Brevet FR2906835A1 — publié le 20080411

L'invention concerne un procédé de commande d'un système de décalage angulaire d'un arbre d'actionnement de soupapes d'un moteur à combustion interne par rapport à un vilebrequin entraîné par le moteur. Un domaine d'application de l'invention est les véhicules automobiles à moteur à combustion interne, dans lesquels le système de décalage associé au moteur est piloté par un calculateur embarqué. Un système de décalage angulaire de ce genre est connu par exemple par le document EP-B-1 082 531. Le système de décalage angulaire utilise de l'huile du moteur ayant une certaine pression pour être activé et décale l'arbre par rapport au vilebrequin d'un angle déterminé en fonction d'une commande reçue du calculateur. Pour prendre en compte les moteurs à pression d'huile minimum, ayant des jeux hydrauliques maxima, et leur usure engendrant une dégradation de la prestation pression d'huile au cours de la vie du moteur, les constructeurs ont tendance à surdimensionner la pompe à huile pour la majorité des moteurs et/ou des conditions de fonctionnement de ceux-ci. Une technique connue sur certains véhicules actuels prévoit d'utiliser un capteur de la température d'huile ou un estimateur de celle-ci, pour autoriser la commande du système de décalage en fonction du régime du moteur. Pour une température d'huile donnée, il existe un régime en deçà duquel la pression d'huile est insuffisante pour que le système de décalage opère correctement. Le régime minimum autorisant le décalage diminue lorsque la température d'huile augmente. Selon cette technique, l'arbre d'actionnement des soupapes et le vilebrequin pourraient subir un décalage dans certains cas, mais le calculateur interdit ce décalage, ce qui a l'inconvénient de trop limiter les performances du moteur. 2906835 2 Un autre inconvénient est que cette technique ne prend pas en compte l'usure du moteur. L'invention vise à obtenir un procédé de commande d'un système de décalage du genre indiqué ci-dessus, qui pallie les inconvénients de l'état 5 de la technique et permette d'optimiser la commande du système de décalage. A cet effet, un premier objet de l'invention est un procédé de commande d'un système de décalage angulaire d'un arbre d'actionnement de soupapes d'un moteur à combustion interne, comme par exemple l'arbre 10 à cames, par rapport à un vilebrequin, le système de décalage angulaire étant activé par de l'huile sous pression du moteur et une commande de décalage angulaire, caractérisé en ce que l'on prescrit un régime minimum du moteur sur la base d'une 15 caractéristique enregistrée d'autorisation de commande de décalage donnant ce régime minimum en fonction d'au moins une variable concernant l'huile du moteur, pour autoriser la commande de décalage du système dans le cas où le régime du moteur est supérieur à ce régime minimum prescrit, et pour interdire la commande de décalage du système 20 dans le cas où le régime du moteur est inférieur à ce régime minimum prescrit, l'on mesure le décalage angulaire réel au cours du temps à partir d'informations de mesure fournies par au moins un capteur sur l'arbre et sur le vilebrequin, 25 on détermine la valeur réelle de la variable de l'huile du moteur, on modifie et on enregistre, pour la valeur réelle de ladite variable de l'huile du moteur, la valeur du régime minimum du moteur dans la caractéristique d'autorisation de commande de décalage, de manière à respecter un critère de qualité de décalage sur le décalage angulaire réel. 30 Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, 2906835 3 - le critère de qualité de décalage comprend une vitesse minimum prescrite de décalage angulaire et/ou un niveau maximum prescrit d'instabilité de décalage angulaire du système, une vitesse réelle de décalage angulaire et/ou un niveau réel 5 d'instabilité de décalage angulaire du système étant calculés à partir du décalage angulaire réel, la valeur du régime minimum