Brevet FR3063520A1 — publié le 20180907

PROCEDE DE GESTION DU COUPLE MOTEUR DANS UNE PHASE DE REPRISE D'INJECTION DE CARBURANT [0001] La présente invention concerne un procédé de gestion d'un couple moteur lors d'une phase de reprise d'injection de carburant dans un moteur thermique de véhicule automobile. La présente invention s'inscrit dans le domaine technique du pilotage en couple d'un moteur thermique, avantageusement à carburant essence, éthanol, gaz ou à un mélange de ces éléments. [0002] Il est connu de doter un moteur thermique d'une unité de contrôle moteur. L'unité de contrôle moteur présente des moyens de commande et de contrôle, entre autres, du dispositif d'injection et du couple moteur Cette unité de contrôle moteur assure notamment un bon fonctionnement du moteur en émettant des consignes de couple moteur. Ces consignes de couple moteur se répercutent sur une consigne en boucle d'air admis dans le moteur et sur une consigne d'avance à l'allumage. [0003] Dans un moteur, l'allumage est le mécanisme déclenchant l'amorce de la combustion du mélange carburant-air présent dans un ou des cylindres du moteur thermique. Un piston dans chaque cylindre suit un mouvement de va et vient entre un Point Mort Haut, pour lequel le piston atteint le point haut de sa course dans le cylindre et un Point Mort Bas, pour lequel le piston atteint le point bas de sa course. [0004] Il est connu d'avancer l'allumage et cette avance à l'allumage est définie par un angle de rotation volant qui sépare l'instant d'étincelle du Point Mort Haut, une correction en éloignement et en avance du Point Mort Haut représentant une avance à l'allumage. [0005] Il est ainsi connu qu'une avance temporelle d'un point d'allumage d'un mélange d'air et de carburant injecté dans au moins un cylindre par rapport à un passage du piston par un Point Mort Haut de combustion soit mise en oeuvre généralement sur la plupart des moteurs thermique lors de leur réglage. [0006] L'unité de contrôle moteur estime le couple minimal réalisable par le moteur. Le couple minimal est construit sur un critère de stabilité de combustion. Cette stratégie atteint ses limites notamment lors d'une phase de reprise de couple, cette phase étant aussi dénommée réattelage. 3063520 2 [0007] Ainsi, les critères de stabilité de combustion ne sont pas pertinents dans la phase de reprise de couple car le suivi de couple n'est pas respecté, ce qui entraîne des rebonds du moteur et un saut de régime lors de cette phase. [0008] Le document Le brevet FR-A-3 000 767 décrit un procédé de gestion d'un couple 5 d'un moteur thermique à allumage commandé par une structure couple. Le moteur thermique fonctionne sur une avance à l'allumage optimale lors d'un suivi d'un couple de consigne dans un mode de fonctionnement débouclé de la structure de couple. Par contre, il est passé dans un mode de fonctionnement bouclé suite à une détection d'une décélération avec une coupure d'injection du moteur thermique de sorte que des avances 10 à l'allumage calculées pendant une période de coupure d'injection soient comprises entre des avances à l'allumage minimale et maximale de manière que le couple de consigne puisse être suivi lors d'une accélération ultérieure. [0009] Ceci ne permet cependant pas de suivre les faibles demandes de couple en phase de reprise d'injection et le problème de la création de rebonds et de sauts de 15 régime n'est pas résolu par le procédé divulgué par ce document. [0010] Par conséquent, le problème à la base de la présente invention est, lors d'une phase de reprise de couple succédant à une coupure d'injection de carburant dans un moteur thermique, de permettre un contrôle du couple moteur n'entraînant pas l'apparition de rebonds ou de sauts de régime du moteur lors de cette phase. 20 [0011] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un procédé de gestion d'un couple de moteur thermique dans une phase de reprise d'injection de carburant après une coupure d'injection dans le moteur thermique, caractérisé en ce qu'il est prédéterminé un couple minimal statique pour servir de couple minimal pour le moteur thermique et assurer une stabilité d'une combustion dans le moteur et en ce que, lors d'une phase de 25 reprise d'injection suivant la coupure d'injection, il est procédé au remplacement, comme couple minimal, du couple minimal statique par un couple minimal dynamique inférieur au couple minimal statique pendant une durée de maintien correspondant à un nombre prédéterminé de passages effectifs de Points Morts Hauts dans un ou des cylindres du moteur thermique et à une remontée du couple minimal vers le couple minimal statique 30 quand ledit nombre prédéterminé est dépassé. [0012] L'effet technique est de permettre de suivre les faibles demandes de couple en reprise d'injection et d'éviter les rebonds du moteur. Lors de la reprise d'injection, le couple demandé pour respecter l'agrément du moteur est inférieur au couple minimal stabilisé. 