Brevet FR2903448A1 — publié le 20080111

L'invention concerne les moteurs à combustion interne pour véhicule automobile, qu'il s'agisse de moteurs à essence ou diesel, à injection directe ou indirecte de carburant et quel que soit le nombre de cylindres. Les normes anti-pollution deviennent de plus en plus sévères sur les moteurs, notamment les moteurs diesel. Il est donc important pour les constructeurs automobiles de bien maîtriser le pilotage de la combustion dans leurs moteurs pour limiter les émissions polluantes. De nombreuses stratégies de contrôle moteur implantées dans le calculateur du moteur visent à ce pilotage de la combustion. La plupart de ces stratégies utilise une information relative à la position angulaire du vilebrequin fournie par un capteur placé sur une cible solidaire du vilebrequin du moteur. Cependant, sur la chaîne de production, la dispersion de placement de cette cible peut être très grande d'un moteur à l'autre. Il peut y avoir jusqu'à 3 degrés d'angle de vilebrequin dans certains cas. Cela entraîne de grandes dispersions en termes de pollution et de performance d'un moteur à l'autre. Cette dispersion est subie si bien que pour y résister, on prend couramment des marges de sécurité lors de la mise au point du moteur sur banc d'essai. Le document EP-1 109 001 cherche notamment à résoudre ce problème mais la solution fournie ne donne pas entière satisfaction. Un but de l'invention est donc de supprimer les difficultés liées aux dispersions de positionnement du capteur sur la cible du vilebrequin. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un procédé de commande d'un moteur de véhicule, dans lequel : - on détermine une valeur à partir d'au moins une mesure d'une position d'un vilebrequin ; - on compare la différence entre la valeur et une grandeur prédéterminée à un seuil ; et - si la différence dépasse le seuil, au moins une fois on détermine une correction susceptible de réduire la différence et on recommence les étapes de détermination et de comparaison en remplaçant la ou chaque mesure 2903448 2 précédemment utilisée par une mesure corrigée avec la correction, puis, lorsque la différence est inférieure au seuil, on enregistre la correction ou la dernière correction obtenue. Ainsi, le procédé permet au calculateur de contrôle du moteur 5 d'apprendre le placement exact de la cible qui a été montée sur le moteur qu'il pilote. Cet apprentissage se fait en temps réel et il n'est plus besoin de prendre les marges de sécurité précitées. Le procédé selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes : 10 - la valeur est une valeur de couple ; - la valeur est une valeur moyenne, par exemple correspondant à n2 cycles du moteur où n2 est le nombre de cylindres du moteur ; - on détermine la valeur à partir de plusieurs mesures ou mesures corrigées, notamment relevées au cours de plusieurs cycles de fonctionnement du 15 moteur ; - à partir de la ou chaque mesure ou mesure corrigée, on détermine une valeur d'une dérivée temporelle d'un volume d'une chambre de combustion du moteur ; - on détermine la valeur à partir d'au moins une mesure de pression dans un 20 cylindre ; - on détermine la valeur à l'aide de la formule : cm', 411 où - a est la position angulaire du vilebrequin ; 25 - M et N désignent un nombre de points d'échantillonnage et le nombre de cylindres du moteur ; - P est une mesure de pression dans une chambre de combustion, fonction de a ; - V' est une dérivée temporelle d'un volume de la chambre, fonction de a ; 30 et 2903448 3 - La désigne un pas d'échantillonnage de la position angulaire a du vilebrequin ; - la correction comprend l'ajout d'un incrément à la ou chaque mesure précédemment utilisée ; et 5 - on prend en compte la correction lors d'une mesure ultérieure de la position du vilebrequin. On prévoit également selon l'invention un moteur de véhicule comprenant des moyens de commande agencés pour : - déterminer une valeur à partir d'au moins une mesure d'une position d'un 10 vilebrequin ; - comparer la différence entre la valeur et une grandeur prédéterminée à un seuil ; et - si la différence dépasse le seuil, au moins une fois déterminer une correction susceptible de réduire la différence et recommencer les étapes de 15 détermination et de comparaison en remplaçant la ou chaque mesure précédemment utilisée par une mesure corrigée avec la correction, puis, lorsque la différence est inférieure au seuil, enregistrer la correction ou la dernière correction obtenue. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 20 encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en section d'un moteur selon l'invention au niveau d'une de ses chambres de combustion ; - la figure 2 est un organigramme illustrant le déroulement du 25 procédé de l'invention dans le présent mode de mise en oeuvre ; - la figure 3 est un organigramme illustrant l'une des étapes du procédé illustré à la figure 2 ; et - la figure 4 présente des signaux relatifs au procédé de la figure 2, précisément la pression dans le cylindre en fonction de l'angle de vilebrequin 30 et la différence calculée lors de la mise en oeuvre du procédé en fonction de l'angle de vilebrequin. 2903448 4 Un moteur selon l'invention a été illustré à la figure 1. Le moteur 2 comprend un carter 4 définissant une ou plusieurs chambres de combustion 6 associées chacune à un piston 8. Le moteur comprend un vilebrequin 10 auquel les pistons 8 sont reliés au moyen d'une bielle 12. Le moteur 2 5 comprend de façon classique un dispositif d'admission de gaz 14 comprenant une ou plusieurs soupapes 16 et un dispositif d'échappement de gaz 18 comprenant lui aussi une ou plusieurs soupapes 20. Le moteur comprend un organe 22 fixé à une cible solidaire du vilebrequin permettant de mesurer la position angulaire et la vitesse du vilebrequin. Il comprend en 10 outre un organe 24 de mesure de la pression dans la chambre de combustion. Le moteur comprend un boîtier électronique 26 formant le calculateur de pilotage du moteur relié notamment aux organes 22 et 24. L'invention repose notamment sur la présence du capteur de pression dans la chambre de combustion qui va permettre le recalage virtuel 15 de la cible associée à la position angulaire du vilebrequin du moteur. Le principe général de l'invention consiste à minimiser l'erreur commise sur le calcul d'une valeur de couple du moteur par rapport à une valeur préenregistrée, la valeur de couple étant obtenue par l'intermédiaire du signal de pression dans le cylindre. La minimisation a lieu en décalant 20 l'information relative à la position angulaire du vilebrequin. Un angle en est déduit, correspondant à l'erreur de calage de la cible qui sert ensuite de valeur de correction pour l'exécution du contrôle moteur par le boîtier 26. Pour mettre en oeuvre ce recalage, différentes positions angulaires caractéristiques du vilebrequin peuvent être choisies. Dans le présent 25 exemple, on choisit le point mort haut du piston correspondant à la phase de balayage, c'est-à-dire la phase où les soupapes d'échappement et d'admission sont ouvertes simultanément. En référence à la figure 2, le déroulement du procédé de l'invention dans le présent mode de mise en oeuvre est le suivant. 30 Etape 1 2903448 5 Tout d'abord, le boîtier 26 identifie au bloc 29 si des conditions prédéterminées de fonctionnement du moteur sont vérifiées afin que les étapes suivantes puissent être mises en oeuvre. Ces conditions sont par exemple l'entrée du moteur dans une phase de fonctionnement stabilisé 5 prédéterminé, à un régime et une charge donnés. Etape 2 On suppose donc que les conditions prédéterminées sont présentes. On détermine alors celui des cylindres qui va servir aux étapes suivantes du 10 procédé. C'est l'étape de sélection figurant au bloc 30 de la figure 2. Le nombre de cylindres étant égal à n, comme illustré au bloc 32, le boîtier 26 va enregistrer des signaux temporels sur un nombre de cycles thermodynamiques du moteur choisi ici égal à n2 (bloc 34). Les signaux utilisés sont respectivement la mesure de pression dans le cylindre 15 sélectionné obtenue par le capteur 24 et la mesure de la position angulaire de la cible obtenue par le capteur 22. L'ensemble des signaux obtenus pour la pression sont moyennés pour obtenir un signal moyen. On procède de même pour l'ensemble des signaux relatifs à la position angulaire. 