Brevet FR2923548A1 — publié le 20090515

� Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne et contrôleur pour mettre en oeuvre le procédé � L'invention concerne un procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne, particulièrement un moteur Diesel, et même un moteur Diesel suralimenté et un contrôleur pour mettre en oeuvre le dit procédé. Dans l'état de la technique, il est connu de régler l'avance à l'allumage en mesurant un degré angulaire sur le vilebrequin. Pour les moteurs Diesel, et particulièrement les moteurs Diesel io suralimentés, lorsque le régime est peu élevé, de façon à réduire les émissions toxiques on utilise un réglage de l'avance très faiblement positif. Or, les inventeurs se sont aperçus que cette avance nulle ou très faiblement positive était la cause d'un déficit de couple moteur à bas régime qui conduit à un défaut du moteur 15 Diesel, suralimenté particulièrement, lors des démarrages notamment. L'invention vise à résoudre ces problèmes en proposant un procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne, particulièrement un moteur Diesel, et même un moteur Diesel 20 suralimenté, caractérisé en ce qu'il consiste à exécuter une étape de détermination d'une avance négative à bas régime par rapport au Point Mort Haut (PMH). Selon d'autres caractéristiques de l'invention : -Le procédé consiste aussi à exécuter une étape de 25 détermination de la quantité de carburant injectée et/ou une étape de détermination de la richesse du mélange air-carburant ; - l'une des étapes de détermination d'une avance négative à bas régime, de la quantité de carburant injectée et/ou de la richesse du mélange air-carburant comporte une étape 30 d'évaluation d'une condition pour augmenter la valeur en cours ; -l'évaluation d'une condition pour augmenter la valeur en cours est exécutée sur la base de la détection d'un niveau de 2 fumées produites par le moteur et/ou de la détection de la pression gazeuse dans au moins un cylindre ; - le procédé consiste à exécuter une augmentation d'un incrément déterminé de ladite valeur en cours tant que la condition pour augmenter la valeur en cours est vérifiée. L'invention concerne aussi un contrôleur pour moteur à combustion interne pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention et qui comporte un moyen pour déterminer un bas régime moteur connecté de manière à activer un moyen pour io déterminer une modification d'une valeur d'avance négative dont la sortie produit un signal de commande d'un organe de réglage de l'avance à la combustion. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le moyen pour déterminer une modification d'une valeur 15 d'avance négative coopère avec un moyen pour déterminer la quantité de carburant injectée et/ou de la richesse du mélange air-carburant et/ou d'un niveau de fumées produites par le moteur ; - le moyen pour déterminer une modification d'une valeur 20 d'avance négative comporte aussi un moyen pour augmenter d'un incrément déterminé ladite avance négative tant que un critère de niveau de fumée est vérifié ; - le moyen pour augmenter d'un incrément déterminé ladite avance négative comporte un organe de réglage de l'avance à la 25 combustion adapté à un moteur Diesel et/ou à un moteur Diesel suralimenté. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés 30 parmi lesquels : - la figure 1 représente des diagrammes expliquant l'utilisation d'une avance négative dans le cadre de l'invention ; 3 - la figure 2 représente un organigramme d'un mode particulier de réalisation du procédé de l'invention ; et - la figure 3 représente un schéma bloc d'un mode particulier de réalisation d'un contrôleur selon l'invention. La figure 1 représente des diagrammes expliquant l'utilisation d'une avance négative dans le cadre de l'invention. Dans l'état de la technique, on sait qu'un moteur à combustion interne, par exemple mettant en oeuvre un cycle à quatre temps io comporte une pluralité de pistons glissant chacun dans un cylindre et faisant tourner au moins un vilebrequin. La face active du piston délimite dans le cylindre un volume variable entre une extrémité de course dite Point Mort Bas atteint quand la partie motrice du cycle a été accomplie et une extrémité de course dite 15 Point Mort Haut, notée PMH, à partir duquel peut commencer la partie motrice du cycle. Il est par ailleurs bien connu que le début de la partie motrice du cycle de combustion commence par l'admission d'un mélange d'air et de carburant qui est ensuite suivie d'une opération permettant d'obtenir l'extension du volume 20 variable dans le cylindre, le piston repartant vers son Point Mort Bas. Cette expulsion est réalisée en exécutant une opération d'allumage, par exemple à l'aide d'une bougie d'allumage