du moteur étant modifiée et enregistrée pour la valeur réelle de ladite variable de l'huile du moteur, de manière que la vitesse réelle de décalage angulaire soit supérieure ou égale à la vitesse 10 minimum prescrite de décalage angulaire et/ou le niveau réel d'instabilité de décalage angulaire du système soit inférieur ou égal au niveau maximum prescrit d'instabilité de décalage angulaire du système ; - la variable de l'huile du moteur comprend la température et/ou la pression de l'huile du moteur ; 15 - la valeur réelle de la variable de l'huile du moteur est déterminée par un capteur de cette variable ; - ou la variable de l'huile du moteur est la température de l'huile du moteur, dont la valeur réelle peut être mesurée ou déterminée par un estimateur à partir de mesures de la température d'eau du moteur, de la 20 charge et de la température extérieure. Un deuxième objet de l'invention est un dispositif de commande d'un système de décalage angulaire d'un arbre d'actionnement de soupapes d'un moteur à combustion interne par rapport au vilebrequin, pour la mise en oeuvre du procédé de commande tel que décrit ci-dessus, comportant un 25 actionneur de décalage angulaire comportant une entrée d'huile sous pression du moteur et une entrée de commande de décalage angulaire, caractérisé en ce qu'il comporte - un moyen de mesure du décalage angulaire réel à partir d'au moins un capteur sur l'arbre et sur le vilebrequin, 30 - un premier moyen de détermination d'une valeur réelle d'au moins une variable de l'huile du moteur, - un deuxième moyen de détermination du régime du moteur, 2906835 4 - un moyen de fourniture d'une commande de décalage angulaire, - un moyen d'inhibition et d'autorisation d'envoi de la commande de décalage angulaire à l'entrée de commande de décalage angulaire de l'actionneur en fonction du régime du moteur, comportant une 5 caractéristique d'autorisation de commande de décalage prescrivant un régime minimum en fonction de la variable concernant l'huile du moteur, pour autoriser l'envoi de la commande de décalage angulaire à l'entrée de commande de décalage angulaire de l'actionneur dans le cas où le régime du moteur est supérieur à ce régime minimum prescrit, et pour interdire 10 l'envoi de la commande de décalage angulaire à l'entrée de commande de décalage angulaire de l'actionneur dans le cas où le régime du moteur est inférieur à ce régime minimum prescrit, - un moyen de calcul, à partir du décalage angulaire réel, de la valeur réelle d'un paramètre de qualité de décalage, 15 - un moyen de mise à jour, pour la valeur réelle de ladite variable de l'huile du moteur, de la valeur du régime minimum du moteur dans la caractéristique d'autorisation de commande de décalage, de manière à ce que la valeur réelle du paramètre de qualité de décalage respecte un critère de qualité de décalage. 20 Suivant d'autres caractéristiques de l'invention : - le premier moyen de détermination comprend un capteur ou estimateur de température de l'huile du moteur en tant que variable de l'huile du moteur ; - le premier moyen de détermination comprend un capteur de 25 pression de l'huile du moteur en tant que variable de l'huile du moteur ; - le moyen de calcul est prévu pour calculer la vitesse réelle de décalage angulaire et/ou le niveau réel d'instabilité de décalage angulaire du système à partir du décalage angulaire réel, le critère de qualité de décalage prescrit au moyen de mise à jour est 30 une vitesse minimum prescrite de décalage angulaire et/ou un niveau maximum prescrit d'instabilité de décalage angulaire du système, 2906835 5 le respect du critère de qualité de décalage correspondant au fait que la vitesse réelle de décalage angulaire soit supérieure ou égale à la vitesse minimum prescrite de décalage angulaire et/ou au fait que le niveau réel d'instabilité de décalage angulaire du système soit inférieur ou égal au 5 niveau maximum prescrit d'instabilité de décalage angulaire du