20 Etape 3 Au bloc 36, on calcule ensuite une valeur CMI du couple moteur dans le cylindre considéré en se basant en l'espèce sur l'enregistrement des signaux moyens précités et la formule suivante : 1 NMs N,w CMI=4~EE j=1 i=1 25 où : - a est la position angulaire du vilebrequin ; - NIA, désigne le nombre de positions angulaires où sont relevées les valeurs des signaux au cours d'un cycle du moteur ; - Ncy, (égal à n) désigne le nombre de cylindres du moteur ; 2903448 6 - V' est la valeur de dérivée temporelle du volume de la chambre de combustion, fonction de a ; - p est la pression dans la chambre de combustion, fonction de a ; et - Act est le pas d'échantillonnage de la position angulaire du vilebrequin 5 retenu pour relever les valeurs des signaux. Comme illustré à la figure 3, la mesure de la position angulaire de la cible du vilebrequin sert à obtenir par l'intermédiaire d'une cartographie une valeur de dérivée temporelle du volume de la chambre de combustion. C'est la valeur de dérivée ainsi obtenue et la valeur de pression dans le cylindre 10 qui permettent d'obtenir la valeur de couple du moteur. Etape 4 On compare ensuite la valeur obtenue CMI à une valeur CMI préenregistrée en déterminant si la valeur absolue de la différence entre ces 15 deux nombres est inférieure à un seuil S prédéterminé. C'est le test figurant au bloc 38 de la figure 2. Si cette valeur absolue est effectivement inférieure au seuil, alors on enregistre un décalage nul et le procédé prend fin. La cible est donc considérée comme très bien positionnée. Dans ce cas, les mesures de la 20 position angulaire du capteur de vilebrequin ne subiront aucune correction lors de la suite du déroulement de la commande du moteur. Mais cette situation est très peu probable. Dans le cas contraire, si la valeur absolue dépasse le seuil, alors on détermine si la différence est positive ou négative. 25 1 er cas Si la valeur obtenue est inférieure à la valeur préenregistrée, on détermine une valeur de correction correspondant à un décalage positif. Cette valeur de correction est égale en l'espèce à un incrément i prédéterminé. 30 On recommence alors les étapes 34 et 36 en ajoutant cette fois à la mesure de position angulaire de la cible du vilebrequin la valeur de correction 2903448 7 constituant le décalage, comme illustré à la figure 3. II s'ensuit via la cartographie l'obtention d'une valeur de dérivée modifiée, ce qui modifie à l'issue du calcul la valeur de CMI obtenue. Le test de l'étape 38 est à nouveau mis en oeuvre. Si la valeur 5 absolue de la différence est toujours supérieure au seuil, la valeur de correction ou décalage est incrémentée avec l'incrément i et le procédé se poursuit via la boucle 40 jusqu'à ce que la valeur absolue soit inférieure au seuil. 2ème cas 10 Si, à l'inverse, la valeur de couple mesurée est supérieure à la valeur de couple prédéterminée, tandis que la valeur absolue de la différence dépasse le seuil, alors on procède de même, le décalage ou valeur de correction correspondant cette fois à un incrément négatif. Dans tous les cas, on voit que l'incrément positif ou négatif a pour 15 fonction de réduire la valeur absolue de la différence de sorte qu'elle soit susceptible d'être inférieure au seuil. On choisira pour les valeurs du seuil S et de l'incrément i des valeurs adaptées. Il va de soi que ce choix est important pour la précision du recalage que l'on souhaite obtenir à l'issue du procédé. 20 On a illustré à la figure 4 à titre d'exemple l'évolution du signal de pression dans la chambre 6 en fonction de la position angulaire du vilebrequin et sur le deuxième diagramme l'évolution de la valeur absolue de la différence précitée en fonction de l'angle du vilebrequin. Le premier diagramme illustre ainsi la pression dans le cylindre en fonction du 25 déphasage D tandis que le deuxième illustre l'erreur de calcul sur le couple en fonction de ce même décalage. Etape 5 Une fois que la valeur absolue de la différence est inférieure au seuil, 30 alors on se retrouve au bloc 42 de la figure 2 au cours duquel le boîtier 26 mémorise la valeur du décalage D formé par un ou plusieurs incréments i. Le 2903448 8 décalage obtenu (par exemple 4 x i) est celui qu'il a fallu utiliser pour déphaser la cartographie de dérivée de volume illustrée à la figure 3. Cette valeur de déphasage sera utilisée dans toute la suite de la commande du moteur par le boîtier 26 lorsque sera exploitée au moins une 5 mesure de position angulaire du vilebrequin. On observe que cette valeur de déphasage est fixe pendant toute la durée de vie du moteur et n'a besoin d'être calculée qu'une fois. Cette identification peut être faite par exemple lors des premières mises en service du moteur à sa sortie de la chaîne de production. 