Brevet FR2882572A1 — publié le 20060901

PROCEDE ET DISPOSITIF DE COMMANDE DE MOTEUR La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commande de moteur et, plus spécifiquement, un procédé et un dispositif de commande de moteur où l'injection de carburant est commandée en utilisant une valeur de pression de collecteur d'admission. Dans la technique concernée, dans un système de commande d'injection de carburant dans un moteur, on utilise largement un procédé de commande, appelé un procédé à densité-vitesse pour calculer une quantité de base d'injection de carburant sur la base d'une pression négative dans un collecteur d'admission (ci-après appelé "pression de collecteur") et du nombre de tours moteur. Un détecteur de pression de collecteur est utilisé pour détecter la pression de collecteur. En général, afin de maintenir un fonctionnement normal du système, on utilise un dispositif de diagnostic destiné à détecter un défaut du détecteur de pression de collecteur. Par exemple, dans le document JP-A-2003-307 152, un dispositif, destiné à déterminer si un signal de sortie provenant d'un détecteur destiné à détecter la pression de collecteur d'admission est dans une plage prédéfinie, est décrit. Dans le système ayant le dispositif de diagnostic de défaut, on désire pouvoir poursuivre un fonctionnement du système même lorsque le défaut du détecteur de pression de collecteur est détecté. C'est un but de la présente invention de fournir un procédé et un dispositif de commande de moteur qui permet de poursuivre un fonctionnement, même lorsqu'une anomalie est survenue dans le détecteur de pression de collecteur, dans un système ayant des détecteurs de pression de collecteur. Afin d'aboutir au but décrit ci-dessus, la présente invention est un procédé de commande d'un moteur ayant un détecteur de pression de collecteur, un détecteur de pression atmosphérique, et plusieurs moyens de détection de nombre de tours de moteur, et un détecteur de papillon, caractérisé en ce qu'une valeur de pression de collecteur estimée est calculée sur la base du nombre de tours du moteur, d'une ouverture de papillon, et d'une pression atmosphérique lorsque le détecteur de pression de collecteur est défectueux, et une commande d'injection de carburant est effectuée en utilisant la valeur de pression de collecteur estimée en tant que valeur de sortie typique du détecteur de pression de collecteur. Conformément à l'invention, ayant la caractéristique décrite ci-dessus, puisque le moteur peut être commandé en continu à l'aide de la valeur de pression de collecteur estimée dans le cas d'un défaut du détecteur de pression de collecteur du système dans lequel le procédé de commande utilisant les détecteurs de pression de collecteur est utilisé, une grande fiabilité est assurée dans un moteur commandé par le procédé de commande de l'invention. On va maintenant décrire un mode de réalisation de la présente invention, à titre d'exemple uniquement, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma fonctionnel représentant une fonction d'une partie principale d'un dispositif de diagnostic selon un mode de réalisation de la présente invention, - la figure 2 est une vue générale représentant un système de commande de moteur incluant le dispositif de diagnostic selon le mode de réalisation de la présente invention, - la figure 3 est un schéma fonctionnel représentant une partie principale du système de commande de moteur incluant le dispositif de diagnostic selon le mode de réalisation de la présente invention, - la figure 4 est un ordinogramme représentant un traitement de la partie principale du dispositif de diagnostic selon le mode de réalisation de la présente invention, - la figure 5 est un graphique représentant un exemple de table de données utilisée dans le calcul d'une pression de collecteur estimée, - la figure 6 est un graphique représentant un autre exemple de table de données utilisée dans le calcul de la pression de collecteur estimée. En se reportant