système. Un troisième objet de l'invention est un véhicule automobile à moteur à combustion interne, comportant un arbre d'actionnement de soupapes, un vilebrequin, un système de décalage angulaire de l'arbre d'actionnement de soupapes par rapport au vilebrequin, caractérisé en ce qu'il comporte un 10 dispositif de commande du système de décalage angulaire tel que décrit ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels : 15 - la figure 1 représente schématiquement un système de décalage, dans lequel le procédé de commande suivant l'invention est mis en oeuvre, - la figure 2 représente schématiquement un mode de mise en oeuvre du procédé de commande suivant l'invention, - la figure 3 est un graphe représentant en ordonnées l'angle réel de 20 décalage du système selon la figure 1 en fonction du temps en abscisses. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, un système 1 de décalage angulaire est prévu entre l'arbre 2 à cames d'un moteur 3 à combustion interne et le vilebrequin 4 de celui-ci. Le système 1 de décalage angulaire comporte un actionneur 5 à pression d'huile pour pouvoir assurer 25 un décalage angulaire correspondant à une commande de décalage lorsque cette dernière lui est envoyée sur son entrée 52 de commande. L'actionneur 5 agit sur la position angulaire de l'arbre 2 à cames, pour commander le phasage correct d'ouverture et de fermeture des soupapes du moteur par rapport au vilebrequin. 30 Un premier capteur 6 de position angulaire est prévu sur l'arbre 2 à cames, tandis qu'un deuxième capteur 7 de position angulaire est prévu sur le vilebrequin 4. Un calculateur 8, ou unité électronique de commande, 2906835 6 comporte un moyen 13 pour calculer la commande COMDEC de décalage en fonction du point de fonctionnement moteur (régime, charge), de la température d'eau et de cartographies préenregistrées. Une pompe 9 à huile du moteur alimente une entrée 51 de l'actionneur 5 en huile. 5 Le calculateur 8 comporte des moyens 10 d'inhibition et d'autorisation d'envoi de la commande COMDEC calculée de décalage du moyen 13 à l'entrée 52 de l'actionneur 5, en fonction du régime du moteur 3, c'est-à-dire de la vitesse de rotation N de son vilebrequin 4 en tours par minute. Dans une mémoire associée au calculateur 8 est enregistrée une lo caractéristique CAR, donnant le seuil de régime moteur entre l'inhibition de l'envoi de la commande COMDEC de décalage et son autorisation. Ce seuil est une valeur minimale NMINI du régime moteur. Lorsque le régime réel N du moteur 3 est plus grand que ce seuil ou égal à ce seuil NMINI, l'envoi de la commande COMDEC de décalage calculée à l'entrée 52 de l'actionneur 15 5 est autorisé. Lorsque le régime réel N du moteur 3 est plus petit que ce seuil NMINI, l'envoi de la commande COMDEC de décalage calculée à l'entrée 52 de l'actionneur 5 est interdit. La caractéristique CAR donne le régime minimum NMINI du moteur en fonction d'au moins une variable VAR de l'huile du moteur. Cette variable VAR est par exemple une grandeur 20 thermodynamique de l'huile du moteur, comme la température de l'huile du moteur. Cette variable VAR pourrait également être, en remplacement ou en supplément, la pression de l'huile du moteur. La caractéristique CAR prend par exemple la forme d'une matrice, mais pourrait comporter une cartographie, un tableau de valeurs, une courbe, ou une fonction 25 mathématique. Un moyen 11 de détermination de la valeur réelle de la variable VAR concernant l'huile du moteur et un moyen 12 de détermination du régime réel N du moteur sont prévus. Le moyen 11 de détermination de la valeur réelle de la variable VAR concernant l'huile du moteur est par exemple 30 formé par un capteur, tel qu'un capteur de température d'huile ou de pression d'huile dans les exemples mentionnés ci-dessus, ou par un estimateur de cette variable VAR à partir d'autres grandeurs mesurées sur 2906835 7 le moteur, comme par exemple la température d'eau du moteur, la charge et la température extérieure pour déterminer la température de l'huile. Des moyens 12 de détermination du régime réel N du moteur sont connus par l'homme du métier et comportent par exemple un capteur dédié. 