Brevet FR2944831A1 — publié le 20101029

REGLAGE D'UNE RESERVE DE COUPLE AU RALENTI [0001] L'invention concerne les moteurs à combustion interne à allumage commandé, et en particulier le réglage d'une réserve de couple au ralenti. [0002] Dans un moteur à allumage commandé, un régulateur du régime de ralenti intervient au moyen de consignes d'ouverture de l'admission d'air et d'avance à l'allumage. Le rendement du moteur à combustion pour un niveau d'ouverture donné d'un papillon des gaz est modifiable en fonction de l'avance à l'allumage. En utilisant une avance à l'allumage optimale pour un niveau d'ouverture donné du papillon des gaz, on obtient un couple maximal. On définit une avance à l'allumage dégradée pour ce niveau d'ouverture du papillon des gaz pour obtenir un couple de base. La différence entre le couple de base et le couple maximal est désignée par le terme réserve de couple. [0003] A un point de fonctionnement donné, la réserve de couple est encore accrue en prévoyant une plage d'augmentation de l'ouverture du papillon des gaz. La régulation du régime de ralenti peut ainsi être effectuée en disposant d'une réserve de couple par avance à l'allumage (dite réserve d'avance) et d'une réserve de couple par l'ouverture du papillon des gaz (dite réserve d'air). En modifiant l'avance à l'allumage, on peut très rapidement intervenir sur le couple moteur. [0004] Lorsqu'un consommateur d'énergie vient en prise avec le moteur, le régime moteur chute et la régulation de ralenti compense ce prélèvement de couple en augmentant le couple moteur grâce à la réserve de couple. Une telle consommation d'énergie intervient notamment lors de l'activation d'un compresseur de climatiseur ou lors du décollage du véhicule. Pour permettre d'accroître le couple moteur en intervenant sur l'avance à l'allumage, le ralenti du moteur fonctionne en dessous du couple maximal et utilise la plupart du temps une avance à l'allumage dégradée induisant une baisse du rendement moteur et donc une surconsommation. [0005] Pour limiter cette surconsommation et protéger les organes mécaniques du moteur, il est préférable que la réserve de couple soit relativement réduite. 30 Cependant, une réserve de couple réduite limite les variations possibles du couple moteur ce qui peut induire des oscillations du régime de ralenti ou un temps de réponse au prélèvement de couple trop important. La réserve d'avance et la réserve d'air sont définies pour chaque point de charge du moteur au ralenti, et sont donc fixées selon un compromis entre ces contraintes contradictoires. Ces réserves sont déterminées par des essais durant lesquels différents consommateurs d'énergie sont simultanément mis en prise avec le moteur. La réserve d'air est généralement corrigée en fonction de la température du moteur. [0006] De tels procédés de régulation du régime de ralenti présentent des inconvénients. Le compromis sur la réserve de couple ne permet notamment pas de répondre à des variations importantes du couple prélevé et n'optimise pas non plus la consommation de carburant. [0007] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention porte ainsi sur un procédé de réglage d'une réserve de couple au ralenti d'un moteur à combustion interne à allumage commandé, la réserve de couple étant déterminée en fonction d'une réserve d'avance à l'allumage et d'une réserve d'air, le procédé comprenant déterminer un rendement d'avance d'allumage du moteur ; comparer le rendement d'avance déterminé à un seuil ; et, accroître provisoirement la réserve d'air si le rendement d'avance déterminé atteint ledit seuil. [0008] Selon une variante, la réserve d'air est accrue par correction d'une valeur 20 de base de réserve d'air. [0009] Selon encore une variante, l'amplitude d'accroissement de la réserve d'air par rapport à la valeur de base est limitée à une valeur prédéfinie. [0010] Selon une autre variante, la valeur de base est déterminée par l'intermédiaire d'une boucle ouverte de régulation. 