dont l'arc est allumé par une mise sous tension électrique en fonction d'une synchronisation particulière avec le passage du piston au 25 Point Mort Haut PMH. Une telle synchronisation fait intervenir un paramètre d'avance à l'allumage exprimé en degrés d'angle de vilebrequin et qui est, par exemple dans les dispositifs à allumage classique, réglé par un doigt de distributeur dont la phase angulaire par rapport à des grains conducteurs fixes dans le 30 distributeur peut être avancée pour favoriser l'allumage seulement quand le mélange gazeux dans le cylindre se trouve dans un état de pression satisfaisant par rapport au PMH. 4 Dans un état de la technique plus récent, une telle détermination du synchronisme de l'allumage ou réglage de l'avance peut être obtenu au moyen d'un contrôleur d'allumage réalisé autour de circuits de détection de condition d'allumage et bien entendu du passage géométrique au PMH, le contrôleur disposant aussi de moyens électroniques pour, en réponse générer un signal de commande de l'allumage. Dans le cas des moteurs Diesel, et particulièrement des moteurs Diesel suralimentés, on s'est aperçu que pour des io raisons de limitation de la consommation de carburant et de réduction des émissions polluantes, tant en substances chimiques comme les composés NOx qu'en particules, il fallait lors des bas régimes moteur fixer une avance à l'allumage proche de 0°V sur l'angle V de vilebrequin, ce qui alignait alors l'instant de 15 déclenchement de la phase motrice du cycle avec le passage au PMH. Notamment dans le cas des moteurs Diesel suralimentés, pour lesquels au moins un compresseur apporte le mélange air-carburant au cylindre concerné avec une surpression déterminée, 20 on s'est aperçu que le couple à bas régime n'était pas satisfaisant. Particulièrement, cette situation rend moins performant un moteur Diesel suralimenté lors d'un démarrage ou du passage du bas régime à un régime légèrement supérieur. Cependant, il n'est pas question d'accepter une 25 augmentation sensible de pollution ni même, selon un degré moindre, de la consommation instantanée de carburant. A la Figure 1, diagramme (a), on a représenté un cycle complet k de combustion [PMHk, PMHk+l[ avec l'indication de la détection du PMH, puis du PMB, ce dernier n'étant pas 30 directement concerné par l'invention. Le cycle peut être plus ou moins bref ou long selon le régime moteur, mais un capteur d'angle de vilebrequin permet de déterminer le PMH et le PMB de façon à fournir un signal de détection à un contrôleur d'allumage pour réaliser une synchronisation des organes du moteur responsables de la phase motrice du cycle de combustion. A la Figure 1, diagramme (b), on a représenté le signal d'allumage généré lorsque le contrôleur a déterminé une avance à 5 l'allumage d'un degré A, positif relativement au PMH et généré un signal d'activation de l'allumage qui y est représenté, notamment à régime élevé. A la Figure 1, diagramme (c), on a représenté le signal d'allumage généré lorsque le contrôleur a déterminé une avance à io l'allumage d'un degré A, négatif relativement au PMH et généré un signal d'activation de l'allumage qui y est représenté, notamment à bas régime. Selon une caractéristique de l'invention, lors de la détection d'un bas régime moteur, typiquement entre 1.000 et 15 1.500 tours par minute, on a mesuré en appliquant l'invention une amélioration du couple moteur lorsqu'au lieu de régler A sur une valeur nulle, comme dans l'état de la technique, on réalise une avance négative comme indiquée au diagramme (c). Selon le coeur de l'invention, le procédé de contrôle d'un 20 moteur à combustion interne, particulièrement un moteur Diesel, et même un moteur Diesel suralimenté, consiste à exécuter une étape de détermination d'une avance négative à bas régime. Pour appliquer cette caractéristique de l'invention, il faut déterminer d'abord si le moteur se trouve dans un état de bas 25 régime. Pour cela, il est connu d'effectuer une mesure ou une estimation de la vitesse de rotation du moteur contrôlé. Si le test est positif, par exemple si la vitesse de rotation est inférieure à un seuil donné comme 1.500 tours/Minutes pour un moteur dont le régime maximal est de 6.000 tours/Minute, on entre dans une 30 boucle d'incrémentation de l'avance négative. On exécute alors le test d'une condition prédéterminée d'incrémentation ou étape d'évaluation d'une condition pour augmenter la valeur en cours, de sorte que si le test est négatif, 6 on sort de la boucle d'incrémentation de l'avance négative, on retourne au contrôle général et si le test est positif on reste dans la boucle d'incrémentation de l'avance négative. Dans un mode de réalisation, l'évaluation d'une condition pour augmenter la valeur