5 Au cours du fonctionnement du moteur, on détermine par le moyen 11 la valeur réelle de la variable VAR d'huile moteur. Dans la caractéristique CAR enregistrée d'autorisation/inhibition, on adapte pour cette valeur réelle de la variable VAR d'huile moteur, la valeur du régime minimum moteur NMINI, de manière à respecter un critère de qualité de 10 décalage, ainsi que cela est décrit à la figure 2. Un moyen 14 du calculateur 8 calcule la valeur réelle d'un paramètre de qualité du décalage en fonction des mesures ANG1, ANG2 fournies par les capteurs 6, 7. Ce paramètre de qualité est par exemple la vitesse VDEC de décalage et / ou un niveau NINST d'instabilité de décalage, ainsi que 15 cela est représenté à la figure 3. A la figure 3, pour une commande COMDEC de décalage donnée, la vitesse VDEC de décalage est la pente avec laquelle le décalage DEC augmente au cours du temps depuis une valeur initiale nulle pour se rapprocher de la commande COMDEC de décalage. Le niveau NINST 20 d'instabilité de décalage représente l'amplitude crête à crête des oscillations du décalage DEC au cours du temps autour de la commande COMDEC de décalage. Le critère de qualité est alors une vitesse VDECMIN de décalage minimum et / ou un niveau NINSTMAX d'instabilité de décalage maximum. 25 A la figure 2, une boucle de régulation est mise en oeuvre sur la caractéristique CAR du régime minimum NMINI imposé au moteur 3 pour que la valeur réelle de la variable de qualité de décalage respecte le critère de qualité. Cette régulation du régime minimum NMINI est effectuée dans la caractéristique CAR d'autorisation de commande de décalage pour la 30 valeur réelle de la variable VAR d'huile moteur, ayant été déterminée. La variable VAR d'huile moteur, telle que par exemple la température de l'huile du moteur, est mesurée pour fournir au calculateur 8 la valeur 2906835 8 réelle de cette variable VAR. La caractéristique CAR d'autorisation de commande de décalage fournit alors pour cette valeur réelle de la variable VAR d'huile moteur la valeur correspondante du régime minimum NMINI du moteur. Ce régime minimum NMINI du moteur a une influence sur le fait 5 que la commande COMDEC de décalage est envoyée ou n'est pas envoyée au système 1 de décalage du moteur 3, ainsi que décrit ci-dessus. Pour ce régime minimum NMINI, le calculateur 8 obtient sur le moteur 3 les informations ANG1 de position angulaire du capteur 6 sur l'arbre 3 à cames, les informations ANG2 de position angulaire du capteur 7 sur le 10 vilebrequin 4 et la valeur réelle de la variable VAR d'huile moteur. A partir des informations ANG1, ANG2, le calculateur 8 détermine la valeur réelle du paramètre de qualité, par exemple à la fois la vitesse réelle VDEC de décalage et le niveau réel NINST d'instabilité de décalage. Si la vitesse réelle VDEC de décalage est supérieure ou égale à la 15 vitesse VDECMIN de décalage minimum et le niveau réel NINST d'instabilité de décalage est inférieur ou égal au niveau NINSTMAX d'instabilité de décalage maximum, le calculateur 8 ne modifie pas le régime minimum NMINI correspondant à la valeur réelle déterminée de la variable VAR de l'huile du moteur dans la caractéristique CAR et garde en 20 mémoire sa valeur précédente. En revanche, si la vitesse réelle VDEC de décalage est inférieure à la vitesse VDECMIN de décalage minimum et / ou si le niveau réel NINST d'instabilité de décalage est supérieur au niveau NINSTMAX d'instabilité de décalage maximum, un moyen 15 du calculateur 8 modifie, c'est-à-dire 25 augmente, le régime minimum NMINI correspondant à la valeur réelle déterminée de la variable VAR de l'huile du moteur dans la caractéristique CAR et remplace en mémoire la valeur précédente de ce régime minimum NMINI par