FR2791396A1 - Procede et dispositif de commande d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Procédé et dispositif de commande selon lequel on règle le couple du moteur en fonction du souhait du conducteur, en saisissant la vitesse de rotation du moteur et en la limitant à une valeur donnée. Pour cette limitation, on utilise un régulateur-limiteur qui limite tout d'abord le couple dans le sens d'une limitation de vitesse de rotation à la vitesse de rotation de surveillance, en intervenant sur l'alimentation en air et/ ou l'allumage et/ ou l'alimentation en carburant. En présence d'au moins une situation d'erreur définie, on couple en outre l'alimentation en carburant d'au moins un cylindre.

Description

Etat de la technique: La présente invention concerne un procédé et un

dispositif de commande d'un moteur à combustion interne selon lequel on règle le couple du moteur en fonction du souhait du conducteur, en saisissant la vitesse de rotation du moteur et

en la limitant à une valeur prédéterminée.

Le document DE-A 195 36 038 décrit un procédé et un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne selon lesquels, pour assurer la sécurité de fonctionnement de la commande du moteur, au moins sur la base de la position d'un élément de manoeuvre actionné par le conducteur, on forme

un couple maximum autorisé que peut fournir le moteur. Celui-

ci est comparé au couple réel fourni par le moteur. Lorsque

le couple réel dépasse le couple maximum autorisé, une fonc-

tion d'erreur de la commande permet de prendre des mesures pour corriger l'erreur jusqu'à ce que le couple réel soit de

nouveau en dessous du couple maximum autorisé. Cette sur-

veillance du couple dépend très fortement de la qualité de la saisie du couple réel. Pour améliorer la surveillance de la

sécurité de fonctionnement de la commande du moteur à combus-

tion interne, le document DE 197 42 083.4 du 24.09.1997 non publié antérieurement, prévoit de couper cette surveillance du couple, si un défaut est constaté ou supposé, au niveau de la saisie du couple ou de la saisie de remplissage à la base de cette saisie de couple (saisie de la masse d'air). Pour sécuriser le fonctionnement, on coupe alors l'alimentation en carburant du moteur, si pour une position prédéterminée de la

pédale d'accélérateur, la vitesse de rotation du moteur dé-

passe une vitesse de rotation prédéterminée.

Dans cette solution, on coupe l'alimentation en carburant par sécurité en cas de dépassement de la vitesse de rotation prédéterminée pour le moteur, de manière générale même sans défaut au niveau de la commande du moteur. Mais dans certains exemples de réalisation, on ne peut accepter cette solution, car en dessous de certaines conditions, par

exemple pour le chauffage du catalyseur, pour protéger le ca-

talyseur pour des températures extrêmes etc., il est souhaité

d'interdire la coupure de l'alimentation en carburant. Néan-

moins, il est souhaitable qu'en cas d'erreur, on ne dépasse pas une vitesse de rotation limite lorsque la pédale

d'accélérateur est libérée.

Le document DE-A 42 39 711 décrit un exemple se-

lon lequel la valeur du couple de consigne est convertie en

grandeur de commande pour influencer le remplissage d'un mo-

teur à combustion interne, l'angle d'allumage et/ou le nombre

de cylindres à couper.

La présente invention a ainsi pour but de déve-

lopper un procédé et un dispositif permettant de respecter la vitesse de rotation souhaitée sans couper l'alimentation en carburant et de conserver la sécurité de fonctionnement de la

commande du moteur même en cas de défaut ou d'erreur.

A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que: - pour limiter la vitesse de rotation du moteur, on utilise un régulateur-limiteur de vitesse de rotation qui limite la vitesse de rotation du moteur à une vitesse de rotation de surveillance, prédéterminée, - le régulateur-limiteur réduisant tout d'abord le couple dans le sens d'une limitation de la vitesse de rotation du moteur à la vitesse de rotation de surveillance par action sur l'alimentation en air et/ou l'allumage et/ou l'alimentation en carburant du moteur et, - dans au moins une situation d'erreur, prédéterminée, on

interrompt complètement en outre l'alimentation en carbu-

rant d'au moins un cylindre du moteur.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - on détermine, en fonction du souhait du conducteur, un couple de consigne du moteur à combustion interne qui est réduit par le régulateur-limiteur de vitesse de rotation si la vitesse de rotation est supérieure à une vitesse de rotation de surveillance prédéterminée,

- la vitesse de rotation de surveillance dépend de la posi-

tion de la pédale d'accélérateur ou du souhait du conduc-

teur,

- la régulation de la limitation de vitesse de rotation ré-

duit le couple fourni par le moteur jusqu'à une valeur mi-

nimale possible, prédéterminée, sans raté de combustion, en réduisant l'alimentation en air du moteur à une valeur minimale et en réduisant l'angle d'allumage à un angle d'allumage de retard prédéterminé, - la régulation de limitation de vitesse de rotation réduit le couple fourni par le moteur jusqu'à une valeur possible sans raté de combustion, soit en réduisant l'alimentation en carburant du moteur jusqu'à une valeur possible en mode stratifié sans raté de combustion, soit en réduisant l'alimentation en air et l'alimentation en carburant du moteur jusqu'à une valeur possible en mode homogène sans raté de combustion, - pour réduire l'alimentation en carburant, on réduit ou on coupe complètement la quantité de carburant fournie par

les injecteurs et/ou la soupape de ventilation du réser-

voir, - un régulateur de vitesse de rotation de ralenti règle une vitesse de rotation de consigne de ralenti, prédéterminée, la vitesse de rotation de surveillance étant supérieure à la vitesse de rotation de consigne de ralenti, - pour limiter la vitesse de rotation du moteur à la vitesse de rotation de surveillance, l'actionneur influençant

l'alimentation en air peut être complètement fermé.