maintenant aux dessins, on va décrire un mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 est un schéma fonctionnel d'une partie principale d'un dispositif destiné à commander un moteur, incluant un dispositif de diagnostic de défaut. Sur la figure 2, un moteur 1 est un moteur alternatif à combustion interne pour avion, et est muni d'un moto-démarreur 2 pour actionnement. Bien que des composants destinés à deux cylindres soient représentés sur la figure 2, le nombre de cylindres du moteur 1 n'est pas limité. Un collecteur d'admission 3 du moteur 1 est muni de soupapes d'injection de carburant 4, et des détecteurs de pression de collecteur 5 du côté amont de la soupape d'injection de carburant 4 pour détecter la pression dans le collecteur d'administration 3 sont fournis. Lorsqu'on différencie ces deux détecteurs de pression de collecteur, le premier destiné à la commande principale est appelé premier détecteur de pression de collecteur 5A et celui destiné à le seconder est appelé second détecteur de pression de collecteur 5B. Un corps de papillon des gaz 6 est agencé du côté amont du détecteur de pression de collecteur 5, et une soupape à papillon 7 est assemblée dans le corps de papillon des gaz 6. La soupape à papillon 7 est entraînée par un moteur 8. Le corps de papillon des gaz 6 est muni d'un détecteur de papillon 6A pour détecter une ouverture de papillon. Des détecteurs connus, requis pour commander le moteur, tels qu'un détecteur de pression atmosphérique 9, un émetteur d'impulsions de came 10, un émetteur d'impulsions de vilebrequin 11, un détecteur de température d'eau de refroidissement 12, et un détecteur de température d'air 13, etc. sont en outre fournis pour commander le moteur 1. Une unité de commande électronique 14 (ECU) est destinée à effectuer une injection de carburant ou une commande d'allumage, conformément à un programme, lors de la réception de signaux émis par les détecteurs respectifs décrits ci-dessus. La ECU 14 comporte une fonction de diagnostic de défaut des détecteurs de pression de collecteur 5. La figure 3 est un schéma fonctionnel représentant une structure générale du système de commande de moteur décrit ci-dessus. Comme représenté sur la figure 3, le système de commande de ce mode de réalisation est muni de deux systèmes de circuits de détection pour les détecteurs et l'ECU 14, pour un point de vue de sécurité. Ces systèmes sont appelés voie A 100 et voie B 200, respectivement. La voie A 100 comporte un groupe de détecteurs A 101 incluant les détecteurs décrits en liaison avec la figure 2, une source de courant A 102, et une ECU 14A pour la voie A. De manière analogue, la voie B 200 comporte un groupe de détecteurs B 201, une source de courant B 202, et une ECU 14B pour la voie B. Le premier détecteur de pression de collecteur 5A est inclus dans le groupe de détecteurs A 101, et le second détecteur de pression de collecteur 5B est inclus dans le groupe de détecteurs B 201. Bien que les détecteurs de pression atmosphérique 9 (9a et 9b) soient agencés sur des cartes à circuit intégré qui constituent la ECU 14A et._a ECU 14B ou dans des logements (non représentés) des ECU 14A et 14B dans ce mode de réalisation, les positions d'installation des détecteurs de pression atmosphérique 9 ne sont pas limitées à celles-ci. Les ECU 14A et 14B sont capables de communiquer l'une avec l'autre de deux manières via des interfaces de communication de l'une à l'autre, non représentées. Une première extrémité (côté moins) de chaque bobine d'excitation 15 de la soupape d'injection de carburant 4 agencée pour chaque cylindre (une seule est représentée) est connectée aux bornes de sortie de signal d'injection OA et OB des ECU 14A et 14B respectivement via des commutateurs 16, 17. L'autre extrémité de la bobine d'excitation 15 est connectée à une source de courant 19 qui émet, par exemple, une tension de 14 V via un commutateur de courant 18. Le commutateur de courant 18 est muni d'une fonction de commande de courant. Les