en cours est exécutée sur la base de la détection d'un niveau de fumées produites par le moteur et/ou de la détection de la pression gazeuse dans au moins un cylindre. Dans un mode de réalisation de l'invention, la détection d'un niveau de fumées produites par le moteur est produite par un io capteur d'émission de fumées disposé en relation avec l'échappement du moteur contrôlé. Dans un mode de réalisation, l'évaluation d'une condition pour augmenter la valeur en cours est exécutée sur la base de la détection de la pression gazeuse dans au moins un cylindre du 15 moteur contrôlé. Dans un mode de réalisation de l'invention, la détection de la pression gazeuse dans au moins un cylindre du moteur contrôlé moteur est produite par un capteur de pression gazeuse dans au moins un cylindre du moteur disposé en relation avec la chambre de combustion d'au moins un cylindre du moteur 20 contrôlé. D'une manière générale, l'étape d'évaluation d'une condition pour augmenter la valeur en cours est destinée à parvenir à un optimum concernant le but de l'invention, à savoir, au moins lors du bas régime, augmenter les performances à bas 25 régime. Particulièrement, la première performance recherchée est l'augmentation du couple moteur à bas régime. Conjointement, ensuite, il est attendu une amélioration de la consommation en carburant et finalement, une réduction du degré de pollution, en termes de polluants NOx notamment. 30 De ces buts secondaires, l'invention améliore encore le but général à atteindre en ajoutant aussi une étape de détermination de la quantité de carburant injectée et/ou une étape de détermination de la richesse du mélange air-carburant. 7 Selon un aspect de l'invention, pour exécuter de manière contrôlée au moins l'une des étapes de détermination d'une avance négative à bas régime, de la quantité de carburant injectée et/ou de la richesse du mélange air-carburant, le procédé de l'invention comporte une étape d'évaluation d'une condition pour augmenter la valeur en cours. Préférentiellement, une telle évaluation est exécutée sur la base de la détection d'un niveau de fumées produites par le moteur et/ou de la détection de la pression gazeuse dans au moins un cylindre. io Selon un aspect de l'invention, pour exécuter de manière contrôlée au moins l'une des étapes de détermination d'une avance négative à bas régime, de la quantité de carburant injectée et/ou de la richesse du mélange air-carburant, le procédé de l'invention comporte consiste à exécuter une augmentation 15 d'un incrément déterminé de ladite valeur en cours tant que la condition pour augmenter la valeur en cours est vérifiée. A la figure 2, on a représenté un organigramme du procédé de l'invention dans lequel les trois paramètres contrôlés, à savoir une avance négative à bas régime, la quantité de carburant 20 injectée et la richesse du mélange air-carburant, sont exécutées simultanément ou en successivement au cours d'une même boucle de contrôle. A cet effet, après une étape D de début du contrôle du moteur, il est exécuté un test El pour détecter si le moteur se trouve dans un état de bas régime. Si le test El est 25 positif et/ou tant qu'il reste positif, O, on entre dans une boucle pour réaliser la recherche d'une condition optimale de réglage des paramètres contrôlés. A cette fin, on réalise lors d'une étape E2 l'incrémentation d'une valeur négative d'avance Ak, puis ou en même temps, lors d'une étape E3 l'incrémentation d'une valeur 30 positive de la pression de suralimentation Psuralim quand le moteur contrôlé est un moteur Diesel suralimenté à l'aide d'une turbine, puis ou en même temps, lors d'une étape E4 l'incrémentation d'une valeur positive de la richesse du mélange Rmel. 8 Il est ensuite exécuté le test d'une condition d'incrémentation des valeurs des étapes E2 à E4 lors d'une étape E5. Si le test est positif, O, la valeur d'incrémentation pour les trois étapes d'incrémentation E2 à E4 est déterminée et le contrôle retourne au début de la boucle d'incrémentation. Si le test en négatif, N, le contrôle sort de la boucle d'incrémentation et retourne à l'étape de test El de bas régime. Si le test El de détection de bas régime moteur est négatif, N, le contrôle passe à l'opération classique d'une io détermination E6 d'une avance Ak positive. Pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, un contrôleur pour moteur à combustion interne est représenté à la figure 3 et comporte un moyen 9 pour déterminer un bas régime moteur connecté de manière à activer un moyen 11 pour 15 déterminer une modification d'une valeur d'avance négative dont la sortie produit un signal de commande d'un organe de réglage de l'avance à la combustion. Dans un mode particulier de réalisation, le moyen pour déterminer