Avantages de l'invention: La vitesse de rotation du moteur est limitée dans au moins un état de fonctionnement prédéterminé à une vitesse

de rotation de sécurité ou de surveillance, dans les condi-

tions normales sans coupure de l'alimentation de carburant et sans informations d'erreur, par une action sur le remplissage et l'angle d'allumage, et/ou une action sur l'alimentation en carburant. De plus pour sécuriser le fonctionnement de la commande du moteur à combustion interne lorsqu'on se trouve dans certaines conditions limites, notamment si la commande ou l'un des composants reliés à la commande a un comportement défectueux qui est la cause d'une augmentation non voulue de

la vitesse de rotation, la coupure de l'alimentation en car-

burant est autorisée au moins pour certains cylindres. Ainsi, en fonctionnement normal, malgré la limitation à la vitesse

de rotation de sécurité, il est possible d'assurer des fonc-

tions pour lesquelles il ne doit pas y avoir coupure de

l'alimentation en carburant, alors qu'en cas d'erreurs cons-

tatées, on garantit la sécurité en rendant alors possible une coupure de carburant. De plus, il n'est pas nécessaire de distinguer si l'augmentation de la vitesse de rotation est

provoquée ou non par une erreur.

Il est avantageux que des erreurs ou des défauts non décelés et qui pourraient entraîner une augmentation de la vitesse de rotation soient traités sans coupure de

l'alimentation en carburant.

Pour cela selon l'invention:

- le couple minimum prédéterminé, jusqu'auquel le régula-

teur-limiteur de vitesse de rotation de surveillance peut

corriger sans couper l'alimentation en carburant, est cor-

rigé à l'aide de grandeurs caractéristiques formées à par-

tir de la correction du mélange et/ou de la comparaison du signal de masse d'air à un signal de masse d'air fourni par un capteur redondant, - on corrige le signal de remplissage représentant la base de la durée de base d'injection, à l'aide des grandeurs caractéristiques de correction du mélange et/ou du signal de la masse d'air à partir d'un capteur redondant, - la correction est formée à partir du minimum des grandeurs de correction de même sens de l'adaptation du mélange et de l'adaptation de la masse d'air,

- la coupure des cylindres est autorisée, si on ne peut ré-

gler un couple minimum prédéterminé, ou si la comparaison du signal de masse d'air d'un capteur de charge principal

avec celui d'un second capteur de charge dépasse des limi-

tes autorisées, ou si un défaut a été constaté dans le capteur de charge principal, ou encore si la vitesse de

déplacement se situe en dessous d'un seuil défini.

En outre, on prévoit que si l'on constate une

condition pour autoriser la coupure de l'alimentation en car-

burant, celle-ci reste autorisée pour tout le reste du cycle

de conduite.

Comme il n'y a pas coupure de l'alimentation en carburant chaque fois que l'on atteint le seuil de vitesse de

rotation de sécurité, cela augmente avantageusement la dispo-

nibilité du système.

Il est particulièrement avantageux de combiner

les moyens selon l'invention pour limiter la vitesse de rota-

tion de préférence lorsque la pédale d'accélérateur est libé-

rée, avec la comparaison de couple évoquée ci-dessus pour surveiller une commande de moteur à combustion interne. La

combinaison des deux moyens aboutit à une mesure de sur-

veillance totale, extrêmement fiable et qui couvre tous les

états de fonctionnement.

A cet effet, l'invention prévoit que: - le régulateur-limiteur de vitesse de rotation est réalisé en variante ou en plus dans un second canal de programme, redondant du micro-ordinateur de l'unité de commande pour

la commande du moteur à combustion interne ou dans un se-

cond calculateur de surveillance,

- la limitation de vitesse de rotation de surveillance fonc-

tionne comme un signal de vitesse de rotation fourni par un capteur de vitesse de rotation redondant, par exemple le régulateur de phase de l'arbre à cames, - le régulateur-limiteur de surveillance n'est actif que lorsque la pédale d'accélérateur est relâchée,

- le régulateur-limiteur de vitesse de rotation réduit di-

rectement l'angle du volet d'étranglement et l'angle

d'allumage et/ou l'alimentation en carburant.

Si l'on renonce à l'utilisation de la comparaison

de couple, on arrive avantageusement à une réduction signifi-

cative des moyens mis en oeuvre, car par exemple il n'y a pas

à prédéterminer un couple maximum autorisé.