3063520 3 Cette situation de vie dynamique requiert un critère de stabilité spécifique. Pour assurer le suivi de couple, le procédé selon l'invention autorise donc d'avoir un couple minimal dynamique plus faible que le couple minimal statique. [0013] Le procédé selon l'invention consiste à détecter les cas de reprise de l'injection. 5 Dans ces cas, le couple minimal statique, avantageusement déterminé au banc moteur en stabilisé, ne permet pas de suivre la demande de couple respectant l'agrément du moteur. Il est alors estimé un couple minimal dynamique qui permet de suivre le couple tout en évitant les ratés de combustion. [0014] L'intérêt de la présente invention est principalement technique. La situation de vie 10 en réinjection de carburant est améliorée et il est possible d'offrir plusieurs leviers de calibrations, notamment le couple minimal dynamique, le nombre de passages effectifs de Points Morts Hauts pendant lesquels le couple minimal dynamique est applicable et la remontée du couple minimal estimé ou couple minimal à partir du couple minimal dynamique vers le couple minimal statique. 15 [0015] Avantageusement, la remontée du couple minimal vers le couple minimal statique s'effectue selon une pente linéaire. [0016] Avantageusement, ledit nombre prédéterminé de passages effectifs de Points Morts Hauts est calibrable. [0017] Avantageusement, la calibration dudit nombre prédéterminé de passages effectifs 20 de Points Morts Hauts s'effectue en fonction d'un ou des paramètres suivants pris unitairement ou en combinaison : un rapport engagé d'une boîte de vitesses associée au moteur thermique, un régime moteur et un remplissage du ou des cylindres du moteur thermique consistant en un ratio en air instantané admis sur un air admis à température et pression atmosphériques nominales dans le ou les cylindres. 25 [0018] Avantageusement, le couple minimal dynamique est calculé à partir d'une avance minimale calibrable et du remplissage du ou des cylindres du moteur thermique. Ce couple minimal dynamique est fourni à des moyens de commande et de contrôle du couple pour définir le moment où la réinjection doit avoir lieu. [0019] Avantageusement, le remplacement du couple minimal statique par le couple 30 minimal dynamique se fait pendant la coupure d'injection après une durée de temporisation calibrable partant d'un début de la coupure d'injection. Ceci assure une cohérence de la commande du couple avec anticipation de la reprise de couple. Sinon, il 3063520 4 pourrait se produire des sauts de couple si le remplacement du couple minimal statique par le couple minimal dynamique se faisait juste à la reprise d'injection. [0020] Avantageusement, le couple minimal statique est prédéterminé par calibration sur un banc moteur à un régime moteur et une charge moteur constants. 5 [0021] L'invention concerne aussi un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile, le groupe comprenant un moteur thermique, un dispositif d'injection d'un carburant dans le moteur et une unité de contrôle moteur présentant des moyens de commande et de contrôle, d'une part, du dispositif d'injection et, d'autre part, du couple moteur, caractérisé en ce que, lors d'une phase de reprise d'injection suivant une coupure d'injection détectée 10 par les moyens de contrôle du dispositif d'injection, les moyens de commande du couple moteur gère le couple conformément à un tel procédé. [0022] Un tel groupe motopropulseur permet de garantir une prestation agrément du moteur en évitant les rebonds et les oscillations de régime moteur ressentis par le conducteur. Il est ainsi assuré une reprise d'injection sur un couple minimal dynamique qui 15 est représentatif de ce que le moteur est capable de fournir à la reprise d'injection. Les limites de stabilité statique sont ainsi repoussées tout en évitant les ratés de combustion. [0023] La solution proposée par la présente invention se fait à moindre coût car purement logicielle en ne requérant que des transformations logicielles dans l'unité de contrôle moteur déjà présente dans le groupe motopropulseur. 20 [0024] L'invention concerne enfin un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un tel groupe motopropulseur. L'invention est compatible avec les nouvelles réglementations pour les moteurs thermiques à carburant essence. [0025] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés 25 donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - les figures 1 et 2 montrent dans le temps l'évolution de courbes de couple minimal statique, estimé et dynamique pour des évènements de reprise et d'arrêt d'injection, le couple minimal estimé ou couple minimal étant abaissé jusqu'au couple minimal dynamique au début de la phase de reprise d'injection à la figure 1 et avant le 30 début de la phase de reprise d'injection à la figure 2, donc pendant l'arrêt d'injection dans ce dernier cas. 3063520 5 [0026] Il est à garder à l'esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. 