Brevet FR2895458A1 — publié le 20070629

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile selon lequel, pour une action d'une fonction de stabilité de roulement, on diminue un couple de consigne par rapport au couple demandé par le conducteur. L'invention concerne également un programme d'ordinateur ainsi qu'une mémoire électrique et une installation de commande et/ ou de régulation. Etat de la technique Selon le document DE 102 25 448 Al, il est connu de pré-définir une réserve de couple lors d'une opération de changement de rapports en ouvrant plus fortement le volet d'étranglement que cela ne serait nécessaire pour obtenir le couple de consigne et en réglant à l'opposé l'angle d'allumage de façon que le couple réel corresponde néanmoins aussi bien que possible au couple de consigne. Si le couple de consigne augmente fortement, on peut asservir par un réglage correspondant de l'angle d'allumage, le couple réel sur le couple de consigne sans retard. En outre, selon le document DE 42 32 973 Al, il est connu de commencer la commande d'ouverture du volet d'étranglement avant que le couple de consigne n'augmente et de régler en même temps l'angle d'allumage dans le sens du retard. Ainsi, lorsque le couple de consigne augmente, on dispose d'une certaine réserve de couple. Cela permet de bien asservir le couple réel sur le couple de consigne. Il existe des fonctions de régulation de comportement dy- namique, par exemple sous les dénominations ESP ou ASR. Dans le cas de telles fonctions de stabilisation de comportement ou de comportement dynamique, on détecte un risque de comportement instable du véhicule et on réduit le cas échéant le couple fourni par le moteur à combustion in-terne pour maintenir le véhicule dans un état de fonctionnement que l'on peut dominer. Pour cela, un appareil de commande assurant la fonction de comportement dynamique du véhicule diminue le couple de consigne par rapport à la demande du conducteur. La demande du conducteur est prédéfinie par le conducteur du véhicule, par exemple par la position qu'il donne à la pédale d'accélérateur. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé permettant, en cas d'action d'une fonction de régulation de comportement dynamique, de permettre une modification très rapide du couple généré par le moteur à combustion interne. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'au moins pendant une partie de la période de couple de consigne diminué, on applique un décalage à une charge d'air de consigne ou une grandeur correspondante de façon que le couple réel fondé sur la charge d'air soit supérieur à un couple réel fondé sur un angle d'allumage. L'invention concerne également un programme d'ordinateur ainsi qu'une mémoire électrique et une installation de commande et/ ou de régulation pour exécuter ce procédé. Ainsi, le procédé de l'invention crée de manière simple une réserve de couple. Cela signifie que pendant une action de la fonction de régulation de comportement dynamique on dispose d'une plage de réglage suffisante pour l'angle d'allumage pour que le couple réel puisse être as-servi aussi bien que possible sur le couple de consigne. Pour cela, on applique un décalage (décalage positif) à la charge d'air ou remplissage d'air ou à une grandeur correspondante, par exemple un couple de consigne fondé sur la charge d'air pendant l'intervention et lorsque le couple a diminué et dans tous les cas avant la fin de l'intervention. En conséquence, le volet d'étranglement s'ouvre, entraînant une déviation du couple réel fondé sur la charge d'air par rapport au couple de consigne. Pour que néanmoins le couple réel puisse suivre aussi bien que possible le couple de consigne, il faut détériorer l'angle d'allumage d'une valeur correspondante. Dans la suite on peut dérégler suffisamment l'angle d'allumage dans les deux directions pour que le couple réel puisse bien suivre, et surtout très rapidement, le couple de consigne. Dans l'application du procédé de l'invention on améliore fi- nalement la sécurité de fonctionnement du véhicule automobile car la fonction de régulation du comportement dynamique influence extrême-ment rapidement le couple du moteur à combustion interne dans les deux directions. Pour que pendant toute l'intervention de la fonction de ré- gulation de comportement dynamique on dispose de l'avantage d'une va- riation particulièrement rapide du couple du moteur à combustion interne, il est avantageux que la charge d'air de consigne ou la grandeur correspondante soit décalée au plus tard directement après avoir atteint le couple de consigne diminué. Pour économiser des ressources de calculs le décalage doit au moins être en pratique constant. La demande de couple exprimée par une