que celles du premier jeu de paramètres ZGSTnor. A l'aide des constantes de temps courtes du second jeu de paramètres ZGSTsch, on obtient qu'après la fabrication du moteur à combustion interne 10 ou après un remplacement lié aux réparations de l'injecteur 26, on aura une compensation suivante des cylindres qui se fera beaucoup plus rapidement que cela est le cas lorsqu'on utilise le premier jeu de paramètres ZGSTnor. Le second jeu de paramètres ZGSTsch peut ainsi être appelé jeu de paramètres rapides; il est utilisé après la construction du moteur 2 ou après le remplacement des injecteurs 26; au contraire le premier jeu de paramètres ZGSTnor est un jeu de paramètres normaux comme indiqué est utilisé pendant le fonctionnement normal du moteur à combustion interne. La figure 3 montre un procédé permettant de sélectionner le premier ou le second jeu de paramètres ZGSTnor, ZGSTsch pour compenser les cylindres. Le procédé est exécuté par l'appareil de commande et de régulation 34. Pour cela, l'appareil de commande et de régulation comprend un ordinateur chargé d'un programme. Le programme comporte une succession d'ordres qui ne sont finalement réalisés dans le procédé présenté à la figure 3 et décrit ci-après. Ce programme d'ordinateur peut être enregistré par exemple dans une mémoire flash. L'appareil de commande et de régulation 34 effectue toujours de nouveau la compensation des cylindres comme cela a été décrit. Cette compensation peut être faite selon des intervalles réguliers ou en fonction d'événements prédéterminés. Pour effectuer la compensation des cylindres il faut un jeu de paramètres. Selon la figure 3, dans un bloc 60 on demande si le moteur à combustion interne est en mode de fonctionnement normal. Le moteur à combustion interne 10 ne se trouve pas en mode de fonctionnement nor25 mal s'il sort de fabrication ou s'il vient de subir une réparation. Il est également possible que d'autres conditions prédéterminées font que le moteur à combustion interne 10 ne se trouve pas dans son mode de fonctionnement normal. Les conditions prédéterminées sont vérifiées par l'appareil de commande et de régulation à l'aide des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 10. Ces paramètres de fonctionnement peuvent être par exemple des signaux binaires qui indiquent qu'une réparation vient d'être effectuée sur le moteur 10. A partir de ces paramètres de fonctionnement, l'appareil de commande et de régulation 34 décide si le moteur à combustion interne 10 se trouve en mode de fonctionnement normal ou non. Si le moteur à combustion interne 10 se trouve dans son mode normal, on associe le premier jeu de paramètres ZGSTnor prévu pour compenser les cylindres pour le fonctionnement en mode normal. Cette situation est représentée par le bloc 62 à la figure 3. Si le moteur à combustion interne 10 n'est pas en fonctionnement normal, on associe le second jeu de paramètres ZGSTsch à la compensation de cylindres. Cette situation est représentée de nouveau à la figure 3 par le bloc 64. Le bloc 64 de la figure 3 est associé au bloc 66. Par cette interrogation, on vérifie si le second jeu de paramètres ZGSTsch, rapides peut effectivement s'appliquer. Le bloc 66 permet ainsi de terminer l'utilisation du second jeu de paramètres ZGSTsch même si par l'intermédiaire du bloc on n'a pas reconnu le fonctionnement normal du moteur à combustion interne. L'interrogation dans le bloc 66 peut être par exemple une interrogation liée à une durée. Ainsi, il est possible de réaliser une durée 1 5 maximale prédéterminée par cette interrogation alors que le second jeu de paramètres ZGSTsch est autorisé seul. Ainsi si dans le bloc 60 on constate que le moteur à combustion interne 10 n'est pas en fonctionnement normal on associe le second paramètre ZGSTsch à la compensation des cylindres et le bloc 66 garantit que ce second jeu de paramètres ZGSTsch ne sera utilisé que pour la durée maximale prédéterminée. A la fin de cette durée maximale on revient du bloc 66 sur le premier jeu de paramètres ZGSTnor. De façon correspondante, l'interrogation dans le bloc 66 peut concerner une condition relative à la masse de carburant. A l'aide de l'interrogation on peut obtenir l'utilisation du second jeu de paramètres ZGSTsch seulement aussi longtemps qu'une masse maximale de carburant est injectée dans le moteur à combustion interne 10. Puis, on revient de nouveau du bloc 66 sur le premier jeu de paramètres ZGSTnor. De manière correspondante, le bloc 66 permet de prévoir de quelques autres conditions pour le retour du second jeu de paramètres rapides ZGSTsch sur le premier jeu de paramètres normaux ZGSTnor. Il est en outre possible que le retour au premier jeu de paramètres ZGSTnor influence en plus par le bloc 66 les conditions qui ont été demandées par le bloc 60 pour la présence ou l'absence de l'état nor35 mal du moteur à combustion interne 10. Ainsi, il est par exemple possible que les signaux binaires déjà évoqués qui indiquent qu'une réparation du moteur à combustion interne 10 vient d'être faite, puissent également être remis à l'état initial par le bloc 66 lorsqu'on revient au premier jeu de