La limitation de la vitesse de rotation dans le

sens de la procédure selon l'invention décrite ci-après aug-

mente avantageusement le confort de roulement en cas de dé-

faut, car contrairement à une réaction du véhicule lorsqu'on coupe l'alimentation en carburant, on a une réaction beaucoup

plus douce du véhicule. La cause en est que la vitesse de ro-

tation est d'abord maintenue à un faible niveau par la réduc-

tion du couple assurée par le remplissage et/ou l'angle

d'allumage. On évite ainsi que la vitesse de rotation aug-

mente très rapidement et dépasse la valeur limite et qu'elle

soit alors limitée brutalement par la coupure de l'injection.

Cela produirait une secousse perçue de manière désagréable

par le conducteur.

Afin de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, celle-ci concerne donc un dispositif de commande

d'un moteur à combustion interne à l'aide d'une unité de com-

mande électronique qui commande le couple fourni par le mo-

teur en fonction du souhait du conducteur, cette unité détectant la vitesse de rotation du moteur et comportant un régulateur-limiteur pour limiter la vitesse de rotation du moteur à une vitesse de rotation prédéterminée, caractérisé

par un régulateur-limiteur de vitesse de rotation de sur-

veillance qui, en cas de dépassement de la vitesse de rota-

tion de surveillance prédéterminée, réduit la vitesse de rotation du moteur à celle-ci en réduisant le couple tout d'abord par des actions sur l'alimentation en air et l'allumage et/ou des actions sur l'alimentation en carburant, et en présence d'au moins un état d'erreur prédéterminé, en coupant en outre complètement l'alimentation en carburant

vers au moins un cylindre.

Dessins: La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation d'un exemple d'action sur le remplissage et l'angle d'allumage, représentés par les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 montre un schéma par blocs d'un système de commande d'un moteur à combustion interne, - les figures 2-4 sont des ordinogrammes qui esquissent les programmes d'au moins un micro-ordinateur du système de commande représentant un mode de réalisation avantageux

d'un régulateur-limiteur de vitesse de rotation.

Description des exemples de réalisation:

La figure 1 montre une unité de commande électro-

nique 10 ayant au moins un circuit d'entrée 12, au moins un microordinateur 14 et au moins un circuit de sortie 16. Le circuit d'entrée, le micro-ordinateur et le circuit de sortie sont reliés par un système de communication 18 pour échanger

entre eux les données. Le circuit d'entrée 12 reçoit les li-

gnes d'entrée suivantes: - une ligne d'entrée 20 venant d'une installation de mesure 22 pour saisir la position de la pédale d'accélérateur wped, une ligne d'entrée 24 d'une installation de mesure 26 pour saisir la position du volet d'étranglement wdk, - une ligne d'entrée 28 d'une installation de mesure 30 pour

saisir la masse d'air hfm alimentant le moteur à combus-

tion interne, - une ligne d'entrée 32 d'une installation de mesure 34 pour saisir la vitesse de rotation du moteur nmot (régime) et des lignes d'entrée 36, 40 d'installations de mesure 42-46 pour saisir d'autres grandeurs du fonctionnement du moteur à combustion interne et/ou du véhicule, nécessaires pour effectuer la commande du moteur; il s'agit par exemple de la température de l'air aspiré, de la pression ambiante, etc. L'unité de commande électronique 10 commande par le circuit de sortie 16 les paramètres de puissance du moteur à combustion interne. Ainsi, la charge du moteur à combustion interne est commandée par action sur l'alimentation en air du moteur à combustion interne à l'aide d'un volet d'étranglement 48. De plus, on règle en 50 l'instant d'allumage, on influence en 52 le dosage du carburant et/ou

on commande en 54 un turbocompresseur.

Le fonctionnement de principe de la commande de moteur exécuté par l'unité de commande 10 est connu selon l'état de la technique évoqué ci- dessus. Au moins en fonction de la position de la pédale d'accélérateur wped, on détermine une valeur de consigne pour un couple du moteur à combustion interne correspondant au souhait du conducteur. Celui-ci est le cas échéant converti en tenant compte d'autres couples de consigne par des fonctions externes et internes telles que la régulation à l'entraînement, la limitation de la vitesse de rotation, la limitation de la vitesse etc., pour donner une valeur de consigne du couple. La valeur de consigne du couple est alors normée en tenant compte au moins de la vitesse de

rotation du moteur dans des champs de caractéristiques cor-

respondants, des tableaux ou selon des étapes de calcul pour donner une valeur de consigne de la charge, c'est-à-dire du

remplissage relatif par course de cylindre; cette normalisa-

tion se fait en fonction d'un remplissage maximum possible d'un cylindre. Selon cette valeur de consigne de remplissage et en tenant compte des relations physiques dans la tubulure

d'aspiration, on aboutit à une valeur de consigne de la posi-

tion de réglage du volet d'étranglement. La valeur de consi-

gne est alors réglée par un circuit de régulation correspondant. De plus, en tenant compte le cas échéant du couple réel que l'on calcule par exemple à partir du signal

massique d'air, on influence l'angle d'allumage et/ou le do-

sage du carburant; le couple réel est alors asservi sur le couple de consigne. De plus dans un exemple de réalisation de l'unité de commande 10, on fait la comparaison des couples esquissés ci-dessus avec une réaction d'erreur prévue en cas

d'erreur.

