Brevet FR2951774A1 — publié le 20110429

Dispositif de commande pneumatique pour un moteur à combustion interne et procédé de pilotage d'un tel dispositif Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne comprenant un dispositif de commande pneumatique d'organes du moteur. Arrière-plan technologique Les véhicules automobiles utilisent couramment les dispositifs de commande pneumatique comprenant un circuit de vide, une pluralité d'actionneurs pneumatiques, et des électrovannes pneumatiques reliées au circuit de vide et aux actionneurs et adaptées pour commander les actionneurs. Afin de disposer d'un asservissement et d'un diagnostic robuste des diverses fonctions pneumatiques telles que la vanne doseur d'air d'admission, la vanne de gaz de recirculation dite vanne EGR, géométrie variable d'un turbocompresseur. Les fonctions pneumatiques sont équipées généralement d'un capteur de position. Cependant ces capteurs de position présente l'inconvénient d'être disposé au niveau de l'actionneur, dans une zone de stress vibratoire et thermique qui peut être importante comme dans le cas de l'actionneur de pilotage de géométrie variable du turbocompresseur et avoir une influence néfaste sur la durée de vie dudit capteur de position. De plus, un capteur de position étant un capteur de type contact le bon fonctionnement du capteur de position peut être affecté par une usure de ces contacts. L'invention a pour but de pallier l'inconvénient de l'art antérieur en présentant un nouveau dispositif de commande pneumatique permettant d'améliorer le pilotage des fonctions pneumatiques. L'invention concerne donc un dispositif de commande pneumatique pour un moteur à combustion interne, ledit dispositif comportant un circuit de vide, une branche de commande pneumatique composée d'un actionneur pneumatique, d'une électrovanne et d'un conduit reliant l'électrovanne à l'actionneur, ladite branche étant reliée au circuit de vide par l'électrovanne, caractérisé en ce qu'un capteur de pression est disposé sur la branche de commande pneumatique. On substitue avantageusement ainsi un capteur de position par un capteur de pression. Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : Dans une variante, le capteur de pression est disposé au niveau du conduit reliant l'électrovanne à l'actionneur, ce qui permet d'être éloigné d'une zone de stress vibratoire et thermique importante. Dans une variante où l'actionneur est de type proportionnel c'est-à-dire que l'actionneur comprend un moyen d'actionnement se déplaçant proportionnellement à une dépression appliquée dans la branche pneumatique, ledit dispositif comprend un moyen de commande disposant d'une première courbe de calibration prédéterminée du déplacement du moyen d'actionnement en fonction de la dépression régnant dans la branche pneumatique. De préférence encore, le moyen de commande dispose d'une seconde courbe de calibration prédéterminée de la dépression dans la branche pneumatique en fonction d'une commande électrique de l'électrovanne. Dans une variante, le moyen de commande comprend un moyen d'actualisation de la seconde courbe de calibration. Ainsi grâce à l'information de pression du capteur, on peut réaliser une actualisation, autrement dit une mise à jour de la seconde courbe de calibration. Dans une variante où l'actionneur est du type tout ou rien, c'est-à-dire que l'actionneur comprend un moyen d'actionnement positionnable à une première position extrême quand l'électrovanne n'est pas commandée électriquement ou à une seconde position extrême quand l'électrovanne est commandée électriquement, le moyen de commande comprend un profil de commande de l'électrovanne comprenant une première consigne de commande électrique apte à commuter l'actionneur de la première à la seconde position extrême suivi d'une seconde consigne de commande électrique inférieure à la première consigne et suffisante pour maintenir l'actionneur dans la seconde position extrême. De préférence, quand le dispositif comprend une pluralité de branches pneumatiques, chaque branche pneumatique comprend un capteur de pression. Par ailleurs, l'invention a aussi pour objet un procédé de pilotage d'un dispositif de commande pneumatique de l'invention, dans une variante où l'actionneur comprend un35 moyen d'actionnement positionnable à une première position extrême quand l'électrovanne n'est