paramètres ZGSTnor. Le procédé de la figure 3 utilise le second jeu de paramètres ZGSTsch, rapides précisément lorsque le moteur à combustion interne 10 n'est pas dans son mode de fonctionnement normal. En outre, le procédé de la figure 3 peut revenir du second jeu de paramètres ZGSTsch dans les conditions déterminées par exemple à la fin d'une durée maximale déterminée de nouveau sur le premier jeu de paramètres ZGSTnor ou paramètres normaux. Cela permet qu'après la construction du moteur à combustion interne 10 ou après un remplacement des injecteurs 26 pour des raisons de réparation, les déviations éventuellement possibles entre les différents cylindres 12 du moteur 10 compensées rapidement pour que le moteur 10 fournisse rapidement un couple régulier. Le procédé décrit peut également s'appliquer avec des mo15 difications correspondantes dans le cas d'une électrovanne ou autre injecteur à la place d'un actionneur piézo-électrique. R E V E N D I C A T I O N S ) Procédé de mise en oeuvre d'un moteur à combustion interne (10) notamment d'un véhicule selon lequel le carburant est injecté dans la chambre de combustion (20) d'un cylindre (12) par un injecteur (26) et selon lequel on effectue une compensation des cylindres par laquelle on compense l'effet de différents injecteurs (26) dans les différents cylindres, caractérisé en ce que pour la compensation des cylindres on utilise un premier jeu de paramètres (ZGSTnor) pour le mode de fonctionnement normal du moteur à com10 bustion interne (10) et un second jeu de paramètres (ZGSTsch) pour le fonctionnement non normal du moteur à combustion interne 10. 2 ) Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que 1 5 le second jeu de paramètres (ZGSTsch) a des constantes de temps plus rapides que celles du premier jeu de paramètres (ZGSTnor). 3 ) Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que le second jeu de paramètres (ZGSTsch) est utilisé après la construction du moteur (10) ou après le remplacement d'au moins un des injecteurs (26) du moteur (10). 4 ) Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce qu' on vérifie à l'aide des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion (10) si le moteur (10) est dans un état de fonctionnement normal et en fonction de cette vérification, on sélectionne le premier ou le second jeu de paramètres (ZGSTnor), (ZGSTsch). ) Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que pour l'utilisation du second jeu de paramètres (ZGSTsch) on vérifie si une condition prédéterminée est remplie, condition nécessaire pour l'utilisation du second jeu de paramètres (ZGSTsch). 6 ) Procédé selon revendication 5, caractérisé en ce qu' on vérifie si une durée maximale d'utilisation du second jeu de paramètres (ZGSTsch) est terminée. ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu' on vérifie si l'on atteint une masse de carburant maximale pendant l'utilisation du second jeu de paramètres (ZGSTsch). ) Programme d'ordinateur composé d'une succession d'ordres pour l'exécution du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 appliqués à un ordinateur. ) Programme d'ordinateur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu' il est enregistré sur un support électronique de données en particulier dans une mémoire flash. ) Appareil de commande et de régulation (34) d'un moteur à combustion interne (10) notamment d'un véhicule automobile, dans lequel le mo20 teur (10) comporte un injecteur (26) pour injecter du carburant dans la chambre de combustion (20) d'un cylindre (12), et un appareil de commande et de régulation (34) effectue une compensation des cylindres par laquelle on compense les effets de différence d'un injecteur (26) dans différents cylindres (12), caractérisé en ce que l'appareil de commande et de régulation (34) fournit la compensation des cylindres à un premier jeu de paramètres (ZGSTnor) pour un mode de fonctionnement normal du moteur à combustion interne (10) et un second jeu de paramètres (ZGSTsch) pour un mode de fonctionnement non nor30 mal du moteur à combustion interne (10). 11 ) Moteur à combustion interne (10) notamment pour un véhicule automobile comportant un injecteur (26) injectant du carburant dans la chambre de combustion (20) d'un cylindre (12) et un appareil de com35 mande et de régulation (341 qui effectue une compensation des cylindres en compensant l'effet de différents injecteurs (26) dans différents cylindres (12), caractérisé en ce que l'appareil de commande et de régulation (34) fournit à la compensation de cylindres un premier jeu de paramètres (ZGSTnor) pour le mode de fonctionnement normal du moteur à combustion interne (10) et un second jeu de paramètres (ZGSTsch) pour un fonctionnement non normal du moteur à combustion interne (10). ) Moteur à combustion interne (10) selon la revendication 1 1, caractérisé en ce que l'injecteur (26) comporte un actionneur piézo-électrique (50) ou une élec10 trovanne. 13 ) Moteur à combustion interne (10) selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisée en ce que l'injecteur (26) est prévu pour l'injection directe de carburant dans la chambre de combustion (20).