En complément à la comparaison des couples ou dans un exemple, en variante à la comparaison des couples, on utilise un régulateur de limitation de vitesse de rotation qui limite la vitesse de rotation du moteur à une vitesse de

rotation de surveillance, prédéterminée, dépendant de préfé-

rence de la position de la pédale d'accélérateur ou du couple souhaité par le conducteur en réduisant le couple de consigne jusqu'à un couple minimum autorisé pour le fonctionnement avec allumage. Le couple minimum est réduit à zéro si on peut supprimer des injections. Les suppressions d'injection sont

autorisées si un défaut a été décelé à l'intérieur de la com-

mande du moteur à combustion interne ou d'un composant relié

au moteur.

Les ordinogrammes selon les figures 2 à 4 repré-

sentent un exemple de réalisation préférentiel du régulateur-

limiteur de vitesse de rotation. La figure 2 montre un ordi-

nogramme pour la fonction de base du régulateur de limita-

tion; la figure 3 montre un ordinogramme qui corrige le couple minimum du limiteur de vitesse de rotation. Enfin, la figure 4 montre un ordinogramme qui contrôle les conditions

pour activer les suppressions d'injection.

De façon connue, dans une structure de commande de moteur à combustion interne orientée sur le couple, en fonction des grandeurs telles que la position de la pédale d'accélérateur et la vitesse de rotation du moteur, on forme

le couple de consigne souhaité par le conducteur MIFA (100).

Ce couple est combiné au couple de perte ou de consommation MIVER de préférence par addition (point de combinaison 102); le couple de perte ou de consommation est formé en fonction de grandeurs telles que la vitesse de rotation du moteur, la température du moteur ou l'état des consommateurs accessoires (104). Le couple de consigne ainsi formé est corrigé par l'action du régulateur de vitesse de rotation de ralenti (point de combinaison 106). Ce couple de consigne MISOLL sera alors converti selon les indications du limiteur de vitesse de rotation décrit ci-après, comme couple résultant MISOLLRES, de façon connue en une valeur de consigne rlsoll pour le remplissage des cylindres et pour l'angle d'allumage az. Cela se fait à l'aide du programme de calcul 108 dont les

éléments principaux sont connus selon l'état de la technique.

C'est pourquoi, ce programme ne sera pas décrit de manière

plus détaillée. De même, on ne fera pas de description dé-

taillée de la conversion des valeurs de consigne de remplis-

sage et d'angle d'allumage en grandeurs de commande effectives (dk, xz, ti) dans le programme 110 et cela pour des raisons de simplification. La conversion est également connue dans ses bases selon l'état de la technique cité dans le préambule. Comme particularité, il suffit d'indiquer que la suppression d'injection (EA), c'est-à-dire la coupure de différents cylindres est intégrée, contrairement à l'état de la technique, en présence d'au moins une condition Bea w en

la conversion de la valeur de consigne du couple en des gran-

deurs de commande. La libération de la suppression

d'injection en présence de la condition B eauw est schémati-

sée par l'élément de commutation 114 dans le programme 108.

L'exemple de réalisation est présenté pour une commande de moteur fonctionnant à la condition À= 1. Il est possible dans les mêmes conditions de transposer le procédé à un moteur à injection directe d'essence et à fonctionnement homogène en régime maigre ou en fonctionnement stratifié en régime maigre. Dans une telle réalisation, on convertit le couple MISOLLRES aussi en un rapport air/carburant à fournir

et une quantité de carburant nécessaire à cet effet.

La sortie de commande du régulateur de vitesse de rotation de ralenti prise en compte au point de combinaison 106 se forme de manière usuelle. La vitesse de rotation de

consigne nLLRsoll (champ de caractéristiques 116) prédétermi-

née le cas échéant selon les paramètres de fonctionnement, est comparée à la vitesse de rotation réelle nist mesurée

pour former la déviation de régulation. La déviation de régu-

lation est appliquée à un régulateur 118 ayant de préférence un comportement PID (proportionnel-intégral-différentiel) qui

génère un signal de sortie dépendant de la déviation de régu-

lation. Ce signal de sortie est limité à une valeur maximale ou à une valeur minimale par le moyen de limitation 120 pour

être combiné au couple de consigne (par exemple par addi-

tion). Le régulateur de vitesse de rotation de ralenti est

ainsi actif uniquement en présence d'un état de fonctionne-

ment au ralenti, c'est-à-dire notamment lorsque la pédale d'accélérateur est relâchée ou que le volet d'étranglement est fermé. Cela est représenté par l'élément de commutation

122 qui se ferme en présence de la condition B_lîr.

Si à tort, on calcule de manière trop importante

le couple perdu MIVER et/ou le couple souhaité par le conduc-

teur MIFA, la régulation de ralenti ne peut plus régler la

vitesse de rotation de consigne à cause de la limitation mi-

nimale. Cet état erroné n'est pas encore reconnu par la sur-

veillance de couple évoquée ci-dessus. La limitation du signal du régulateur de vitesse de rotation de ralenti permet d'éviter que le moteur ne cale en fonctionnement normal lors

du débrayage.