pas commandée électriquement ou à une seconde position extrême quand l'électrovanne est commandée électriquement, comprend les étapes suivantes : - appliquer à l'électrovanne une première consigne de commande électrique pour commuter l'actionneur dans la seconde position extrême, - appliquer à l'électrovanne une seconde consigne de commande électrique inférieure à la première consigne de commande électrique et suffisante pour assurer le maintien de l'actionneur dans la seconde position extrême. On réalise ainsi une économie sur l'énergie consommée pour maintenir l'actionneur en position pilotée. Dans une variante, la première consigne de commande est appliquée pendant une durée de maintien déterminée de l'actionneur dans la seconde position extrême. Par ailleurs, l'invention a aussi pour objet un procédé de pilotage d'un dispositif de l'invention comprenant les étapes suivantes : - appliquer une première consigne de commande d'électrovanne, - mesurer une première dépression dans la branche pneumatique pour la première consigne de commande d'électrovanne, - Appliquer une seconde consigne de commande d'électrovanne, - mesurer une seconde dépression dans la branche pneumatique pour la seconde consigne de commande d'électrovanne, - déterminer une courbe de calibration corrigée de la dépression dans la branche pneumatique en fonction de la commande électrique de l'électrovanne par linéarisation de la dépression entre les premières et deuxièmes consignes de commande d'électrovanne. On peut ainsi effectuer une mise à jour de la calibration de la commande électrique de l'électrovanne et corriger des dérives liées aux dispersions de fabrication ou au vieillissement d'organes du dispositif de commande pneumatique. Brève description des dessins35 D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : La figure 1 illustre un dispositif de commande pneumatique pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile. - La figure 2 illustre une procédure de correction de courbe de calibration de commande électrique d'électrovanne. - La figure 3 présente un profil de commande d'électrovanne associé à un actionneur de type tout ou rien. Description détaillée La figure 1 illustre un dispositif 1 de commande pneumatique d'organes de moteur à combustion interne, pour véhicule automobile. Le dispositif de commande 1 comprend un circuit de vide 2, une pluralité d'actionneurs pneumatiques 3 dont un seul est représenté sur la figure 1, à titre d'exemple, et une pluralité d'électrovannes 4 de commande pneumatiques dont une seule est représentée sur la figure 1. Les électrovannes 4 sont reliées au circuit de vide 2 et aux actionneurs 3. Chaque électrovanne 4 est adaptée pour commander un actionneur 3. Un tel actionneur 3 comprend un moyen d'actionnement 17, tel qu'une tige mobile, pouvant se déplacer et dont le déplacement peut être utilisé pour piloter un organe 15 de moteur tel que, à titre indicatif non limitatif, un turbocompresseur ou un by-pass d'échangeur EGR. Selon les applications visées, les électrovannes 4 et/ ou les actionneurs 3 peuvent être du type tout ou rien, comme c'est typiquement le cas d'un by-pass d'échangeur EGR ou encore de type proportionnelle, comme c'est le cas pour un turbocompresseur. Chaque électrovanne 4 comprend un premier orifice de passage 5 relié par un conduit 6 au circuit de vide 2, un second orifice de passage 7 relié par un conduit 8 à un orifice d'entrée 12 de l'actionneur pneumatique 3 et un troisième orifice de passage 9 relié par un conduit 10 à l'atmosphère. Chaque électrovanne 4 est adaptée pour relier leur second orifice de passage 7 sélectivement à leur premier orifice de passage 5 et à leur troisième orifice de passage 9 et ainsi commander leur actionneur 3 en contrôlant la pression dans le conduit 8. Le circuit de vide 2 comprend une pompe à vide 11 reliée à un réservoir de vide 13 par un conduit 14 à la pompe à vide 11. Chaque électrovanne 4 peut être reliée au réservoir 13 par leur premier orifice de passage 5. L'électrovanne 4 est reliée à un moyen de commande tel qu'une Unité de Commande Electronique ou ECU 16 qui les pilote électriquement. Pour des raisons de compréhension dans la suite du présent mémoire, on définit par branche 18 de commande pneumatique l'ensemble organique délimité par les pointillés sur la figure 1, c'est-à-dire une partie du dispositif 1 de