5 [0027] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une figure spécifique, cette figure est à prendre en combinaison avec l'autre figure pour la reconnaissance des références numériques désignées. [0028] En se référant aux figures 1 et 2 qui montrent l'évolution des couples moteur et 10 des différents types d'injection en fonction du temps, la présente invention concerne un procédé de gestion d'un couple de moteur thermique dans une phase de reprise d'injection 4a de carburant après une coupure d'injection 5b dans le moteur thermique. [0029] Une courbe d'évènement de reprise d'injection 4 montre un créneau formant un palier débutant à gauche et finissant à droite en étant limité par des pointillés, ce créneau 15 indiquant la reprise d'injection 4a. La coupure d'injection 5b est montrée sur une courbe d'évènement de reprise d'injection 5 par un créneau 5b finissant juste avant la reprise d'injection 4a montrée à la courbe d'évènement de reprise d'injection 4. [0030] Selon la présente invention, il est prédéterminé un couple minimal statique 1 pour servir de couple minimal 2 pour le moteur thermique et assurer une stabilité d'une 20 combustion dans le moteur. Ce couple minimal statique 1 est mis en application par une unité de contrôle moteur sauf quand une phase de reprise d'injection 4a a lieu. [0031] En effet, lors d'une phase de reprise d'injection 4a suivant la coupure d'injection 5b, il est procédé au remplacement, comme couple minimal 2, du couple minimal statique 1 par un couple minimal dynamique 3 inférieur au couple minimal statique 1. Un couple 25 minimal estimé ou couple minimal 2 est alors piloté pour être égal au couple minimal dynamique 3. [0032] Ceci se fait pendant une durée 6 correspondant à un nombre prédéterminé de passages effectifs de Points Morts Hauts dans un ou des cylindres du moteur thermique. Ensuite, le couple minimal estimé ou couple minimal 2 est piloté pour présenter une 30 remontée vers le couple minimal statique 1 quand ledit nombre prédéterminé est dépassé, c'est-à-dire quand la durée de maintien 6 correspondant à un nombre prédéterminé de passages effectifs de Points Morts Hauts est dépassée. [0033] Comme il est visible aux figures, la remontée du couple moteur, c'est-à-dire le couple minimal estimé ou couple minimal 2, vers le couple minimal statique 1 s'effectue 3063520 6 progressivement et continûment, par exemple selon une pente 7 linéaire. A la fin de cette pente 7 linéaire croissante, le couple minimal estimé ou couple minimal 2 redevient égal au couple minimal statique 1. [0034] Le nombre prédéterminé de passages effectifs de Points Morts Hauts et en 5 conséquence la durée de maintien 6 du couple minimal estimé ou couple minimal 2 en étant égale au couple minimal dynamique 3 peuvent être calibrables. Un exemple non limitatif sera donné ultérieurement. [0035] Le calibration dudit nombre prédéterminé de passages effectifs de Points Morts Hauts et donc de la durée de maintien 6 peut s'effectuer en fonction d'un ou des 10 paramètres suivants pris unitairement ou en combinaison : un rapport engagé d'une boîte de vitesses associée au moteur thermique, un régime moteur et un remplissage du ou des cylindres du moteur thermique. Un tel remplissage consiste en un ratio en air instantané admis sur un air admis à température et pression atmosphériques nominales dans le ou les cylindres. 15 [0036] Le couple minimal dynamique 3 peut être calculé à partir du régime moteur et du remplissage du ou des cylindres du moteur thermique. Ce couple minimal dynamique 3 peut être fourni à des moyens de contrôle et de commande du couple faisant partie de l'unité de contrôle moteur pour définir le moment où la réinjection de carburant doit avoir lieu. 20 [0037] Le remplacement du couple minimal statique 1 par un couple minimal dynamique 3 peut se faire pendant la coupure d'injection 5b, donc avant que la reprise d'injection 4a ait lieu. Ceci peut se faire après une durée de temporisation 5a calibrable partant d'un début de la coupure d'injection 5b. Ceci permet d'anticiper la reprise de couple et d'éviter des sauts de couple lors de cette reprise. 25 [0038] Par exemple, sans que cela soit limitatif, pour un régime moteur de 1.500 tours par minute, le couple moteur dynamique 3 peut être calculé à partir d'un remplissage de cylindre de 0,15 et d'une avance minimale dynamique de -26° prise en angle de vilebrequin avec comme référence le passage par un Point Mort Haut qui donne le point 0°. L'avance minimale stabilisée peut être de -21°. 