cette valeur modifiée pour la valeur réelle déterminée de la variable VAR de l'huile du moteur. Le système 1 de décalage du moteur 3 30 est alors commandé en tenant compte de cette nouvelle valeur du régime minimum NMINI. Le processus de vérification du critère VDECMIN, NINSTMAX de qualité est recommencé, pour éventuellement remettre à 2906835 9 jour le régime minimum NMINI correspondant à la valeur réelle déterminée de la variable VAR de l'huile du moteur dans la caractéristique CAR d'autorisation de commande de décalage. Si les critères de qualité de décalage ne sont pas vérifiés, le régime minimum NMINI correspondant à la 5 valeur réelle déterminée de la variable VAR de l'huile prend une nouvelle valeur correspondant au régime N du moteur. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un système de décalage angulaire d'un arbre (2) d'actionnement de soupapes d'un moteur (3) à combustion interne par rapport à un vilebrequin (4), le système de décalage angulaire étant activé par de l'huile sous pression du moteur et une commande (COMDEC) de décalage angulaire, caractérisé en ce que l'on prescrit un régime minimum (NMINI) du moteur sur la base d'une caractéristique (CAR) enregistrée d'autorisation de commande de décalage donnant ce régime minimum en fonction d'au moins une variable (VAR) concernant l'huile du moteur, pour autoriser la commande (COMDEC) de décalage du système dans le cas où le régime (N) du moteur est supérieur à ce régime minimum prescrit (NMINI), et pour interdire la commande (COMDEC) de décalage du système dans le cas où le régime (N) du moteur est inférieur à ce régime minimum prescrit (NMINI), l'on mesure le décalage angulaire réel (DEC) au cours du temps à partir d'informations (ANG1, ANG2) de mesure fournies par au moins un capteur (6, 7) sur l'arbre (2) et sur le vilebrequin (4), on détermine la valeur réelle de la variable (VAR) de l'huile du moteur, on modifie et on enregistre, pour la valeur réelle de ladite variable (VAR) de l'huile du moteur, la valeur du régime minimum (NMINI) du moteur dans la caractéristique (CAR) d'autorisation de commande de décalage, de manière à respecter un critère (VDECMIN, NINSTMAX) de qualité de décalage sur le décalage angulaire réel (DEC). 2. Procédé de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le critère (VDECMIN, NINSTMAX) de qualité de décalage comprend une vitesse minimum prescrite (VDECMIN) de décalage angulaire et/ou un niveau maximum prescrit (NINSTMAX) d'instabilité de décalage angulaire du système, 2906835 11 une vitesse réelle (VDEC) de décalage angulaire et/ou un niveau réel (NINST) d'instabilité de décalage angulaire du système étant calculés à partir du décalage angulaire réel (DEC), la valeur du régime minimum (NMINI) du moteur étant modifiée et s enregistrée pour la valeur réelle de ladite variable (VAR) de l'huile du moteur, de manière que la vitesse réelle (VDEC) de décalage angulaire soit supérieure ou égale à la vitesse minimum prescrite (VDECMIN) de décalage angulaire et/ou le niveau réel (NINST) d'instabilité de décalage angulaire du système soit inférieur ou égal au niveau maximum prescrit 10 (NINSTMAX) d'instabilité de décalage angulaire du système. 3. Procédé de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la variable (VAR) de l'huile du moteur comprend la température et/ou la pression de l'huile du moteur. 15 4. Procédé de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la valeur réelle de la variable (VAR) de l'huile du moteur est déterminée par un capteur de cette variable (VAR). 5. Procédé de commande suivant l'une quelconque des 20 revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la variable (VAR) de l'huile du moteur est la température de l'huile du moteur, dont la valeur réelle est déterminée par un estimateur à partir de mesures de la température d'eau du moteur, de la charge et de la température extérieure. 