Le limiteur de vitesse de rotation de sur-

veillance évite également dans un tel état de fonctionnement 1l que le moteur ne s'emballe, et notamment qu'il ne dépasse la vitesse de rotation de sécurité prédéterminée, égale par exemple à 1500 T/min. Le limiteur de vitesse de rotation de surveillance limite la vitesse de rotation à la vitesse de rotation de sécurité, prédéterminée NOWB qui est soit prédéterminée de manière fixe, soit variable, par exemple selon la

position de la pédale d'accélérateur (voir la cellule de mé-

moire ou le champ de caractéristiques 124). Le limiteur forme la différence entre la vitesse de rotation actuelle du moteur nist et la valeur de limitation NUWB (point de combinaison 126, de préférence par soustraction). Cette déviation est alors limitée à des valeurs positives (la vitesse de rotation

est supérieure à la vitesse de rotation de sécurité) (limita-

tion minimale 128 réduite à zéro). La déviation est alors fournie au régulateur 130 conçu comme régulateur PID dans l'exemple de réalisation préférentiel). Le signal de sortie

que le régulateur forme en fonction de la déviation de régu-

lation modifie la valeur du couple de consigne MISOLL dans le

point de combinaison 132.

Dans l'exemple de réalisation préférentiel, le signal de sortie du régulateur de limitation est retranché de la valeur de consigne du couple. Cela signifie que pour un

dépassement de la vitesse de rotation de sécurité, on effec-

tue une intervention de régulation réduisant le couple de

consigne.

Le régulateur-limiteur de surveillance n'est ac-

tif de préférence que dans certains états de fonctionnement déterminés. Cela est représenté par l'élément de commutation

134. Dans l'exemple de réalisation préférentiel, le régula-

teur-limiteur n'est activé que si la pédale d'accélérateur

est libérée. De façon correspondante, la position de la pé-

dale d'accélérateur wped est comparée dans le comparateur 136 à une valeur représentant la pédale d'accélérateur relâchée; à la fin d'un temps prédéterminé TWUB après avoir atteint la

première fois cet état de fonctionnement, l'élément de commu-

tation se ferme (voir l'élément de temporisation 138). Le

comportement intégrateur du régulateur-limiteur de sur-

veillance 130 est alors non satisfaisant, si l'on quitte de

nouveau l'état de fonctionnement prédéterminé. C'est pour-

quoi, quitter l'état de fonctionnement, c'est-à-dire action-

ner la pédale, coupe le régulateur-limiteur. Pour cela et

comme cela apparaît à la figure 2 par le flanc négatif du si-

gnal par le comparateur 136 au point 140, on a un retour per- manent de la sortie de régulation sur la valeur zéro, par exemple par une commande appropriée de la valeur de

l'intégrale. Par le retour permanent de la sortie de régula-

tion, c'est-à-dire par une régulation permanente de la compo-

sante intégrale du régulateur 130, on évite une variation brusque du couple lorsqu'on coupe le régulateur-limiteur en cas d'accélération seulement légère. La même remarque

s'applique si le régulateur est actif dans une plage par-

tielle de la plage de la position de la pédale d'accélérateur. En variante, on remet brusquement la partie du régulateur à l'état initial si une fonction

d'amortissement d'alternance de charge est réalisée; celle-

ci, partant du couple global de consigne existant, est com-

mandée en continu et sans secousse vers le nouveau couple souhaité. Cet exemple de réalisation n'est pas représenté

dans le dessin.

Si le régulateur-limiteur est actif dans toute la plage de la pédale d'accélérateur, les éléments 134-140 ne

sont pas nécessaires.

Contrairement au régulateur de vitesse de rota-

tion de ralenti, le limiteur de vitesse de rotation de sur-

veillance peut produire une diminution illimitée de la vitesse de rotation, car il peut assurer une réduction tout d'abord illimitée du couple. Il est exclu que le moteur

puisse caler au moment du débrayage, car passer sous la vi-

tesse de rotation de limitation annule la composante de régu-

lation. Le couple de consigne influencé par le limiteur

de vitesse de rotation de surveillance est limité dans le li-

miteur 142, le cas échéant à une valeur minimale MN valable

pour le fonctionnement normal. Cette valeur minimale est ap-

pliquée pour qu'à un remplissage minimum et l'angle d'allumage de plus retardé possible, il reste néanmoins une

combustion. Dans un autre mode de réalisation, la valeur mi-

nimale du couple est le couple frein souhaité, minimum en mode de poussée. Le couple de consigne limité le cas échéant à une valeur minimale, réduit par le limiteur de vitesse de rotation de surveillance est alors converti en des valeurs de

remplissage et d'angle d'allumage correspondant, dans le ca-

dre du programme 108. De cette manière, en fonctionnement normal, on respecte au moins dans un état de fonctionnement, une vitesse de rotation de sécurité prédéterminée; le cas échéant en cas de dépassement éventuel de cette vitesse de

rotation, on aura une action du régulateur-limiteur par modi-

fication du remplissage et/ou de l'angle d'allumage.

En présence de certaines conditions (B ea w) qui

se réfèrent à des états d'erreur et dont la formation est re-

présentée à l'aide de la figure 4, on annule le couple limite

minimum du limiteur 142 et on libère la possibilité de sup-

primer l'injection. Dans ce cas, le régulateur-limiteur de vitesse de rotation permet de réduire de manière continue le couple jusqu'à zéro pour respecter la vitesse de rotation de

surveillance. Ainsi par le régulateur-limiteur de sur-

veillance même en cas de défaut, on garantit dans tous les cas le respect de la vitesse de rotation de sécurité.