30 [0039] Ceci peut engendrer une instabilité de la combustion qui peut durer pendant la durée de maintien 6 correspondant à un nombre prédéterminé de passages effectifs de Points Morts Hauts. Cette instabilité est tolérable, étant donné qu'elle se produit sur une courte durée de maintien 6 avec, par exemple, un nombre prédéterminé de passages effectifs de Points Morts Hauts égal à 4. 3063520 7 [0040] Le couple minimal statique 1 peut être prédéterminé par un calibration sur un banc moteur à un régime moteur et une charge moteur constants. [0041] L'invention concerne aussi un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile, le groupe comprenant un moteur thermique, un dispositif d'injection d'un carburant dans le 5 moteur et une unité de contrôle moteur présentant des moyens de commande et de contrôle, d'une part, du dispositif d'injection et, d'autre part, du couple moteur. [0042] Lors d'une phase de reprise d'injection 4a suivant une coupure d'injection 5b détectée par les moyens de contrôle du dispositif d'injection, les moyens de commande du couple moteur gère le couple conformément à un tel procédé. 10 [0043] Lorsque la demande de couple est supérieure au couple minimal moteur, des moyens de commande et de contrôle de l'injection de l'unité de contrôle moteur demandent une remise de l'injection de carburant. Dans le cas de vie d'une reprise de couple, l'unité de contrôle moteur prend la décision de remettre l'injection de carburant sur l'information sur le couple minimal dynamique 3. 15 [0044] L'invention concerne enfin un véhicule automobile équipé d'un tel groupe motopropulseur. [0045] L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. REVENDICATIONS: 1. Procédé de gestion d'un couple de moteur thermique dans une phase de reprise d'injection (4a) de carburant après une coupure d'injection (5b) dans le moteur thermique, caractérisé en ce qu'il est prédéterminé un couple minimal statique (1) pour servir de couple minimal (2) pour le moteur thermique et assurer une stabilité d'une combustion dans le moteur et en ce que, lors d'une phase de reprise d'injection (4a) suivant la coupure d'injection (5b), il est procédé au remplacement, comme couple minimal (2), du couple minimal statique (1) par un couple minimal dynamique (3) inférieur au couple minimal statique (1) pendant une durée de maintien (6) correspondant à un nombre prédéterminé de passages effectifs de Points Morts Hauts dans un ou des cylindres du moteur thermique et à une remontée du couple minimal (2) vers le couple minimal statique (1) quand ledit nombre prédéterminé est dépassé. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la remontée du couple minimal (2) vers le couple minimal statique (1) s'effectue selon une pente (7) linéaire. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit nombre prédéterminé de passages effectifs de Points Morts Hauts est calibrable. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le calibration dudit nombre prédéterminé de passages effectifs de Points Morts Hauts s'effectue en fonction d'un ou des paramètres suivants pris unitairement ou en combinaison : un rapport engagé d'une boîte de vitesses associée au moteur thermique, un régime moteur et un remplissage du ou des cylindres du moteur thermique consistant en un ratio en air instantané admis sur un air admis à température et pression atmosphériques nominales dans le ou les cylindres. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le couple minimal dynamique (3) est calculé à partir d'une avance minimale calibrable et du remplissage du ou des cylindres du moteur thermique. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le remplacement du couple minimal statique (1) par un couple minimal dynamique (3) se fait pendant la coupure d'injection (5b) après une durée de temporisation (5a) calibrable partant d'un début de la coupure d'injection (5b). 3063520 9 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le couple minimal statique (1) est prédéterminé par calibration sur un banc moteur à un régime moteur et une charge moteur constants. 8. Groupe motopropulseur d'un véhicule automobile, le groupe comprenant un moteur 5 thermique, un dispositif d'injection d'un carburant dans le moteur et une unité de contrôle moteur présentant des moyens de commande et de contrôle, d'une part, du dispositif d'injection et, d'autre part, du couple minimal (2), caractérisé en ce que, lors d'une phase de reprise d'injection (4a) suivant une coupure d'injection (5b) détectée par les moyens de contrôle du dispositif d'injection, les moyens de commande du 10 couple moteur gère le couple conformément à un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un groupe motopropulseur selon la revendication précédente. 15