6. Dispositif de commande d'un système de décalage angulaire d'un 25 arbre (2) d'actionnement de soupapes d'un moteur (3) à combustion interne par rapport à un vilebrequin (4), pour la mise en oeuvre du procédé de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un actionneur (5) de décalage angulaire comportant une entrée (51) d'huile sous pression du moteur et une entrée (52) de commande de 30 décalage angulaire, caractérisé en ce qu'il comporte 2906835 12 - un moyen de mesure du décalage angulaire réel (DEC) à partir d'au moins un capteur (6, 7) sur l'arbre (2) et sur le vilebrequin (4), - un premier moyen (11) de détermination d'une valeur réelle d'au moins une variable (VAR) de l'huile du moteur, 5 - un deuxième moyen (12) de détermination du régime (N) du moteur, - un moyen (13) de fourniture d'une commande (COMDEC) de décalage angulaire, - un moyen (10) d'inhibition et d'autorisation d'envoi de la commande 10 (COMDEC) de décalage angulaire à l'entrée (52) de commande de décalage angulaire de l'actionneur (5) en fonction du régime (N) du moteur (3), comportant une caractéristique (CAR) d'autorisation de commande de décalage prescrivant un régime minimum (NMINI) en fonction de la variable (VAR) concernant l'huile du moteur, pour autoriser l'envoi de la commande 15 (COMDEC) de décalage angulaire à l'entrée (52) de commande de décalage angulaire de l'actionneur (5) dans le cas où le régime (N) du moteur est supérieur à ce régime minimum prescrit (NMINI), et pour interdire l'envoi de la commande (COMDEC) de décalage angulaire à l'entrée (52) de commande de décalage angulaire de l'actionneur (5) dans 20 le cas où le régime (N) du moteur est inférieur à ce régime minimum prescrit (NMINI), - un moyen (14) de calcul, à partir du décalage angulaire réel (DEC), de la valeur réelle d'un paramètre (VDEC, NINST) de qualité de décalage, - un moyen (15) de mise à jour, pour la valeur réelle de ladite 25 variable (VAR) de l'huile du moteur, de la valeur du régime minimum (NMINI) du moteur dans la caractéristique (CAR) d'autorisation de commande de décalage, de manière à ce que la valeur réelle du paramètre (VDEC, NINST) de qualité de décalage respecte un critère (VDECMIN, NINSTMAX) de qualité de décalage. 30 7. Dispositif de commande suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le premier moyen (11) de détermination comprend un capteur de 2906835 13 température de l'huile du moteur en tant que variable (VAR) de l'huile du moteur. 8. Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le premier moyen (11) de 5 détermination comprend un capteur de pression de l'huile du moteur en tant que variable (VAR) de l'huile du moteur. 9. Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le moyen (14) de calcul est prévu pour calculer la vitesse réelle 1 o (VDEC) de décalage angulaire et/ou le niveau réel (NINST) d'instabilité de décalage angulaire du système à partir du décalage angulaire réel (DEC), le critère (VDECMIN, NINSTMAX) de qualité de décalage prescrit au moyen (15) de mise à jour est une vitesse minimum prescrite (VDECMIN) de décalage angulaire et/ou un niveau maximum prescrit (NINSTMAX) 15 d'instabilité de décalage angulaire du système, le respect du critère (VDECMIN, NINSTMAX) de qualité de décalage correspondant au fait que la vitesse réelle (VDEC) de décalage angulaire soit supérieure ou égale à la vitesse minimum prescrite (VDECMIN) de décalage angulaire et/ou au fait que le niveau réel (NINST) d'instabilité de 20 décalage angulaire du système soit inférieur ou égal au niveau maximum prescrit (NINSTMAX) d'instabilité de décalage angulaire du système. 10. Véhicule automobile à moteur (3) à combustion interne, comportant un arbre (2) d'actionnement de soupapes, un vilebrequin (4), un système (1) de décalage angulaire de l'arbre (2) d'actionnement de 25 soupapes par rapport au vilebrequin (4), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande du système (1) de décalage angulaire suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9.