Brevet FR2987404A1 — publié le 20130830

PROCEDE DE DEFINITION DE VITESSE D'APPRENTISSAGE DE LA CORRECTION ADAPTATIVE DE L'AVANCE A L'ALLUMAGE D'UN MOTEUR A ALLUMAGE COMMANDE La présente invention concerne d'une manière générale un procédé pour le réglage de l'avance à l'allumage d'un moteur à allumage commandé, et plus particulièrement un procédé de définition de vitesse d'apprentissage de la correction adaptative de l'avance à l'allumage d'un moteur à allumage commandé, ainsi qu'un calculateur de gestion de l'allumage et un véhicule automobile mettant en oeuvre un tel procédé. Les moteurs thermiques comprenant un allumage commandé, peuvent être soumis suivant les conditions de fonctionnement, à un phénomène d'auto-allumage des gaz qui provient d'une combustion spontanée d'une partie de ces gaz sous l'effet de certains paramètres physiques, à un moment qui n'est pas approprié. Cet auto-allumage peut se produire en fonction de paramètres liés aux conditions de fonctionnement, comme le régime de rotation du moteur, sa température, la température de l'air, la charge dans le cylindre, ou en fonction de paramètres spécifiques à chaque cylindre comme les dispersions de fabrication au niveau du cylindre, son niveau d'usure ou son encrassement. La pression brutale ainsi générée par cette inflammation, entraîne des contraintes mécaniques élevées qui peuvent endommager le moteur, et des bruits appelés cliquetis qui sont désagréables. D'autre part pour obtenir le meilleur rendement du moteur ainsi que les meilleures performances, on cherche à augmenter l'avance à l'allumage, mais cette avance plus grande favorise l'apparition de cliquetis. Pour optimiser l'avance à l'allumage tout en maintenant l'occurrence des cliquetis à un niveau raisonnable, il est connu de réaliser une correction préventive de l'avance à l'allumage qui va corriger cette avance en fonction des conditions de fonctionnement mesurées, et suivant des calibrations préalablement établies dépendant de ces conditions. Dans ce même but, il est connu aussi de réaliser une correction curative qui se superpose à la correction préventive, afin de supprimer le cliquetis, ou de baisser l'occurrence de ce cliquetis quand il apparaît pour le maintenir avec une fréquence d'apparition raisonnable, en réduisant l'avance à l'allumage dès que ce cliquetis est détecté. Il est connu de plus de réaliser une correction adaptative qui va apprendre en permanence entièrement ou en partie la correction curative, afin d'atteindre le même objectif. On a alors un apprentissage par zones comprenant des plages de fonctionnement définies par certains paramètres comme le régime moteur, la charge où les températures de fonctionnement, qui est représentatif des dérives du moteur lié à des paramètres évoluant comme son usure, son encrassement ou les changements de qualité du carburant. Pour les procédés de réglage connus, la vitesse d'apprentissage de la fonction de correction adaptative dépend uniquement du régime moteur, et reste généralement assez faible pour assurer la convergence de cette correction dans tous les cas de régime du moteur. On obtient alors des corrections qui dans bien des cas, ne s'appliquent pas assez vite pour obtenir les meilleures performances. Par ailleurs, un procédé de réglage de cette avance connu, présenté notamment par le document US-4 269 154, comporte un comptage de l'occurrence des cliquetis pendant une période de temps donnée, afin de réajuster l'avance l'allumage. Toutefois ce procédé ne présente pas de lois simples permettant de modifier une vitesse d'apprentissage d'une correction adaptative de l'avance à l'allumage. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un procédé de définition de vitesse d'apprentissage de la correction adaptative de l'avance à l'allumage d'un cylindre de moteur à allumage commandé, ce moteur comprenant un moyen de détection du cliquetis sur chacun de ses cylindres, et une stratégie de correction adaptative de cette avance qui apprend à une certaine vitesse une correction curative réalisant une diminution ou une augmentation de l'avance en fonction des détections de cliquetis, caractérisé en ce que pour chaque cylindre il génère un indice de cliquetis qui s'incrémente d'une unité à chaque détection de cliquetis, et qui diminue d'une partie d'unité de manière constante en fonction du temps, puis il établit en fonction du