La valeur minimale MN du limiteur 142 est mise à

la valeur zéro lorsque la condition de mise en ouvre des sup-

pressions d'injection existe. En l'absence de cette condi-

tion, la valeur minimale est définie au point 144 selon la

vitesse de rotation du moteur, la vitesse de consigne de ro-

tation de ralenti du moteur ainsi que le rapport de vitesse

passé. Cette relation entre les grandeurs et la valeur mini-

male est appliquée comme indiqué ci-dessus. La commutation entre cette valeur minimale calculée et la valeur minimale zéro est symbolisée par l'élément de commutation 146 qui, en

* présence de la condition B eaiw est commuté sur zéro. La va-

leur minimale formée en 144 est pondérée au point de combi-

naison 148 qui est de préférence un point de multiplication avec un coefficient fkmimin par pondération qui tient compte de la situation d'erreur pour que le signal principal de charge de la commande du moteur à combustion interne, obtenu

à partir du signal de la masse d'air mesurée ou de la pres-

sion dans la tubulure d'aspiration, soit faussé vers des va-

leurs faibles. Dans ce cas, le remplissage se ferait à une valeur mesurée trop faible, correspondant à un couple réel élevé et conduisant à une augmentation excessive de la vi- tesse de rotation. Pour déceler cette situation dès le départ et pouvoir la corriger, on diminue la valeur minimale par le

coefficient de correction fkmimin.

La figure 3 montre un exemple de réalisation de

la formation du coefficient de correction. Un signal princi-

pal de charge, faussé dans le sens des valeurs trop faibles, apparaît avec la même tendance d'erreur de l'intégrateur de

la masse d'air 202 que le coefficient de correction de mé-

lange, multiplicatif Fra. La valeur d'intégration de la masse d'air est alors la déviation intégrée entre la valeur de la masse d'air obtenue à l'aide d'un capteur massique d'air mshfm et d'une valeur de masse d'air msdk corrigée à partir de la valeur de l'intégrateur; cette valeur est calculée par rapport à la pression ambiante en fonction de l'angle d'ouverture du volet d'étranglement et du rapport de pression entre la pression régnant dans la tubulure d'aspiration et la pression ambiante (voir la correction 204, la formation de la

déviation 200). Le coefficient de correction de mélange, mul-

tiplicatif Fra est principalement le signal de sortie de la

régulation lambda. Pour déterminer le coefficient de correc-

tion du couple minimum, on utilise la valeur minimale de la déviation du coefficient de correction de mélange Fra par rapport à la valeur 1 et la valeur inversée de l'intégrateur comme terme correctif. La déviation de Fra par rapport à 1 est formé au point 206; l'inversion de l'intégrateur est faite au point 207. Les grandeurs de déviation de valeurs neutres ainsi formées sont appliquées au sélecteur de valeurs minimales 208. La plus petite des deux valeurs est limitée à des valeurs positives (limiteur 210), ce qui autorise une

correction seulement dans le sens de la diminution de la va-

leur minimale (le coefficient de correction est inférieur ou égal à 1). Un défaut dans l'autre direction, c'est-à-dire un signal de charge principale, faussé vers les valeurs élevées ne donne pas de couple réel et ne limite pas le limiteur de

vitesse de rotation. Pour limiter le coefficient de correc-

tion fkmimin, on retranche le cas échéant la valeur minimale

de l'unité par rapport à 1 (point de combinaison 202).

En variante à la diminution du couple minimum par le coefficient fkmimin, on peut également diviser le signal de remplissage réel rl ist par ce coefficient et ainsi l'augmenter. Si l'on part d'un signal de masse d'air trop

faible, erroné, cette valeur est de nouveau corrigée à la va-

leur réelle et la régulation de limitation de vitesse de ro-

tation n'est plus limitée (voir figure 3a).

Comme exposé ci-dessus, dans certaines condi-

tions, pour limiter la vitesse de rotation, on peut non seu-

lement intervenir sur le remplissage ou l'angle d'allumage et/ou réduire l'alimentation en carburant, mais également couper des injections, c'est-à-dire mettre hors service un certain nombre de cylindres pour réduire le couple. La figure

4 montre un ordinogramme correspondant à un exemple de réali-

sation préférentiel pour déterminer l'existence de cette con-

dition.

Une première hypothèse est que les conditions

d'activation du limiteur de vitesse de rotation de sur-

veillance existent; dans l'exemple de réalisation préféren-

tiel, cela signifie que la pédale d'accélérateur a été

libérée (comparaison de la valeur de seuil 300 avec wped).

Une autre hypothèse est que la vitesse de rotation du moteur soit supérieure à la vitesse de rotation de surveillance NCWB. Cela est formé par la comparaison de la déviation entre la vitesse de rotation du moteur et la vitesse de rotation de surveillance NOWB formée dans le point de combinaison 302

avec une valeur de seuil 304. Ces deux conditions sont combi-

nées selon la fonction logique ET (306) et forment le signal

de condition B uwdb.