une modification d'une valeur d'avance négative 20 coopère avec un moyen pour déterminer 15 la quantité de carburant injectée et/ou 21 la richesse du mélange air-carburant et/ou d'un niveau de fumées produites par le moteur. Dans un mode particulier de réalisation, le moyen 15 pour déterminer une modification d'une valeur d'avance négative 25 comporte aussi un moyen pour augmenter d'un incrément déterminé ladite avance négative tant que un critère de niveau de fumée est vérifié. Dans un mode particulier de réalisation, ledit moyen pour augmenter d'un incrément déterminé ladite avance négative 30 comporte un organe de réglage de l'avance à la combustion adapté à un moteur Diesel et/ou à un moteur Diesel suralimenté. A la figure 3, on a représenté un mode de réalisation d'un contrôleur mettant en oeuvre le procédé de l'invention, 9 particulièrement du procédé décrit à la Figure 2. Le contrôleur comporte ou coopère avec : - un détecteur de bas régime moteur 1 ; - un détecteur de point mort haut 7 ; - un détecteur de la pression de suralimentation 13 ; - un détecteur de la richesse de mélange 19. Le contrôleur comporte ou coopère aussi avec des détecteurs de paramètres permettant de tester la condition d'incrémentation et qui comporte notamment : io -- un détecteur de fumées 3 ; et - - un détecteur de la pression dans la chambre de combustion d'un cylindre 5. Par ailleurs, le contrôleur comporte ou coopère avec : - - un circuit de détermination d'un degré négatif d'avance à 15 l'allumage 9 ; - - un circuit de détermination d'une valeur de la pression de suralimentation 15 ; et - - un circuit de détermination d'une valeur de richesse du mélange 21. 20 En fonction de l'exécution du procédé de l'invention exécutée par le contrôleur, des signaux de commande d'un actionneur de l'avance à l'allumage 11, d'un actionneur de pression de suralimentation 17 et d'un actionneur de richesse de mélange 23 sont produits et fournis en entrée de circuits de 25 contrôle correspondant des actionneurs précités. A cette fin, chaque circuit de détermination 9, 15 ou 21 comporte une connexion avec le détecteur de bas régime 1, la connexion étant détectée par un moyen pour activer le circuit de détermination correspondant. 30 REVENDICATIONS 1 ù Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne, particulièrement un moteur Diesel, et même un moteur Diesel suralimenté, caractérisé en ce qu'il consiste à exécuter une étape de détermination d'une avance négative à bas régime par rapport au Point Mort Haut (PMH). 2 ù Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste aussi à exécuter une étape de détermination de la quantité de carburant injectée et/ou une étape de détermination io de la richesse du mélange air-carburant. 3 ù Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins l'une des étapes de détermination d'une avance négative à bas régime, de la quantité de carburant injectée et/ou de la richesse du mélange air-carburant comporte 15 une étape d'évaluation d'une condition pour augmenter la valeur en cours. 4 ù Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'évaluation d'une condition pour augmenter la valeur en cours est exécutée sur la base de la détection d'un niveau de 20 fumées produites par le moteur et/ou de la détection de la pression gazeuse dans au moins un cylindre. 5 ù Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il consiste à exécuter une augmentation d'un incrément déterminé de ladite valeur en cours 25 tant que la condition pour augmenter la valeur en cours est vérifiée. 6 ù Contrôleur pour moteur à combustion interne pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour déterminer un bas 30 régime moteur connecté de manière à activer un moyen pour déterminer une modification d'une valeur d'avance négative dont la sortie produit un signal de commande d'un organe de réglage de l'avance à la combustion. Il 7 û Contrôleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit moyen pour déterminer une modification d'une valeur d'avance négative coopère avec un moyen pour déterminer la quantité de carburant injectée et/ou de la richesse du mélange air-carburant et/ou d'un niveau de fumées produites par le moteur. 8 û Contrôleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit moyen pour déterminer une modification d'une valeur d'avance négative comporte aussi un moyen pour augmenter d'un io incrément déterminé ladite avance négative tant que un critère de niveau de fumée est vérifié. 9 û Contrôleur selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que ledit moyen pour augmenter d'un incrément déterminé ladite avance négative comporte un organe 15 de réglage de l'avance à la combustion adapté à un moteur Diesel et/ou à un moteur Diesel suralimenté.