régime de rotation du moteur et de la valeur de cet indice, une vitesse prédéfinie d'apprentissage de la correction adaptative pour la diminution de l'avance, et une autre vitesse prédéfinie d'apprentissage de la correction adaptative pour son augmentation. Un avantage de ce procédé de définition de vitesse d'apprentissage, est que l'on peut obtenir pour chaque cylindre des vitesses d'apprentissage plus ou moins élevées, de manière à arriver rapidement vers une plage d'indice de cliquetis acceptable, et ensuite à réaliser des écarts de vitesse d'apprentissage assez faibles de manière à rester dans cette plage. Le procédé de définition de vitesse d'apprentissage selon l'invention, peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la correction adaptative de l'avance à l'allumage tend à maintenir l'indice de cliquetis à l'intérieur d'une plage de valeur 25 acceptable. En particulier, la valeur moyenne de la plage de valeur acceptable, peut correspondre environ à en moyenne un cliquetis toutes les 10 secondes. La plage de valeur acceptable peut comporter des valeurs d'extrémités correspondant environ à en moyenne zéro et deux cliquetis toutes les 10 30 secondes. Avantageusement, quand l'indice de cliquetis se trouve à la limite inférieure de la plage de valeur acceptable, ou en dessous de cette limite, le procédé réalise une croissance de la vitesse d'apprentissage dans le sens de l'augmentation de l'avance, et une décroissance de cette vitesse d'apprentissage dans le sens de la diminution de cette avance. Avantageusement, en fonction du régime du moteur, les vitesses d'apprentissage dans le sens de l'augmentation ou de la diminution de l'avance à l'allumage, sont au-delà d'un seuil bas de régime moteur, sensiblement identiques. Avantageusement, quand l'indice de cliquetis se trouve à la limite supérieure de la plage de valeur acceptable, ou au dessus de cette limite, il réalise une décroissance de la vitesse d'apprentissage dans le sens de l'augmentation de l'avance, et une croissance de cette vitesse d'apprentissage dans le sens de la diminution de cette avance. Avantageusement, en fonction du régime du moteur, et au-delà d'un seuil bas de régime moteur, les vitesses d'apprentissage dans le sens de la diminution de l'avance à l'allumage, sont nettement plus élevées que dans le sens de l'augmentation de cette avance. L'invention a aussi pour objet un calculateur de gestion de l'allumage 20 d'un moteur à allumage commandé, qui met en oeuvre un procédé de définition de vitesse d'apprentissage de la correction adaptative de l'avance à l'allumage, comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention a de plus pour objet un véhicule automobile disposant d'un moteur à allumage commandé, qui met en oeuvre un procédé de définition de 25 vitesse d'apprentissage de la correction adaptative de l'avance à l'allumage, comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux 30 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un graphique indiquant en fonction du temps, pour un procédé selon l'invention, un exemple d'évolution de l'indice de cliquetis pour chaque cylindre d'un moteur à quatre cylindres ; - la figure 2 est un diagramme montrant les principales étapes de 5 fonctionnement du procédé ; - la figure 3 est un tableau montrant pour ce procédé des exemples de vitesses prédéfinies d'apprentissage dans le cas d'une diminution de l'avance à l'allumage, en fonction du régime de rotation du moteur et de la valeur de l'indice de cliquetis ; et 10 - la figure 4 est un tableau montrant de la même manière, des exemples de vitesses prédéfinies d'apprentissage dans le cas d'une augmentation de l'avance à l'allumage. La figure 1 présente en fonction du temps « t » exprimé en seconde sur l'axe horizontal, l'indice de cliquetis « I » présenté sur l'axe vertical pour 15 chacun des cylindres d'un moteur à quatre cylindres. L'indice de cliquetis I pour chaque cylindre est calculé en incrémentant la valeur de cet indice d'une unité pour chaque cliquetis détecté dans ce cylindre, et en réduisant la valeur de l'indice d'un dixième d'unité à chaque seconde. On obtient ainsi des courbes d'indice de cliquetis 2, 4, 6, 8 valables 20 respectivement pour le premier, le deuxième, le troisième et le quatrième cylindre. L'indice de cliquetis I permet de connaître à chaque instant la situation du cylindre concerné, afin de