De plus, on compare le signal de remplissage réel rl ist au signal de remplissage de consigne rl soll (voir le

comparateur 308) et le gradient en fonction du temps du si-

gnal de remplissage réel formé dans le générateur de gradient 310; ce signal est filtré dans le filtre passe-bas 312 pour

être comparé ensuite dans le comparateur 314 à une valeur li-

mite prédéterminée. De plus, on tient compte d'un temps d'attente (TWDP, temporisation 316) après l'établissement de l'état de fonctionnement saisi dans le comparateur 300. Ces signaux sont alors combinés par la porte logique OU 317 et la porte logique ET 318. La porte ET donne un signal de sortie

si le remplissage réel est supérieur au remplissage de consi-

gne et que le temps d'attente est terminé ou que l'on a déce-

lé un gradient important pour le couple réel. Le signal de sortie de la porte ET 318 est réuni par la porte OU 328 sur

la porte ET 330, au signal d'état de fonctionnement; en pré-

sence des deux signaux, les suppressions de cylindres seront autorisées. Si ensuite une variation brusque provoquée par une erreur est décelée dans le remplissage de consigne, on s'oppose immédiatement à cette situation par la coupure des

injections, ce qui se traduit dans un grand nombre de situa-

tions d'erreur par une réaction de correction d'erreur beau-

coup plus douce du véhicule. De plus, la suppression des

injections constitue une contre mesure, si à la fin d'une pé-

riode, le remplissage réel est encore supérieur à la valeur de consigne. En variante, on compare également le couple réel

à un couple minimum.

Un second chemin indépendant pour l'autorisation des suppressions d'injection est une erreur dans la saisie de la masse d'air en présence de la condition pour activer le

régulateur-limiteur de surveillance. La valeur de compensa-

tion de la masse d'air formée selon la figure 3, fkmsdk est retranchée de la valeur 1 (319) et on forme sa valeur absolue dans le générateur de valeur absolue 320 pour la comparer à une valeur limite dans le comparateur 322. Le résultat de la comparaison est traité ensuite si la compensation de la masse d'air est autorisée (voir le commutateur 324). Si pour cette condition, la valeur absolue du coefficient de correction

pondéré dépasse la valeur limite, on met à l'état un flip-

flop 326 après un certain temps d'attente 325. Ce flip-flop est de nouveau remis à l'état initial (SKL15) seulement après le rétablissement de l'allumage; il est mis à l'état permanent à la première apparition d'un défaut. Le signal de sortie du flip-flop (bascule bistable) 326 est réuni dans la porte logique OU 328 au signal formé dans la porte logique ET 318. En cas de défaut dans la saisie de la masse d'air, si le coefficient de compensation dépasse une valeur limite, les suppressions d'injection seront autorisées pour limiter si

l'on est dans l'état de fonctionnement pour activer la régu-

lation de limitation.

Le signal de sortie de la porte ET 330 est appli-

qué au flip-flop 332 qui est mis à l'état lorsque se produi-

sent les conditions décrites. Le signal de sortie du flip-

flop 332 forme par la porte logique OU 334 la condition

B eaw pour autoriser les suppressions d'injection. Le flip-

flop 332, après avoir été mis à l'état, ne sera remis à l'état initial qu'après un nouvel actionnement du contacteur d'allumage SKL15. Pour le présent cycle de fonctionnement,

les suppressions sont autorisées en permanence.

En résumé, on constate que les suppressions d'injection sont autorisées si la plage de fonctionnement

existe pour effectuer la régulation de limitation de la vi-

tesse de rotation de surveillance et si une compensation de

la masse d'air erronée ou un couple réel supérieur à une va-

leur minimale et un gradient de couple réel trop grand ou un couple réel supérieur à la valeur minimale à la fin d'un

temps d'attente ont été constatés.

De plus, il existe des conditions qui n'aboutis-

sent qu'à une autorisation provisoire des suppressions

d'injection. Ces conditions sont réunies dans la porte logi-

que OU 336 pour donner le signal B eauwv et forment dans le cadre de la porte OU, en liaison avec le signal correspondant à l'existence des conditions d'autorisation permanentes, le signal d'autorisation B eauw. Des suppressions d'injection, provisoires sont autorisées, si la vitesse du véhicule VFZG est inférieure à un seuil minimum prédéterminé (comparateur

338), si un défaut existe dans le capteur de saisie de la vi-

tesse du véhicule EVFZG, celui de la masse d'air E HFM ou le

capteur de volet d'étranglement E DKG.

L'exemple non développé ici d'un moteur à injec-

tion directe d'essence dans lequel le couple est commandé par

l'alimentation en carburant, donne pour la régulation de li-

mitation de vitesse de rotation tout d'abord une réduction plus poussée du temps d'injection et du taux de régénération de ventilation du réservoir et en cas de situation d'erreur reconnue, on arrive également à la suppression de l'injection

et à la coupure complète de la ventilation du réservoir.

Le limiteur de vitesse de rotation de sur-

veillance de l'exemple de réalisation préférentiel est actif dans une situation de fonctionnement prédéterminée lorsque la

pédale d'accélérateur est libérée. Dans cet état de fonction-

nement, la comparaison de couple évoqué ci-dessus n'est pas

active. Dans l'exemple de réalisation préférentiel, la compa-

raison de couple à l'extérieur de cet état de fonctionnement est active dans toute la plage des charges partielles. Dans un autre exemple de réalisation préférentiel notamment pour des moteurs à injection directe d'essence, la comparaison du couple est limitée à la plage proche de l'angle zéro de la

pédale d'accélérateur.