25 [0011] Selon encore une autre variante, la réserve d'air est réduite lorsque le rendement d'avance repasse sous ledit seuil. [0012] Selon une variante, la réserve d'air est réduite pour induire une baisse de la réserve de couple inférieure à 0,1 Nm/s. [0013] Selon encore une variante, la réserve d'air est accrue pour induire une augmentation de la réserve de couple supérieure à 1 Nm/s. [0014] Selon une variante, la réserve d'air définit une consigne maximale d'ouverture d'une vanne de réglage du débit d'air d'admission du moteur. [0015] Selon une autre variante, ledit seuil est égal au rendement d'avance d'allumage maximal. [0016] L'invention porte également sur un calculateur de contrôle moteur, comprenant une interface de réception d'un rendement d'avance appliqué à un moteur à combustion interne à allumage commandé. Le calculateur comprend en outre un circuit logique apte à comparer le rendement d'avance reçu à un seuil et apte à générer une commande d'accroissement de la réserve d'air si le rendement d'avance reçu atteint ledit seuil. [0017] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en 15 référence aux dessins annexés, dans lesquels : • la figure 1 est une représentation schématique de la fonction de la réserve de couple supplémentaire ; • la figure 2 est un chronogramme représentant l'évolution de différents paramètres du calcul de la réserve de couple. 20 [0018] L'invention propose de régler la réserve de couple au ralenti d'un moteur à combustion interne à allumage commandé. On compare pour cela le rendement d'avance du moteur à un seuil puis ont accroît provisoirement la réserve d'air si le rendement d'avance atteint ce seuil. [0019] L'invention permet ainsi de bénéficier d'une réserve de couple optimisée 25 pour réduire la consommation du moteur sur la majeure partie du temps de fonctionnement au ralenti. Le moteur pourra malgré tout générer provisoirement un couple accru même lorsque le rendement d'avance est très élevé et que la réserve d'avance moteur est quasiment épuisée. [0020] La figurel représente la schématiquement la structure de la réserve supplémentaire que l'on souhaite ajouter au ralenti. Le bloc 101 présente le calcul des conditions d'activation de la réserve de couple supplémentaire. Le module logique 101 reçoit la valeur Rmr du régime moteur, une valeur Ravr du rendement d'avance du moteur et une valeur Ravs de seuil de rendement d'avance. [0021] La valeur Ravr correspond au rendement d'avance appliqué en pratique au moteur. Le seuil Ravs est déterminé au préalable. Lorsque la valeur Ravr atteint ce seuil Ravs, on peut déterminer que la réserve de couple par l'avance à l'allumage est quasiment épuisée car l'avance à l'allumage est quasiment optimale. Le seuil Ravs pourra être proche ou égal à la valeur maximale Ravm du rendement d'avance. Lorsque la valeur Ravr atteint ce seuil Ravs, le module logique 101 génère un signal d'activation Act. [0022] Le bloc 102 présente le calcul de la réserve de couple supplémentaire. Ce signal d'activation Act est transmis à un module logique 102. Lorsque le module 102 reçoit le signal Act, il génère une valeur Ras correspondant à une réserve d'air supplémentaire. Cette valeur Ras est ajoutée à une valeur de base Rab de réserve d'air. Une valeur de réserve d'air corrigée Rac est ainsi générée. La valeur Ras est bridée par une valeur Rsup. [0023] Lors du front montant du signal d'activation, la valeur Ras peut être générée sous forme de rampe : la valeur Ras est ainsi croissante pendant la durée où le signal d'activation Act est généré. Pour une consigne de réserve d'air exprimée sous forme de couple, la valeur de la pente de la rampe du signal Ras est avantageusement inférieure à 1 Nm/s. La valeur Rac est avantageusement bridée à une valeur Ram afin que la réserve d'air corrigée ne puisse engendrer une augmentation de couple pouvant endommager le moteur. L'amplitude de l'accroissement de la réserve d'air pourra ainsi être limitée à une valeur Rsup. [0024] Lorsque le rendement d'avance Ravr redevient inférieur au seuil Ravs, le module 101 cesse de générer le signal d'activation Act. Le module 102 poursuit la génération d'une valeur Ras. Avantageusement, la valeur Ras décroît alors. Ainsi, si le rendement d'avance Ravr ne passe que transitoirement sous la valeur Ravs, la réserve d'air supplémentaire Ras n'est pas immédiatement réinitialisée puisque le rendement d'avance peut encore présenter une valeur élevée qui limite la réserve d'avance. La pente de décroissance de la valeur Ras est avantageusement inférieure à la pente de croissance de cette valeur Ras. Une décroissance progressive de la valeur Ras permet de ne pas perturber la régulation du ralenti. Pour une consigne de réserve d'air exprimée sous forme de couple, la valeur de la pente de la rampe du signal Ras est avantageusement inférieure à 0,1 Nm/s. La valeur Ras atteint une valeur nulle si le signal Ravr ne dépasse pas entre-temps la valeur Ravs. Ainsi, la valeur de la réserve d'air Rac redevient égale à la valeur Rab lorsque le rendement d'allumage est resté à une valeur réduite suffisamment longtemps. [0025] La hausse de la réserve d'air n'est donc que provisoire, ce qui permet à la fois de répondre à une hausse du couple appelé et de limiter la consommation de carburant sur la majeure partie de la durée de fonctionnement au