pouvoir ajuster l'avance à l'allumage par un moyen de réglage de cette avance qui est généralement compris dans le 25 calculateur de gestion du moteur thermique. L'indice de cliquetis I optimum que l'on cherche à atteindre, est limité dans cet exemple par une plage de valeur « P » centrée sur un indice I égal à une unité, qui est comprise entre zéro et deux unités. Cette plage P représente un optimum entre la protection du moteur, et les meilleures 30 performances et consommations de ce moteur. La moyenne de la plage de valeur P qui est d'une unité, correspond en pratique à un cliquetis toutes les 10 secondes. Pour le premier cylindre, les cliquetis détectés étant représentés par des petits traits verticaux rattachés à l'axe horizontal, la courbe 2 montre d'abord une forte croissance de l'indice de cliquetis I, qui dépasse dix unités au temps t=100s. L'avance à l'allumage est trop forte, on a alors à ce moment là une diminution rapide de cette avance à l'allumage, pour ramener l'indice de cliquetis I vers zéro au temps t=270s. On a ensuite une période d'environ 50 secondes sans détection de cliquetis, l'indice I restant à zéro. On augmente alors l'avance à l'allumage. On a enfin au temps t=320s, une remonté de l'indice I. La figure 2 présente pour un cylindre du moteur, un premier mode de fonctionnement 10 du procédé pour le traitement d'une fréquence de cliquetis trop faible, avec 1=0, et un deuxième mode de fonctionnement 20 du procédé pour le traitement d'une fréquence de cliquetis trop forte, avec 12. Ces deux modes 10, 20 convergent vers un mode final de fonctionnement 30 donnant une modulation fine de l'avance à l'allumage, lorsque 0 On obtient pour chaque croisement de valeur de l'indice de cliquetis I, et de plage du régime moteur, une vitesse prédéfinie d'apprentissage de la correction adaptative pour l'augmentation de l'avance à l'allumage, qui est plus forte quand 1=0 de manière à privilégier une augmentation plus rapide, et qui est plus faible quand 1=2. On notera que pour les deux tableaux de vitesses, la vitesse d'apprentissage de la correction adaptative de l'avance à l'allumage est toujours croissante en fonction du régime moteur Nmot donnant une fréquence de combustion plus rapide, de manière à apprendre plus rapidement pour obtenir des mises à jour plus fréquentes. Pour le premier mode de fonctionnement 10 du procédé, la première étape 12 mesure l'indice de cliquetis 1=0, l'avance à l'allumage est donc insuffisante. La deuxième étape 14 sélectionne dans les tableaux des figures 3 et 4, pour la valeur d'indice de cliquetis 1=0, et en fonction du régime moteur, les vitesses qui donnent une croissance de la vitesse d'apprentissage dans le sens de l'augmentation de l'avance, et une décroissance de cette vitesse d'apprentissage dans le sens de la diminution de cette avance. On notera que pour l'indice de cliquetis 1=0, en fonction du régime moteur Nmot, hormis pour les basses vitesses inférieures à 1200trs/mn, les vitesses d'apprentissage dans le sens de l'augmentation ou de la diminution de l'avance sont constantes à 0.015. La troisième étape 16 réalise ensuite avec ces vitesses d'apprentissages établies, un apprentissage particulièrement adapté de la fonction adaptative dépendant de ces conditions particulières de fonctionnement, qui privilégie une augmentation rapide de l'avance à l'allumage afin de faire apparaître un peu de cliquetis donnant un indice de cliquetis 0 La deuxième étape 24 sélectionne dans les tableaux des figures 3 et 4, pour la valeur d'indice de cliquetis 1=2, et en fonction du régime moteur, les vitesses qui donnent une décroissance de la vitesse d'apprentissage dans le sens de l'augmentation de l'avance, et une croissance de cette vitesse d'apprentissage dans le sens de la diminution de cette avance. On notera que pour l'indice de cliquetis 1=2, en fonction du régime du moteur Nmot et à partir de 1200trs/mn, la vitesse d'apprentissage dans le sens de l'augmentation de l'avance est comprise entre 0.002 et 0.006, et dans le sens de la diminution de cette avance elle est comprise entre 0.03 et 0.05, ce qui donne une vitesse beaucoup élevée dans ce sens. La troisième étape 26 réalise ensuite avec ces vitesses d'apprentissages établies, un apprentissage de la fonction adaptative qui privilégie une diminution rapide de l'avance à l'allumage afin de baisser l'occurrence de cliquetis