Brevet FR2887587A1 — publié le 20061229

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de gestion d'une installation d'entraînement comportant un moteur à combustion selon lequel on compare la vitesse de rotation du moteur à combustion interne à une vitesse de rotation maximale autorisée, et suivant le résultat de la comparaison on prend une mesure. L'invention concerne également un programme d'ordinateur, un support électrique de mémoire pour une installation de commandes et/ou de régulation d'une installation d'entraînement équipée d'un moteur à combustion ainsi que d'une installation de commande et/ ou de régulation pour une installation d'entraînement comportant un moteur à combustion. Etat de la technique Selon le document DE 199 13 272 Al, on connaît un procédé du type défini ci-dessus. Selon ce procédé, on limite la vitesse de rotation du moteur dans au moins un état de fonctionnement prédéfini à une vitesse de rotation de sécurité, dans le cas normal sans cou-per l'alimentation en carburant et en l'absence d'information de défauts par des interventions sûres de remplissage et/ou l'angle d'allumage et/ou des interventions sur l'alimentation en carburant. En complément ou en variante de la comparaison du couple, on utilise un régulateur de limitation de vitesse de rotation qui limite la vitesse de rotation du moteur à combustion interne à une position prédéfinie dépendant de préférence de la position de la pédale d'accélérateur correspondant à une vitesse de rotation surveillée par réduction du couple de consigne jusqu'à un couple minimum autorisé pour le fonctionnement déclenché. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro-cédé du type défini ci-dessus permettant qu'en cas de fonctionnement défectueux d'un composant du moteur à combustion interne, de déceler une augmentation inacceptable de la vitesse de rotation ou du couple fourni par le moteur à combustion interne et de limiter cette augmentation. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus caractérisé en ce que la vitesse de rotation utilisée pour la comparaison est une valeur prévisionnelle établie sur la base de l'état de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne. L'invention concerne également un programme d'ordinateur mettant en oeuvre ce procédé ainsi qu'un support de mémoire électrique et une installation de commande et/ ou de régulation mettant en oeuvre ce procédé. L'utilisation d'une valeur de vitesse de rotation prévisionnelle fondée sur l'état de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne permet, même en mode de fonctionnement dynamique du moteur à combustion interne d'éviter en toute sécurité que la vitesse de rotation effective du moteur à combustion interne dépasse une valeur maximale autorisée, par exemple sous la forme d'une excursion. On évite ainsi les dommages au moteur à combustion interne, par exemple en cas d'injecteur défectueux, de consignes défectueuses d'une durée d'injection ou de saisie défectueuse de la position d'un élément de commande qui exprime une demande de puissance et cela avec une très grande sécurité. La prise en compte de la vitesse de rotation actuelle et d'un gradient actuel de vitesse de rotation ainsi que de préférence en plus du rapport de transmission actuel permet d'obtenir une valeur prévisionnelle simple et néanmoins fiable de la vitesse de rotation. En tenant compte d'un état de fonctionnement de l'installation d'entraînement qui exclut si possible une mesure de limitation de la vitesse de rotation, on évite en sécurité que la prévision n'entraîne une intervention par défaut. On augmente ainsi la tolérance du procédé si bien que l'on exécute moins rapidement une mesure que dans d'autres états de fonctionnement. Dans l'application du procédé selon l'invention, on augmente également la sécurité en ce que la vitesse de rotation maximale autorisée dépend au moins d'un paramètre de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne. On évite une limitation non voulue de la vitesse de rotation en filtrant le retour de la vitesse de rotation maxi- male autorisée pour servir à la comparaison. Pour ne pas limiter inutilement le confort de fonctionne-ment de l'installation d'entraînement, on peut prévoir des mesures à différents niveaux. En cas de dépassement bref de la vitesse de rotation autorisée, on peut par exemple prévoir tout d'abord une limitation ré- gulée de la vitesse de rotation à la vitesse de rotation maximale autorisée. Ce n'est qu'après un dépassement prolongé qui est un signe d'un fonctionnement défectueux massif que l'on peut couper l'alimentation en carburant et/ou l'allumage. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses du procédé : -l'état de fonctionnement actuel est défini au moins par une vitesse de rotation actuelle et un gradient de vitesse de rotation actuelle, et de préférence en plus par le rapport de transmission actuel, - dans au moins un état de fonctionnement du moteur à combustion interne, on augmente la tolérance de la comparaison, - état de fonctionnement de l'installation d'entraînement qui exclut au moins éventuellement l'exécution d'une mesure est un changement de rapport de transmission, une réduction de la position d'un élément de commande exprimant une demande de puissance, une ré- duction d'un signal qui correspond à la position d'un élément de commande exprimant une demande de puissance, le mode de poussée inertielle ou l'expression d'une demande de freinage, - la vitesse de rotation maximale autorisée dépend au moins d'un paramètre de fonctionnement actuel de l'installation d'entraînement, - le paramètre de fonctionnement est une vitesse de rotation deman- dée par l'installation d'entraînement, - la mesure est de préférence une limitation régulée de la vitesse de rotation à la vitesse de rotation maximale autorisée et/ou une cou-pure de l'alimentation en carburant et/ ou une coupure de l'allumage et/ou une coupure de l'alimentation électrique d'un volet d'étranglement, l'exécution de la mesure dépend d'une durée pendant laquelle la va-leur de la vitesse de rotation prévisionnelle est supérieure à une va-leur de comparaison. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation préférentielle de l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une installation d'entraînement comportant un moteur à combustion, - la figure 2 montre un diagramme fonctionnel d'un procédé de gestion de l'installation d'entraînement de la figure 1. Description des modes de réalisation: Selon la figure 1, l'installation d'entraînement porte globalement la référence 10. Elle sert notamment à l'entraînement d'un véhicule automobile non représenté à la figure 1. L'installation d'entraînement 10 comprend un moteur à combustion interne 12 et une transmission 14 reliée à celui-ci. Le moteur à combustion interne 12 comporte plusieurs installations d'injection de carburant dont la figure 1 ne montre que l'une d'elles portant la référence 16. Cette installation injecte le carburant directement dans la chambre de combustion 18 correspondante; le moteur à combustion interne 12 a plusieurs telles chambres de combustion. On a également plusieurs bougies d'allumage dont une seule portant la référence 20 est représentée à la figure 1. L'installation d'injection de carburant 16 est reliée à une installation d'alimentation en carburant 22; la bougie 20 est reliée à une installation d'allumage 24. L'air comburant arrive dans la chambre de combustion 18 par une conduite d'admission 26 et est équipée d'un volet d'étranglement 28. Les gaz de combustion sont évacués de la chambre de combustion 18 par une conduite de gaz d'échappement 30 aboutissant à un catalyseur 32. Le fonctionnement de l'installation d'entraînement 10 est commandé ou régulé par une installation de commande et de régulation 3. Une mémoire de l'installation de commande et de régulation 34 con- tient un programme d'ordinateur pour l'exécution d'un procédé décrit ci-après. Pour la commande et la régulation de l'installation d'entraînement 10, l'installation de commande et de régulation 34 reçoit les signaux de différents capteurs ainsi que dans le capteur de vitesse de rotation 36 qui saisit la vitesse de rotation du vilebrequin 38 du mo- teur à combustion interne 12. L'installation de commande et de régulation 34 reçoit également des signaux correspondant à la position d'un élément de commande, de préférence réalisé sous la forme d'une pédale d'accélérateur 40; par cet élément de commande, le conducteur du vé- hicule équipé de cette installation d'entraînement 10 exprime une de-mande de puissance. Les signaux qui représentent la position de la pédale de frein 42 sont également appliqués à l'installation de commande et de régulation 34. En outre, l'installation de commande et de régulation 34 reçoit ou calcule les signaux correspondant au rapport de transmission instantanée de la transmission de boîte de vitesses 14 et de la position du volet d'étranglement 28. En sortie on commande entre autre le volet d'étranglement 28, l'installation d'allumage 24 ainsi que le dispositif d'injection de carburant 16 par l'installation de commande