sources de courant 19 et les commutateurs de courant 18 sont agencés dans les ECU 14A et 14B, respectivement. Un signal de commutation SA émis par la ECU 14A est relié au côté d'entrée d'un circuit NON-ET 20 d'un côté, et un signal de commutation SB émis par la ECU 14B est relié au côté entrée du circuit NON-ET 20, d'un autre côté, via un circuit NON 21. La sortie du circuit NON-ET 20 est envoyée au commutateur 16, et aussi à un commutateur 17 via un autre circuit NON 22. Le courant est distribué en provenance de la source de courant 19 vers la bobine d'excitation 15 en fonction de l'état de la borne de sortie de signal d'injection de la voie qui est connectée à l'un des commutateurs 16, 17 sélectionné par les signaux de commutation SA et SB. La durée d'ouverture de soupape de la soupape d'injection de carburant 4, c'est-àdire la quantité d'injection de carburant, est déterminée par la durée de cette distribution de courant. Par la suite, le diagnostic du détecteur de pression de collecteur de la voie A 100 de la commande principale est effectué et une compensation est faite dans le cas d'un défaut. La voie B 200 peut être utilisée pour aider la voie A 100 lorsque la voie A 100 est amenée dans un état anormal et que la commutation de voie est effectuée. Dans ce cas, un exemple consiste à utiliser une valeur de remplacement sans commuter la voie dans le cas où la voie A 100 est dans l'état anormal. La figure 4 est un ordinogramme du traitement de diagnostic de défaut du détecteur de pression de collecteur 5A. A l'Etape Sl, la ECU 14A est initialisée. A l'Etape S2, une tension de sortie VPMa du premier détecteur de pression de collecteur 5A de la voie A 100, une tension de sortie VPAa du détecteur de pression atmosphérique 9a de la voie A 100, une sortie PLP du détecteur de papillon 6A, une impulsion de vilebrequin PLS émise par l'émetteur d'impulsions de vilebrequin 11 de la voie A 100 sont lues. A l'Etape S3, une valeur physique PAa (en mmHg ou multiple de 133 Pa) de la pression atmosphérique est calculée sur la base de la tension de sortie VPAa. Par exemple, les tensions de sortie sont converties en valeurs physiques en utilisant une table de conversion préparée, respectivement. A l'Etape S3, le nombre de tours du moteur Ne est calculé sur la base d'impulsions de vilebrequin PLS, par exemple par des intervalles entre des impulsions de vilebrequin PLS. A l'Etape S4, on détermine si la tension de sortie VPMa du détecteur de pression de collecteur 5A dépasse, ou non, une valeur limite supérieure prédéterminée (4,5 V dans ce cas). Si la détermination est négative, le traitement passe à l'Etape S5. A l'Etape S5, on détermine si la tension VPMa est plus petite qu'une valeur limite inférieure prédéterminée (0,5 V par exemple), ou non. Si la détermination à cette Etape est négative, le traitement passe à l'Etape S6, où une pression de collecteur PMx est calculée en référence à la table de conversion sur la base de la tension de sortie VPMa du détecteur de pression de collecteur 5A. Lorsque la détermination à l'Etape S4 est affirmative, il est déterminé que le détecteur de pression de collecteur 5A est défectueux du fait d'un court-circuit ou analogue. Par conséquent, le traitement passe à l'Etape S7. A L'Etape S7, une valeur de pression de collecteur estimée PMcal est calculée en tant que remplacement de la valeur de sortie du détecteur de pression de collecteur 5A sur la base du nombre de tours du moteur Ne (t/min), l'ouverture de papillon PLP (en %), et la pression atmosphérique PAa (en mmHg). Lorsque de même la détermination à l'Etape S5 est affirmative, il est déterminé que le détecteur de pression de collecteur 5A est défectueux du fait d'une déconnexion ou analogue, le traitement passe à l'Etape S7 où la valeur de pression de collecteur estimée PMcal est calculée. La valeur de pression de collecteur estimée PMcal calculée à l'Etape S7 est utilisée en tant que valeur de remplacement de la valeur de pression de collecteur PMa détectée par le