ralenti. [0026] La valeur de réserve d'air corrigée Rac peut être transmise à un module logique de régulation du ralenti, afin que la consigne de réserve d'air générée par ce module de régulation soit bridée par la valeur Rac. La valeur Rab peut être préenregistrée ou calculée par le calculateur 1. La valeur Rab peut également être régulée en boucle ouverte en tenant compte de paramètres tels que la température du moteur. [0027] La consigne Rac peut être exprimée sous forme de couple puis transformée en consigne d'ouverture d'une vanne d'air d'admission. La vanne d'admission peut être commandée par un moteur électrique approprié recevant une consigne d'ouverture. La réserve d'air forme une valeur maximale de la consigne d'ouverture de cette vanne d'admission. [0028] La figure 2 est un chronogramme représentant un exemple d'évolution de différents paramètres du calculateur moteur 1. La courbe du haut représente la valeur instantanée du rendement d'avance Ravr déterminé, la courbe centrale représente la valeur du signal d'activation Act et la courbe du bas représente la valeur de la réserve d'air. Jusqu'à l'instant t1, le rendement d'avance est inférieur au seuil Ravs. Le signal d'activation Act est alors à l'état bas et la réserve d'air est au niveau Rab. A l'instant t1, le rendement d'avance atteint et dépasse le seuil Ravs. Le signal d'activation Act passe alors à l'état haut et une réserve d'air supplémentaire est ajoutée à la valeur de base Rab. La réserve d'air finit par atteindre la valeur maximale Ram, par ajout d'une valeur Rsup à la valeur de base Rab. La réserve d'air est maintenue à Ram jusqu'à l'instant t2. Le signal d'activation Act reste à l'état haut jusqu'à l'instant t2. A l'instant t2, le rendement d'avance repasse sous sous le seuil Racs. Le signal d'activation Act passe alors à l'état bas. Le rendement d'avance baisse alors. Jusqu'à t3, le rendement d'avance reste sous le seuil Ravs. A l'instant t3, la réserve d'air atteint la valeur de base Rab. Après t3, le rendement d'avance reste sous la valeur Ravs. La réserve d'air est alors maintenue à la valeur de base Rab. [0029] Le seuil Ravs est avantageusement légèrement inférieur au rendement d'avance maximal Ravm, de sorte que la réserve d'air puisse être augmentée avant que la valeur Ravm soit atteinte. On peut également prévoir que le seuil Ravs soit égal à la valeur maximale Ravm. REVENDICATIONS1 Procédé de réglage d'une réserve de couple au ralenti d'un moteur à combustion interne à allumage commandé, la réserve de couple étant déterminée en fonction d'une réserve d'avance à l'allumage et d'une réserve d'air, le procédé comprenant : déterminer un rendement d'avance d'allumage du moteur (Ravr); comparer le rendement d'avance déterminé à un seuil (Ravs); et, accroître provisoirement la réserve d'air (Rac) si le rendement d'avance déterminé atteint ledit seuil. 2. Procédé de réglage selon la revendication 1, dans lequel la réserve d'air est accrue par correction d'une valeur de base (Rab) de réserve d'air. 3. Procédé de réglage selon la revendication 2, dans lequel l'amplitude d'accroissement de la réserve d'air par rapport à la valeur de base est limitée à une valeur prédéfinie (Rsup). 4. Procédé de réglage selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la valeur de base (Rab) est déterminée par l'intermédiaire d'une boucle ouverte de régulation. 5. Procédé de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la réserve d'air est réduite lorsque le rendement d'avance repasse 20 sous ledit seuil. 6. Procédé de réglage selon la revendication 5, dans lequel la réserve d'air est réduite pour induire une baisse de la réserve de couple inférieure à 0,1 Nm/s. 7 Procédé de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la réserve d'air est accrue pour induire une augmentation de la 25 réserve de couple supérieure à 1 Nm/s. 8. Procédé de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la réserve d'air définit une consigne maximale d'ouverture d'une vanne de réglage du débit d'air d'admission du moteur.9. Procédé de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit seuil est égal au rendement d'avance d'allumage maximal. 10. Calculateur de contrôle moteur pour le calcul d'une réserve de couple au ralenti d'un moteur à combustion interne à allumage commandé, comprenant une interface de réception d'un rendement d'avance appliqué à un moteur à combustion interne à allumage commandé, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit logique (101) apte à comparer le rendement d'avance reçu à un seuil et apte à générer une commande d'accroissement de la réserve d'air si le rendement d'avance reçu atteint ledit seuil.