et de régulation 34. Pendant le fonctionnement de l'installation d'entraînement 10, on peut avoir des défauts de fonctionnement de différents composants aboutissant à une augmentation à un niveau inacceptable de la vitesse de rotation du vilebrequin 38 et/ou du couple fourni par l'installation d'entraînement 10 ou encore par des signaux résultant de calculs erronés, par exemple d'un couple mal calculé ré-pondant à une demande du conducteur, des éléments de commande, par exemple un volet d'étranglement qui est mal commandé. Un éventuel défaut de fonctionnement peut également concerner le dispositif d'injection de carburant 16 qui injecte une quantité excessive de carburant dans la chambre de combustion 18. En particulier, dans le cas d'un moteur à combustion interne à injection directe d'essence, la quantité de carburant injectée en mode stratifié est très largement proportionnelle au couple fourni par le moteur à combustion interne 12. Cela est également vrai pour un moteur à combustion interne diesel non représenté et auquel peut également s'appliquer le procédé décrit ci-après. Une éventuelle source d'incidents peut également être la durée d'injection du carburant par le dispositif d'injection 16 qui est défini de manière erronée ou encore par la transmission erronée de la position de la pédale d'accélérateur 40 à la station de commande et de régulation 34. Tous ces cas peuvent en définitive se traduire par une augmentation non voulue de la vitesse de rotation du vilebrequin 38. La vitesse de rotation est un signal mesuré par le capteur de vitesse de rotation 36 et contrôlé en plausibilité par différents moyens, par exem-ple une protection par une détermination de segment de temps; de ce fait ce signal est très sûr et convient tout particulièrement pour sur-veiller le fonctionnement de l'installation d'entraînement 10. Un procédé de surveillance continu sera décrit ci-après de manière plus détaillée en liaison avec la figure 2. Dans la partie 44 du procédé représenté à la figure 2, on détermine la vitesse de rotation maximale autorisée nmotanf w et dans la zone 46 on définit la vitesse de rotation prévisionnelle nprae_uw. Ces vitesses sont retranchées l'une de l'autre dans le soustracteur 48 et la différence obtenue est comparée dans le comparateur 50 à un décalage. Si la différence dépasse le décalage (Offset) on vérifie au point 52 si ce dépassement a une durée supérieure à une durée prédéfinie. Si cela est le cas et si des conditions de libération supplémentaires dépendant du point de fonctionnement et qui sont définies au point 54 et seront dé- taillées ultérieurement, sont remplies, alors au point 56 on émet un si- gnal de défaut et on lance une contre-mesure. Celle-ci peut consister tout d'abord à réguler la vitesse de rotation actuelle du vilebrequin 38 par un régulateur de vitesse de rotation, une vitesse de rotation maxi- male autorisée nmax_uv. Si le défaut existe depuis un temps prolongé, on coupe par exemple l'étage de puissance (non représenté à la figure 1) qui commande le dispositif d'injection de carburant 16. La vitesse de rotation maximale autorisée (nmax uw) est déterminée dans la zone 44 de la figure 2 au point 51 à partir de la va-leur maximale d'une demande de vitesse de rotation du moteur nmotanf w et des vitesses de rotation maximale nmax dépendant du signal fourni par la pédale d'accélérateur 40 et d'un signal correspondant au rapport de transmission actuel. La demande de vitesse de rotation moteur nmotanf w est fondée sur des conditions limites externes de l'installation d'entraînement 10. Ces conditions limites peuvent être par exemple une augmentation de la demande de vitesse de rotation après un démarrage à froid du moteur à combustion interne 12, une demande augmentée de vitesse de rotation pour chauffer le catalyseur 32 ou une demande de vitesse de rotation augmentée pour charger la batterie non représentée à la figure 1 du moteur à combustion interne 12. La vitesse de rotation prévisionnelle nprae_uw est définie dans la zone 46 de la figure 2 comme suit: Au point 58, partant de la vitesse de rotation actuelle nmot_m fournie par le capteur de vitesse de rotation 36, on forme la différence dans le temps et en tenant compte de la valeur du temps, on forme un gradient de vitesse de rotation dnmot/dt. Au point 60 on émet un coefficient FUEB correspondant au rapport de transmission actuel. Ce coefficient est multiplié au point 62 au gradient de vitesse de rotation dnmot/dt. On tient ainsi compte d'une éventuelle variation de la vitesse de rotation qui dépend