détecteur de pression de collecteur 5A (Etape S8). Par la suite sera décrit un exemple spécifique de relations entre la pression atmosphérique PA, le nombre de tours moteur Ne, l'ouverture de papillon PLP, et la pression de collecteur PMa, utilisées pour obtenir la valeur de pression de collecteur estimée PMcal. La figure 5 est une table de données représentant les relations entre le nombre de tours du moteur Ne, la pression atmosphérique PA, la pression de collecteur PMa, et l'ouverture de papillon PLP. Les données sont obtenues lorsque la pression atmosphérique PA est fixée à 550 mmHg dans un appareil d'essai dans lequel la pression atmosphérique PA peut être fixée à diverses valeurs, et le moteur 1 est actionné à divers nombres de tours du moteur Ne. L'axe vertical représente la pression de collecteur PMa, et l'axe latéral représente l'ouverture de papillon PLP. La pression atmosphérique PA de 550 mmHg qui est obtenue lorsque l'avion muni du moteur 1 est à une vitesse de croisière à une altitude de 2400 m (8000 pieds) dans l'air est supposée être une pression atmosphérique représentative. En utilisant les données représentées sur la figure 5, la pression de collecteur PMa lorsque le nombre de tours de moteur Ne est de 2300 t/min, et l'ouverture de papillon PLP est de 35 est obtenue. Sur la figure 5, lorsqu'une intersection entre une ligne à 35 % d'ouverture de papillon PLP (ligne verticale) et une ligne incurvée représentant 2300 t/min au niveau du nombre de tours du moteur Ne est représentée par un point X, la pression de collecteur PMa à l'intersection X peut être lue. En d'autres termes, la valeur de la pression de collecteur estimée PMcal peut être obtenue. La valeur de pression de collecteur estimée PMcal obtenue ici est de 420 mmHg. Les données représentées sur la figure 5 sont mémorisées dans une mémoire des ECU 14A, 14B, et la valeur de pression de collecteur estimée PMcal peut être calculée en effectuant un calcul fonctionnel ou une interpolation linéaire. La figure 6 est un graphique représentant une relation entre la pression de collecteur PMa à diverses pressions atmosphériques (750 mmHg, 550 mmHg, 350 mmHg), et l'ouverture de papillon PLP lorsque le nombre de tours moteur Ne est de 2300 tpm. Un processus n'utilisant pas la pression atmosphérique représentative, mais utilisant les données d'une courbe caractéristique, comme sur la figure 6, pour obtenir la pression de collecteur estimée PMcal au niveau d'une pression atmosphérique intermédiaire qui n'est pas sur la courbe caractéristique, sera décrit. Par exemple, en supposant un vol à une altitude de 2900 m (9500 pieds), un exemple dans lequel la pression atmosphérique PA est de 520 mmHg, le nombre de tours moteur Ne est de 2300 t/min, et l'ouverture de papillon PLP est de 35 sera décrit. Tout d'abord, les intersections entre une ligne (ligne verticale) représentant 35 % d'ouverture de papillon PLP et les lignes caractéristiques de 350 mmHg et 550 mmHg de la pression atmosphérique PA sont représentées sous la forme d'un point A et d'un point C, respectivement. Une intersection B entre la courbe caractéristique virtuelle de 520 mmHg de la pression atmosphérique et la ligne à 35 % d'ouverture de papillon PLP est supposée être un point B intermédiaire entre le point A et le point C. La pression de collecteur PMa indiquée par le point B peut être obtenue par le calcul par interpolation sur la base des coordonnées du point A, du point B et du point C. En d'autres termes, les coordonnées des points respectifs A, B, C (PLP, PMa, PA) sont A (35, 250, 350), B (35, PMa, 520) et C (35, 415, 550), et la pression de collecteur PMa est calculée par l'expression qui suit: PMa = 250 + (415-250)/(550-350) x (520-350) Selon cette expression, la pression de collecteur PMa obtenue est de 390 mmHg, c'est-à-dire que la valeur de la pression de collecteur estimée PMcal obtenue est de 390 mmHg. Par exemple, en créant les tables de données comme représentées sur la figure 6, par incréments de 500 