commande pneumatique composée d'un actionneur 3 pneumatique, d'une électrovanne 4 et du moyen de liaison pneumatique, tel que le conduit 8, entre ces deux organes. Ainsi, le dispositif 1 de commande pneumatique ayant une pluralité d'électrovannes 4 et d'actionneurs 3, chaque ensemble actionneur 3 / électrovanne 4 du dispositif 1 représente une branche 18 de commande pneumatique distincte. Conformément à l'invention, on remplace l'information de position fournie par un capteur de position généralement disposé en contact sur le moyen d'actionnement 17 par une information de pression, cette information de pression peut être exprimée en pression absolue ou en dépression par rapport à la pression atmosphérique. Pour ce faire, on dispose préférentiellement un capteur de pression 19 sur la branche 18 de commande pneumatique, afin d'avoir connaissance de la dépression réellement appliquée à l'actionneur 3. Le capteur de pression 19 peut être disposé de manière intégré sur l'actionneur 3 ou sur l'électrovanne 4. De préférence, et pour des facilités de montage, le capteur de pression 19 est disposé au niveau du conduit 8 reliant l'électrovanne 4 à l'actionneur 3. Il peut être relié au conduit 8 au moyen d'un raccord adapté. Le capteur de pression 19 est relié électriquement à l'ECU 16 pour lui communiquer l'information de pression et est apte à mesurer une pression absolue comprise entre la pression atmosphérique Patm et une pression de vide R. du circuit 2 de vide, inférieure à la pression atmosphérique Patm, et généré par la pompe 11 à vide. En cas de pluralité de branche pneumatique 18, afin d'avoir l'information de pression dans les différentes branches, il est prévu de disposer un capteur de pression 19 par branche pneumatique 18. Dans une première variante où, par exemple dans une des branches 18 pneumatique du dispositif 1 de commande pneumatique, l'actionneur 3 est du type proportionnel, c'est-à-dire que le déplacement du moyen d'actionnement 17 est proportionnel à une dépression AP régnant dans la branche 18 de commande pneumatique et appliquée à l'actionneur 3, l'ECU 16 connaît la loi d'évolution du déplacement du moyen d'actionnement 17 en fonction d'une dépression AP appliquée à l'actionneur 3. De préférence, l'ECU 16 comprend une première courbe de calibration prédéterminée du déplacement du moyen d'actionnement 17 en fonction de la dépression AP dans la branche pneumatique 18. La précision de cette première courbe de calibration peut être améliorée par la prise en compte de paramètres de fonctionnement moteur comme le régime moteur ou la température de l'organe 15 de moteur. Avantageusement, le moyen de commande 16 comprend de plus une seconde courbe de calibration prédéterminée de la dépression AP dans la branche pneumatique 18 en fonction d'une commande électrique de l'électrovanne 4. Les premières et secondes courbes de calibration sont avantageusement établies au préalable et mémorisées dans l'ECU 16. Ainsi, pour un point de fonctionnement de l'organe 15 de moteur déterminé, l'ECU 16 définit une consigne déplacement de l'actionneur 3, et déduit successivement, à l'aide respectivement des premières et secondes courbes de calibration, la consigne de dépression AP à appliquer puis la commande électrique d'électrovanne 4 à fournir. Le capteur de pression 19 mesure dans la branche pneumatique une dépression réelle APr dans la branche pneumatique 18 obtenue par la régulation de l'électrovanne 4 sous l'action de la commande électrique. En raison notamment des dispersions de fabrication et/ou de vieillissement des éléments de la branche pneumatique 18, la dépression réelle APr dans la branche pneumatique 18 présente classiquement un écart avec la consigne de dépression AP. Sur la base de cet écart entre la dépression réelle APr et la consigne de dépression AP déterminée par les calibrations, l'ECU 16 peut corriger la commande électrique d'électrovanne 4 pour atteindre dans la branche pneumatique 18 la consigne de dépression AP. L'ECU 16 a les moyens d'actualiser la seconde courbe de calibration. L'actualisation de la seconde courbe de calibration est déterminée par une procédure d'apprentissage, sur un point de fonctionnement du moteur déterminé tel qu'un point de fonctionnement dit de ralenti. Pour ce faire, comme illustré sur la figure 2, on procède aux étapes suivantes : -On applique une première