fonction de régulation de comportement dynamique n'est en général que très peu prévisible. Il faut ainsi en principe pendant une intervention, tenir compte à la fois d'une augmentation du couple et d'une diminution. C'est pourquoi il est particulièrement avantageux de choisir le décalage pour régler un angle d'allumage avec un couple réel fondé sur l'angle d'allumage, au moins sensiblement au milieu fondé sur le couple entre un angle d'allumage optimum et un angle d'allumage aussi retardé que possible. Cela donne une plage de réglage possible du couple, c'est-à-dire une réserve de couple des deux côtés par rapport à l'état de fonctionnement actuel et sensiblement 15 de même importance. Il est particulièrement avantageux que la charge d'air de consigne ou une grandeur correspondante subisse un décalage supplémentaire vers la fin de l'intervention. On évite ainsi que dans la phase d'augmentation du couple, après la période de couple diminué, on arrive 20 dans une situation dans laquelle il n'y a plus de plage de réglage suffisante pour l'angle d'allumage. Cette situation, encore appelée prédiction, qui utilise un décalage supplémentaire, améliore le rétablissement du couple après une diminution précédente. En variante, il est également possible d'appliquer le déca- 25 lage supplémentaire à la charge d'air de consigne ou à une grandeur correspondante, sur demande, notamment celle d'un appareil de commande de régulation de comportement. Cela se produit par exemple si l'appareil de commande de régulation de comportement décide de terminer l'intervention. On évite de cette façon d'appliquer inutilement le décalage 30 supplémentaire. Pour éviter de détériorer inutilement le rendement pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne, le décalage et/ ou le décalage supplémentaire peuvent déprendre de la vitesse de rotation actuelle et/ou d'un gradient du couple de consigne. On améliore ainsi en 35 définitive la consommation de carburant et le comportement en rejet du moteur à combustion interne. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation préférentiel représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne avec une installation d'allumage, un volet d'étranglement et un appareil de commande pour la fonction de régulation de comportement dynamique, - la figure 2 montre un diagramme pour différents couples pendant une action de l'appareil de commande pour une fonction de régulation de comportement dynamique de la figure 1 représentée en fonction du temps, - la figure 3 montre un diagramme dans lequel l'angle d'allumage de l'installation d'allumage de la figure 1 a été représenté en fonction de 15 l'intervention de la figure 2, et - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3 montrant une position du volet d'étranglement de la figure 1. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre un moteur à combustion interne 10, une 20 boîte de vitesses 12 reliée à celui-ci ainsi qu'un véhicule simplement esquissé par un trait interrompu qui est équipé du moteur à combustion interne 10, de la boîte de vitesses 12 et qui porte la référence 14. A titre d'exemple, un cylindre avec une chambre de combustion 16 et un piston 18 représente le moteur à combustion interne 10. 25 L'air comburant arrive dans la chambre de combustion 16 par une sou-pape d'admission 20 reliée à un canal d'admission 22. Ce canal est équipé d'un volet d'étranglement 24 permettant de régler la quantité d'air arrivant dans la chambre de combustion 16. Pour cela, le volet d'étranglement 24 est relié à une installation de réglage 25. Les gaz de combustion chauds 30 sont évacués de la chambre de combustion 16 par une soupape d'échappement 26 vers une conduite de gaz d'échappement 28. L'allumage du mélange air/carburant de la chambre de combustion 16 est assuré par une bougie 30 commandée par une installation d'allumage 32. Le piston 18 entraîne un vilebrequin 34 lui-même relié à la 35 boite de vitesses 12. La vitesse de rotation du vilebrequin 34 est détectée par un capteur de vitesse de rotation 36 ; la position du volet d'étranglement 24 est détectée par un capteur de volet d'étranglement 40 4 et la quantité d'air passant dans le canal d'admission 22 est détectée par un capteur à film chaud HFM 42. Le fonctionnement du moteur à combustion interne 10 est commandé et régulé par une installation de commande et de régulation 44 encore appelée ci-après appareil de commande ou de gestion du moteur. L'appareil de commande du moteur 44 reçoit par exemple les signaux du capteur HFM 42 et du capteur de volet d'étranglement 40 ainsi que du capteur de vitesse de rotation 36 ; il reçoit les signaux d'une installation de commande et de régulation 46 qui exploite l'état de fonctionnement