pour donner un indice de cliquetis 0 Dans les deux cas après ces deux premiers modes 10, 20, le procédé suit un mode final 30 de fonctionnement. La première étape 32 prend en compte l'indice de cliquetis 0 En intégrant le procédé de définition de la vitesse de correction de l'avance à l'allumage dans un calculateur existant, comme celui de gestion de l'allumage du moteur, on obtient ainsi un moyen simple et économique permettant d'optimiser l'avance à l'allumage en permanence, et de manière particulière sur chacun des cylindres du moteur.30 REVENDICATIONS1 - Procédé de définition de vitesse d'apprentissage de la correction adaptative de l'avance à l'allumage d'un cylindre de moteur à allumage commandé, ce moteur comprenant un moyen de détection du cliquetis sur chacun de ses cylindres, et une stratégie de correction adaptative de cette avance qui apprend à une certaine vitesse une correction curative réalisant une diminution ou une augmentation de l'avance en fonction des détections de cliquetis, caractérisé en ce que pour chaque cylindre il génère un indice de cliquetis (I) qui s'incrémente d'une unité à chaque détection de cliquetis, et qui diminue d'une partie d'unité de manière constante en fonction du temps, puis il établit en fonction du régime de rotation du moteur (Nmot) et de la valeur de cet indice (I), une vitesse prédéfinie d'apprentissage de la correction adaptative pour la diminution de l'avance, et une autre vitesse prédéfinie d'apprentissage de la correction adaptative pour son augmentation. 2 - Procédé de définition de vitesse d'apprentissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la correction adaptative de l'avance à l'allumage tend à maintenir l'indice de cliquetis (I) à l'intérieur d'une plage de valeur acceptable (P). 3 - Procédé de définition de vitesse d'apprentissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur moyenne de la plage de valeur acceptable (P), correspond environ à en moyenne un cliquetis toutes les 10 secondes. 4 - Procédé de définition de vitesse d'apprentissage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plage de valeur acceptable (P) comporte des valeurs d'extrémités correspondant environ à en moyenne zéro et deux cliquetis toutes les 10 secondes. 5 - Procédé de définition de vitesse d'apprentissage selon l'une 30 quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que quand l'indice de cliquetis (I) se trouve à la limite inférieure de la plage de valeuracceptable (P), ou en dessous de cette limite, il réalise une croissance de la vitesse d'apprentissage dans le sens de l'augmentation de l'avance, et une décroissance de cette vitesse d'apprentissage dans le sens de la diminution de cette avance. 6 - Procédé de définition de vitesse d'apprentissage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'en fonction du régime du moteur, les vitesses d'apprentissage dans le sens de l'augmentation ou de la diminution de l'avance à l'allumage, sont au-delà d'un seuil bas de régime moteur (Nmot) sensiblement identiques. 7 - Procédé de définition de vitesse d'apprentissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que quand l'indice de cliquetis (I) se trouve à la limite supérieure de la plage de valeur acceptable (P), ou au dessus de cette limite, il réalise une décroissance de la vitesse d'apprentissage dans le sens de l'augmentation de l'avance, et une croissance de cette vitesse d'apprentissage dans le sens de la diminution de cette avance. 8 - Procédé de définition de vitesse d'apprentissage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'en fonction du régime du moteur, et au-delà d'un seuil bas de régime moteur (Nmot), les vitesses d'apprentissage dans le sens de la diminution de l'avance à l'allumage, sont nettement plus élevées que dans le sens de l'augmentation de cette avance. 9 - Calculateur de gestion de l'allumage d'un moteur à allumage commandé, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un procédé de définition de vitesse d'apprentissage de la correction adaptative de l'avance à l'allumage, selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10 - Véhicule automobile disposant d'un moteur à allumage commandé, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un procédé de définition de vitesse d'apprentissage de la correction adaptative de l'avance à l'allumage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.