consigne C, de commande à l'électrovanne 4, par exemple 0% de commande électrique, et on mesure par le capteur de pression 9 une première dépression 4P', obtenue dans la branche pneumatique 18. - On applique une seconde consigne C2 de commande à électrovanne 4, par exemple 100% de commande électrique, et on mesure par le capteur de pression 19 une seconde dépression AP'2 obtenue dans la branche pneumatique 18, - On détermine une courbe de calibration corrigée 20 de dépression AP, en fonction d'une commande électrique d'électrovanne 4 à partir des dépressions 4P'1, AP'2 mesurées dans la branche pneumatique 18 aux premières et secondes consignes C,, C2 de commande électrique de l'électrovanne 4. De préférence, la courbe de calibration corrigée 20 est obtenue par linéarisation c'est à dire par une variation linéaire de la dépression entre les premières et secondes consignes C,, C2 de commande électrique. L'actualisation de la seconde courbe de calibration prédéterminée référencée 21 en figure 2 est ainsi réalisée par son remplacement dans l'ECU 16 avec la courbe corrigée 20. Un tel apprentissage peut être réitéré périodiquement tout au long de la vie du dispositif 1 25 de commande pneumatique pour réduire les dispersions de la chaine de commande pneumatique et améliorer l'asservissement de la branche de commande pneumatique 18. L'invention permet ainsi de compenser les dérives liées à la dispersion de fabrication et au vieillissement du dispositif 1 de commande pneumatique. 30 Dans une seconde variante, où l'actionneur 3 de la branche pneumatique 18 est du type tout ou rien, c'est-à-dire que le moyen d'actionnement 17 ne connaît que deux positions de déplacements extrêmes en fonction de la dépression AP régnant dans la branche pneumatique 18 régulée par l'électrovanne 4: une première position extrême quand 35 l'électrovanne 4 n'est pas commandée électriquement ou une seconde position extrême quand l'électrovanne 4 est commandée électriquement.20 Dans cette seconde variante, de préférence, L'ECU 16 comprend selon l'invention un profil de commande 22 de l'électrovanne 4 tel qu'illustré en exemple en figure 3. Le profil de commande 22 comprend une première consigne CAp, de commande de dépression, pour générer une dépression AP, suffisante pour assurer la commutation de l'actionneur 3 dans la seconde position extrême. En effet, la dépression APc doit être suffisamment élevée pour permettre de vaincre les inerties, notamment celle du moyen d'actionnement 17, et assurer le changement d'état de l'actionneur 3 vers la seconde position. On applique par exemple, comme première consigne Copi, 100% de commande électrique. Conformément à l'invention, le profil de commande 22 comprend une seconde consigne Cop2 de commande de dépression, inférieure à la première consigne Cop, de commande de dépression, pour générer une dépression AP, suffisante pour maintenir l'actionneur 3 dans la seconde position extrême. Appliqué directement à l'électrovanne 4, la seconde consigne CoP2 de commande de dépression aurait été insuffisante pour opérer une commutation de l'actionneur 3 dans la seconde position en raison de l'énergie supplémentaire à apporter pour vaincre les inerties, mais une fois fait le déplacement du moyen d'actionnement 17 vers la seconde position extrême, la seconde consigne CoP2 de commande est suffisante pour maintenir l'actionneur 3 dans la seconde position. Dans cette variante, la procédure de pilotage permet donc d'affiner la commande de l'électrovanne 4 et de limiter le courant consommé et par conséquent de réaliser une économie d'énergie. Avantageusement, la première consigne CAP, de commande est appliquée pendant une durée de maintien d, déterminée de l'actionneur 3 dans la seconde position extrême. La durée de maintien d, de l'actionneur 3 dans la seconde position extrême peut être de quelques secondes, par exemple 5 secondes. Cette durée de maintien permet de s'assurer que pour une commande donnée, la consigne de l'organe 15 moteur auquel est lié l'actionneur 3 est atteinte. Dans une autre variante, l'électrovanne 4 peut être du type tout ou rien et la régulation de la dépression AP dans la branche pneumatique 18 est alors réalisée par l'application d'une commande électrique en modulation de largeur d'impulsion (connu aussi sous l'acronyme anglais PWM pour Pulse Width Modulation). Revendications1. Dispositif de commande pneumatique pour un moteur à combustion interne, ledit dispositif comportant un circuit (2) de vide, une branche (18) de commande pneumatique composée d'un actionneur pneumatique (3), d'une électrovanne (4) et d'un conduit (8) reliant l'électrovanne (4) à l'actionneur (3), ladite branche (18) étant reliée au circuit (2) de vide par l'électrovanne (4), caractérisé en ce qu'un capteur de pression (19) est disposé sur la branche (18) de commande pneumatique. 