du rapport de transmission actuel. Le résultat est l'augmentation prévue de la vitesse de rotation. La vitesse de rotation actuelle nmot_m est additionnée au point 64 au résultat du bloc de multiplication 62, ce qui conduit à la vitesse de rotation prévisionnelle nprae_uw. Comme déjà indiqué ci-dessus, on ne limite la vitesse de rotation que si au point 54 il y a des conditions de libération dépendant du point de fonctionnement. Si ces conditions de libération n'existent pas, on limite la vitesse de rotation ou du moins on augmente la tolérance de la limitation de la vitesse de rotation. Les conditions de libération dépendant du point de fonctionnement sont par exemple: - le véhicule n'est pas en mode de poussée inertielle; - le conducteur ne rétrograde pas ses rapports de vitesse; - la pédale d'accélérateur 40 n'est pas en position de ralenti; - la pédale de frein 42 n'est pas actionnée. En tenant compte de ces conditions de libération, on augmente la sécurité pour éviter une mauvaise détection de défauts. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de gestion d'une installation d'entraînement (10) comportant un moteur à combustion (12) selon lequel on compare (48, 50) la vitesse de rotation (nprae_uw) du moteur à combustion interne (12) à une vi- tesse de rotation maximale autorisée (nmax_uw) et suivant le résultat de la comparaison (48, 50) on prend une mesure (56), caractérisé en ce que la vitesse de rotation (nprae_uw) utilisée pour la comparaison est une valeur prévisionnelle (46) établie sur la base de l'état de fonctionnement actuel (nmot_m, dnmot/dt, FUEB) du moteur à combustion interne (12). 2 ) Procédé de gestion d'une installation d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'état de fonctionnement actuel est défini au moins par une vitesse de rotation actuelle (nmot_m) et un gradient de vitesse de rotation actuelle (dnmot/dt) et de préférence en plus par le rapport de transmission actuel (FUEB). 3 ) Procédé de gestion d'une installation d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans au moins un état de fonctionnement du moteur à combustion in- terne (12), on augmente (54) la tolérance de la comparaison. 4 ) Procédé de gestion d'une installation d'entraînement selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' un état de fonctionnement de l'installation d'entraînement (10) qui exclut au moins éventuellement l'exécution d'une mesure (52) est un changement de rapport de transmission, une réduction de la position d'un élément de commande (40) exprimant une demande de puissance, une réduction d'un signal qui correspond à la position d'un élément de commande (40) exprimant une demande de puissance, le mode de poussée inertielle ou l'expression d'une demande de freinage. 5 ) Procédé de gestion d'une installation d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de rotation maximale autorisée (nmax_uw) dépend au moins d'un paramètre de fonctionnement actuel (nmotanf w) de l'installation d'entraînement (10). 6 ) Procédé de gestion d'une installation d'entraînement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le paramètre de fonctionnement est une vitesse de rotation (nmotanf w) demandée par l'installation d'entraînement (10). 7 ) Procédé de gestion d'une installation d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure (52) est de préférence une limitation régulée de la vitesse de rotation à la vitesse de rotation maximale autorisée et/ou une coupure de l'alimentation en carburant et/ou une coupure de l'allumage et/ou une coupure de l'alimentation électrique d'un volet d'étranglement. 8 ) Procédé de gestion d'une installation d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'exécution de la mesure (52) dépend (50) d'une durée pendant laquelle la valeur de la vitesse de rotation prévisionnelle (nprae_uw) est supé- rieure à une valeur de comparaison. 9 ) Programme d'ordinateur, caractérisé en ce qu' il est programmé pour appliquer un procédé selon l'une des revendica- tions 1 à 8. lo 10 ) Support de mémoire électrique pour une installation de commande et/ou de régulation (34) d'une installation d'entraînement (10) comportant un moteur à combustion (12), caractérisé en ce qu' il contient l'enregistrement d'un programme d'ordinateur appliquant le procédé selon l'une des revendications 1 à 8. 11 ) Installation de commande et/ou de régulation (34) d'une installation d'entraînement (10) comportant un moteur à combustion (12), 10 caractérisé en ce qu' elle est programmée pour appliquer un procédé selon l'une des revendications 1 à 8.