10 L'invention permet ainsi de recaler le point mort haut d'un moteur à combustion interne tel qu'il est vu par le boîtier 26. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. Le calcul de la dérivée du volume peut être effectué, comme il est montré sur la figure 3 au moyen 15 d'une cartographie mais alternativement aussi par une formule analytique. D'autres modes de calcul d'erreur entre le CMI mesuré et le CMI prédéterminé pourront être utilisés pour la comparaison par rapport au seuil S. L'enregistrement de plusieurs cycles pour obtenir un cycle moyen sur 20 lequel le couple est calculé peut être remplacé par un calcul de couple sur chacun des cycles et une moyenne des couples ainsi obtenus. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un moteur (2) de véhicule, caractérisé en ce que: - on détermine une valeur (CMI) à partir d'au moins une mesure d'une position d'un vilebrequin (10) ; - on compare la différence entre la valeur et une grandeur prédéterminée à un seuil (S) ; et - si la différence dépasse le seuil, au moins une fois on détermine une correction (D) susceptible de réduire la différence et on recommence les étapes de détermination et de comparaison en remplaçant la ou chaque mesure précédemment utilisée par une mesure corrigée avec la correction, puis, lorsque la différence est inférieure au seuil, on enregistre la correction ou la dernière correction obtenue. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la valeur (CMI) est une valeur de couple. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur (CMI) est une valeur moyenne, par exemple correspondant à n2 cycles du moteur où n2 est le nombre de cylindres du moteur. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce qu'on détermine la valeur à partir de plusieurs mesures ou mesures corrigées, notamment relevées au cours de plusieurs cycles de fonctionnement du moteur. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que, à partir de la ou chaque mesure ou mesure corrigée, 2903448 10 on détermine une valeur d'une dérivée temporelle d'un volume d'une chambre (6) de combustion du moteur. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce qu'on détermine la valeur à partir d'au moins une mesure de pression dans un cylindre. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine la valeur à l'aide de la formule : cm' = 411 l=1 i=1 V',u )Aa 10 où - a est la position angulaire du vilebrequin ; - M et N désignent un nombre de points d'échantillonnage et le nombre de cylindres du moteur ; 15 - P est une mesure de pression dans une chambre de combustion, fonction de a; - V' est une dérivée temporelle d'un volume de la chambre, fonction de a ; et - da désigne un pas d'échantillonnage de la position angulaire ci du vilebrequin. 20 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la correction comprend l'ajout d'un incrément (I) à la ou chaque mesure précédemment utilisée. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on prend en compte la correction lors d'une mesure ultérieure de la position du vilebrequin. 10. Moteur (2) de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend des 30 moyens de commande agencés pour : 2903448 11 - déterminer une valeur (CMI) à partir d'au moins une mesure d'une position d'un vilebrequin (10) ; -comparer la différence entre la valeur et une grandeur prédéterminée à un seuil (5) ; et 5 - si la différence dépasse le seuil, au moins une fois déterminer une correction susceptible de réduire la différence et recommencer les étapes de détermination et de comparaison en remplaçant la ou chaque mesure précédemment utilisée par une mesure corrigée avec la correction, puis, lorsque la différence est inférieure au seuil, enregistrer la correction ou la 10 dernière correction obtenue.