2. Dispositif de commande pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (19) de pression est disposé au niveau du conduit (8) reliant l'électrovanne (4) à l'actionneur (3). 3. Dispositif de commande pneumatique selon l'un quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur (3) comprenant un moyen d'actionnement (17) se déplaçant proportionnellement à une dépression (AP) appliquée dans la branche pneumatique (18), ledit dispositif comprend un moyen de commande (16) disposant d'une première courbe de calibration prédéterminée du déplacement du moyen d'actionnement (17) en fonction de la dépression (AP) régnant dans la branche pneumatique (18). 4. Dispositif de commande pneumatique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de commande (16) dispose d'une seconde courbe de calibration prédéterminée de la dépression (AP) dans la branche pneumatique (18) en fonction d'une commande électrique de l'électrovanne (4). 5. Dispositif de commande pneumatique la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de commande (16) comprend un moyen d'actualisation de la seconde courbe de calibration. 6. Dispositif de commande pneumatique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'actionneur (3) comprenant un moyen d'actionnement (17) positionnable à une première position extrême quand l'électrovanne (4) n'est pas commandée électriquement ou à une seconde position extrême quand l'électrovanne (4) est commandée électriquement, le moyen de commande (16) comprend un profil de commande (22) de l'électrovanne (4) comprenant une première consigne (CAp,) de commande électrique apte à commuter l'actionneur (3) de la première à la seconde position extrême suivi d'une seconde consigne (Copi) de commande électrique inférieure à la première consigne (Copi) et suffisante pour maintenir l'actionneur (3) dans la seconde position extrême. 7. Dispositif de commande pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif comprenant une pluralité de branches pneumatiques (18), chaque branche pneumatique (18) comprend un capteur (19) de pression. 8. Procédé de pilotage d'un dispositif de commande pneumatique selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que l'actionneur (3) comprenant un moyen d'actionnement (17) positionnable à une première position extrême quand l'électrovanne (4) n'est pas commandée électriquement ou à une seconde position extrême quand l'électrovanne (4) est commandée électriquement, comprend les étapes suivantes : appliquer à l'électrovanne (4) une première consigne (CAp,) de commande électrique pour commuter l'actionneur (3) dans la seconde position extrême, appliquer à l'électrovanne (4) une seconde consigne (Cop2) de commande électrique inférieure à la première consigne (CAp,) de commande électrique et suffisante pour assurer le maintien de l'actionneur (3) dans la seconde position extrême. 9. Procédé de pilotage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première consigne de commande est appliquée pendant une durée (dm) de maintien déterminée de l'actionneur (3) dans la seconde position extrême. 10. Procédé de pilotage d'un dispositif de commande pneumatique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : Appliquer une première consigne (C,) de commande d'électrovanne (4), Mesurer une première dépression (AP'1) dans la branche pneumatique (18) pour la première consigne (C,) de commande d'électrovanne (4), Appliquer une seconde consigne (C2) de commande d'électrovanne (4), Mesurer une seconde dépression (AP'2) dans la branche pneumatique (18) pour la seconde consigne (C2) de commande d'électrovanne (4), Déterminer une courbe de calibration corrigée de la dépression dans la branche pneumatique (18) en fonction de la commande électrique de l'électrovanne (4) par linéarisation de la dépression entre les premières et deuxièmes consignes (C,, C2) de commande d'électrovanne (4).