actuel du véhicule automobile 14 et lorsqu'un état de fonctionnement in-stable risque de se produire, il lance des contre-mesures. L'installation de commande et de régulation 46 est appelée ci-après appareil de régulation de comportement dynamique et sa fonction est appelée fonction de régulation de comportement dynamique. Si un état de conduite ou comportement instable risque de se produire, dans le cadre d'une intervention de la fonction de régulation de comportement dynamique dans le présent exemple de réalisation on diminue le couple de consigne Mons par rapport à la demande de couple M. exprimée par le conducteur du véhicule 14 (comparer les courbes en trait interrompu à la figure 2). Cette diminution du couple de consigne Mons commence à l'instant t 1. Comme cela apparaît à la figure 4, l'angle WDK du volet d'étranglement 24 est diminué d'une valeur WDK1 à une valeur WDK2, c'est-à-dire que le volet d'étranglement 24 sera fermé en fonction de la consigne d'un couple MLeons fondé sur la charge d'air (appelé ci-après couple de consigne d'air). Le trait interrompu de la figure 2 montre que le couple MLreel fondé sur la charge de remplissage d'air (appelé ciaprès couple d'air réel) ne suit qu'avec un certain retard le couple d'air de consigne MLeons à cause de l'inertie du système d'alimentation en air formé par le volet d'étranglement 24, le canal d'admission 22, la soupape d'admission 20 et la chambre de combustion 16. On dit ainsi que le chemin du couple fondé sur la charge est entaché d'inertie. Pour régler le couple réel Mreel du moteur à combustion in- terne 10 on dispose néanmoins d'un second chemin de couple, à savoir un chemin de couple fondé sur l'allumage. Le couple du moteur à combustion interne 10 peut en effet de façon connue se régler non seulement par la charge d'air de la chambre de combustion 16 mais également par l'angle d'allumage ZW (figure 3). Dans le cas normal on choisit l'angle d'allumage ZW pour que le moteur à combustion interne 10 présente un rendement optimum, pour minimiser ainsi la consommation en carburant. Le rende-ment peut toutefois être détérioré artificiellement par un déréglage de l'angle d'allumage ZW dans le sens du retard pour influencer ainsi le cou- ple réel Mree1 du moteur à combustion interne 10. Dans le cadre de ce chemin de couple fondé sur l'allumage on fixe un couple de consigne MZeons fondé sur l'allumage (appelé ci-après couple d'allumage de consigne) égal au couple de consigne Meons. L'angle d'allumage ZW de la figure 3 se règle en continu pour que le couple réel MZree1 fondé sur l'allumage et représenté par un trait-point à la figure 2, et qui correspond au couple réel Mreei effectivement fourni, suive aussi bien que possible le couple d'allumage de consigne MZeons. On voir que pour cela, à l'instant t1 la courbe de l'angle d'allumage ZW chute assez brutalement. Immédiatement après avoir atteint le couple de consigne diminué Meons à l'instant t2 (à cet instant commence la période de couple de consigne diminué Meons) on applique à l'instant t3 un décalage positif OS1 au couple d'air de consigne MLeons ; le volet d'étranglement 24 s'ouvre de façon correspondante (voir figure 4). Pour que néanmoins le couple réel Mreei corresponde aussi précisément que possible au couple de consigne Mcons, on règle de nouveau dans le sens du retard l'angle d'allumage ZW, ce qui s'exprime à la figure 3 par une nouvelle chute aussi abrupte que possible de la courbe de l'angle d'allumage ZW à l'instant t3. Le décalage OS1 est choisi pour que l'angle d'allumage ZW se situe sensiblement au milieu en fonction du couple, entre un angle d'allumage optimum ZWopt et un angle d'allumage aussi retardé que possible ZWmin pour que la réserve de couple soit sensiblement de même amplitude dans les deux directions de réglage. Il peut par exemple dépendre d'une vitesse de rotation actuelle nmot saisie par le capteur de vitesse de rotation 36 ou d'un gradient dMeons/dt du couple de consigne Meons. Si alors l'appareil de régulation de comportement dynamique 46 augmente par l'intermédiaire de l'appareil de commande ou de gestion de moteur 44, le couple de consigne Meons à l'instant t4, pour stabiliser le véhicule 14, du fait de la réserve existante, on peut augmenter à cet effet rapidement l'angle d'allumage ZW. En même temps, le volet d'étranglement 24 s'ouvre. A l'instant t5, le chemin de couple fondé sur la charge et qui présente de l'inertie aura également réagi de sorte que jusqu'à ce moment, l'angle d'allumage ZW revient progressivement à sa valeur moyenne réglée. De façon analogue on aura une diminution du couple de consigne Moeris par la fonction de régulation de comportement dynamique à l'instant t6 : une réaction rapide est obtenue