t/min, depuis 500 t/min jusqu'à la limite supérieure d'utilisation de 3000 t/rnin, et en mémorisant ces tables dans les ECU 14A et 14B, la valeur de pression de collecteur estimée PMcal conformément à divers nombres de tours du moteur peut être calculée. La figure 1 est un schéma fonctionnel représentant une fonction d'une partie principale de la ECU 14A qui effectue le traitement décrit en association avec l'ordinogramme de la figure 4. Une unité de détermination d'anomalie 35 détermine l'existence d'une anomalie dans le détecteur de pression de collecteur 5A selon que la tension de sortie VPMa du détecteur de pression de collecteur 5A est en dehors, ou non, d'une plage de tension prédéterminée (par exemple, 0,5 V à 4,5 V). Si le détecteur de pression de collecteur 5A est normal, la tension de sortie VPMa est envoyée à une unité de calcul de pression de collecteur 36. L'unité de calcul de pression de collecteur 36 comporte une table de coordonnées entre la valeur de tension VPMa et la valeur de pression PMa, et émet la valeur de pression PMa correspondant à la valeur de tension entrée VPMa. La pression de collecteur PMa est envoyée à une unité de commande de moteur 37 et utilisée pour le calcul de la quantité d'injection de carburant ou le calage de l'allumage. Lorsque le détecteur de pression de collecteur 5A est amené dans un état défectueux, la valeur de pression de collecteur estimée PMcal est calculée dans une unité d'estimation de pression de collecteur 30, et la valeur estimée PMcal est envoyée à l'unité de commande de moteur 37 en tant que pression de collecteur PMa. De cette manière, lorsque le détecteur de pression de collecteur est amené dans l'état défectueux, la valeur de pression de collecteur estimée est calculée en utilisant la sortie provenant de détecteurs autres que le détecteur de pression de collecteur qui est déterminé comme étant défectueux, de sorte qu'on utilise le nombre de tours du moteur, l'ouverture de papillon, ou la pression atmosphérique, et la valeur calculée est utilisée en remplacement de la sortie du détecteur de pression de collecteur pour poursuivre la commande du moteur. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un moteur ayant un détecteur de pression de collecteur (5A), un détecteur de pression atmosphérique (9), des moyens de détection de nombre de tours du moteur (Ne), et un détecteur de papillon (6A), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : calculer une valeur de pression de collecteur estimée (PMcal) sur la base du nombre de tours du moteur (Ne), d'une ouverture de papillon (PLP), et d'une pression atmosphérique (PA) lorsque le détecteur de pression de collecteur est défectueux, et effectuer une commande d'injection de carburant en utilisant la valeur de pression de collecteur estimée en tant que valeur de sortie représentative du détecteur de pression de collecteur. 2. Appareil pour commander un moteur ayant un détecteur de pression de collecteur (5A), un détecteur de pression atmosphérique (9), des moyens de détection du nombre de tours du moteur (Ne), et un détecteur de papillon (6A), caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens de diagnostic de défaut qui détectent une anomalie du détecteur de pression de collecteur, des moyens de calcul de pression qui émettent une valeur de pression de collecteur estimée (PMcal) en réponse à une entrée constituée du nombre de tours du moteur (Ne), d'une ouverture de papillon (PLP), et d'une valeur de pression atmosphérique (PA) conformément à des relations mutuelles entre les valeurs préétablies du nombre de tours du moteur, de l'ouverture de papillon, de la pression de collecteur, et de la pression atmosphérique, et une unité de commande de moteur qui effectue une commande d'injection de carburant en utilisant la valeur de pression de collecteur estimée en tant que valeur typique de la valeur de sortie du détecteur de pression de collecteur lorsqu'une anomalie est détectée dans le détecteur de pression de collecteur.