par un réglage rapide de l'angle d'allumage ZW dans le sens du retard qui est neutralisé progressivement jusqu'à un instant t7 si le volet d'étranglement 24 et le chemin de couple fondé sur le remplissage à inertie ont réagi. Si l'intervention de la fonction de régulation de comporte-ment dynamique ou la période à couple de consigne diminué Meons se ter-mine, l'appareil de commande de régulation de comportement dynamique 46 et l'appareil de gestion de moteur 44 autorisent à l'instant t8 une augmentation du couple de consigne Meons pour revenir au couple M. sou- haité par le conducteur du véhicule 14 ou favorisent ce retour. L'appareil de commande de régulation de comportement dynamique 46 fait qu'à l'instant t8, le couple d'air de consigne MLeons reçoit un décalage positif supplémentaire OS2. Partant de la valeur initiale qui en résulte on rappelle le couple d'air de consigne MLeons au couple de consigne Mcond souhaité par le conducteur du véhicule 14. Le décalage OS2 conduit à l'instant t8 tout d'abord à un réglage brutal du volet d'étranglement 24 qui revient à sa valeur initiale (figure 4) partant de l'angle WDK du volet d'étranglement 24 qui est rappelé à la valeur initiale WDK1. Cette situation s'obtient à l'instant tg. L'inertie du système d'air devient de nouveau perceptible si bien que le couple d'air réel MLreel ne suit qu'avec retard le couple d'air de consigne MLeons. Du fait du décalage supplémentaire OS2, la distance entre le couple d'air réel MLreel et le couple d'allumage réel MZreel est suffi-samment grande pour que l'angle d'allumage ZW (figure 3) reste également dans cette phase en dessous de l'angle d'allumage optimum ZWopt. L'angle d'allumage ZW peut également être réglé dans cette phase dans les deux directions, ce qui permet une adaptation précise du couple d'allumage réel MZreel ou du couple réel Mreel sur le couple de con- signe Meons. A un instant tlo tous les couples M sont de nouveau identiques au couple M. souhaité par le conducteur du véhicule 14 et l'angle d'allumage ZW se situe de nouveau dans la plage de l'angle d'allumage optimum ZWopt. 35 REVENDICATIONS 1 ) Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (10) d'un véhicule automobile (14) selon lequel, pour une action d'une fonction de stabilité de roulement (46), on diminue un couple de consigne (Meons) par rapport au couple demandé par le conducteur (Meon), caractérisé en ce qu' au moins pendant une partie de la période de couple de consigne diminué (Meons), on applique un décalage (OS1) à une charge d'air de consigne ou une grandeur correspondante (MLeons) de façon que le couple réel (MLreel) fondé sur la charge d'air soit supérieur à un couple réel (MZreel) fondé sur un angle d'allumage (ZW). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge d'air de consigne ou la grandeur correspondante (MLeons) reçoit le décalage (OS1) au plus tard directement après avoir atteint le couple de consigne diminué. 3 ) Procédé selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que le décalage (OS1) est au moins pour l'essentiel constant. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' 25 on choisit le décalage (OS1) pour régler un angle d'allumage (ZW) avec un couple réel (MZreel) fondé sur l'angle d'allumage (ZW), au moins sensible-ment au milieu entre le couple fondé sur un angle d'allumage optimum (ZWopt) et celui fondé sur un angle d'allumage aussi retardé que possible (ZWmin). 30 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que vers la fin de l'action on applique un décalage supplémentaire (OS2) à la charge d'air de consigne ou à une grandeur correspondante (MLeons). 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on applique le décalage supplémentaire (OS2) à la charge d'air de consigne ou à la grandeur correspondante (MLcons) sur demande, notamment d'un appareil de commande de stabilité de roulage (46). 7 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le décalage (OS1) et/ou le décalage supplémentaire (OS2) dépend de la vitesse de rotation actuelle et/ ou d'un gradient (dMcons/ dt) du couple de consigne (Mons). i0 8 ) Programme d'ordinateur, caractérisé en ce qu' il applique un procédé selon l'une des revendications 1 à 7. 15 9 ) Support de mémoire électrique d'une installation de commande et/ou de régulation (44) d'un moteur à combustion interne (10) d'un véhicule automobile (14), caractérisé en ce qu' il contient un programme d'ordinateur pour appliquer un procédé selon 20 l'une des revendications 1 à 7. 10 ) Installation de commande et/ou de régulation (44) d'un moteur à combustion interne (10) d'un véhicule automobile (14), caractérisée en ce qu' 25 elle est programmée pour appliquer un procédé selon l'une des revendication 1 à 7. 30