Le régulateur comparateur de couple peut être réalisé dans le même micro-ordinateur que celui de l'appareil

de commande du moteur. Dans un exemple de réalisation préfé-

rentiel, le limiteur de vitesse de rotation de surveillance est réalisé dans un autre canal de programme que la fonction

de commande. De manière avantageuse, la régulation de limita-

tion de vitesse de rotation n'est pas effectuée sur la base du capteur de vilebrequin, mais sur celle du capteur de phase, ce qui permet une réelle structure à deux canaux entre

le fonctionnement et la surveillance.

Selon un exemple de réalisation avantageux, on applique un procédé dans lequel également lorsque la pédale d'accélérateur est actionnée, on se limite aux vitesses de rotation de surveillance croissantes avec la position de la

pédale d'accélérateur. En particulier dans ce cas, on sup-

prime la surveillance de couple évoquée dans le préambule.

Selon un exemple de réalisation préférentiel, on

réalise un second limiteur de vitesse de rotation de sur-

veillance avec un calculateur de surveillance redondant ou

dans une branche de programme distincte. Dans ce cas, on cal-

cule la vitesse de rotation, avantageusement sur la base du signal du capteur de phase alors que le premier limiteur de vitesse de rotation de surveillance travaille sur la base du

capteur de vilebrequin comme information relative à la vi-

tesse de rotation. On réalise ainsi une surveillance complète

à deux canaux.

Le limiteur de vitesse de rotation de sur-

veillance, représenté, est utilisé à la fois dans des moteurs à essence avec injection dans la tubulure d'aspiration ou à

injection directe mais également dans le cas de moteurs Die-

sel.

A côté de la prédéfinition d'un couple de consi-

gne, on peut également prédéfinir une puissance de consigne ou de n'importe quelle autre grandeur de sortie du moteur à

combustion interne.

Si le limiteur agit dans toute la plage de fonc-

tionnement, on renonce à la condition relative à la libéra-

tion de la pédale d'accélérateur pour autoriser des coupures

de cylindre.

Selon un autre exemple de réalisation, le limi-

teur réduit directement l'angle du volet d'étranglement et

l'angle d'allumage.

La régulation de limitation de vitesse de rota-

tion réduit le couple du moteur à combustion interne jusqu'à une valeur minimale prédéterminée en réduisant l'alimentation en air du moteur à combustion interne à une valeur minimale

et l'angle d'allumage à un angle d'allumage de retard prédé-

terminé. De plus pour limiter la vitesse de rotation à la vi-

tesse de rotation de surveillance, on ferme complètement

l'actionneur influençant l'alimentation en air.

Pour des moteurs à injection directe ou fonction-

nement avec un mélange pauvre, on peut réduire le couple par le régulateur-limiteur de vitesse de rotation en plus ou en variante avec la réduction de l'alimentation en carburant

jusqu'à la limite du mélange pauvre en mode homogène et jus-

qu'à la limite de combustion en mode stratifié.

La vitesse de rotation de surveillance (vitesse

de rotation de sécurité) est supérieure à la vitesse de rota-

tion de consigne de ralenti (de préférence de l'ordre de 1500 T/min). A la place de l'exploitation des grandeurs rlsoll et rlist à la figure 4, dans un autre exemple de réalisation, on exploite les valeurs du couple de consigne misoll et du couple réel miist.

Claims (17)

R E V E N D I C A T I ON S

1 ) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne se-

ion lequel on règle le couple du moteur en fonction du sou-

hait du conducteur, en saisissant la vitesse de rotation du moteur et en la limitant à une valeur prédéterminée, caractérisé en ce que - pour limiter la vitesse de rotation du moteur, on utilise un régulateurlimiteur de vitesse de rotation qui limite la vitesse de rotation du moteur à une vitesse de rotation de surveillance, prédéterminée, - le régulateur-limiteur réduisant tout d'abord le couple dans le sens d'une limitation de la vitesse de rotation du moteur à la vitesse de rotation de surveillance par action sur l'alimentation en air et/ou l'allumage et/ou l'alimentation en carburant du moteur, et

- dans au moins une situation d'erreur, prédéterminée, on in-

terrompt complètement en outre l'alimentation en carburant

d'au moins un cylindre du moteur.

2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine, en fonction du souhait du conducteur, un couple de consigne du moteur à combustion interne qui est réduit par le régulateur-limiteur de vitesse de rotation si la vitesse

de rotation est supérieure à une vitesse de rotation de sur-

veillance prédéterminée.

3 ) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que la vitesse de rotation de surveillance dépend de la position

de la pédale d'accélérateur ou du souhait du conducteur.

4 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé en ce que la régulation de la limitation de vitesse de rotation réduit le couple fourni par le moteur jusqu'à une valeur minimale

possible, prédéterminée, sans raté de combustion, en rédui-

sant l'alimentation en air du moteur à une valeur minimale et

en réduisant l'angle d'allumage à un angle d'allumage de re-

tard prédéterminé.

) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce que la régulation de limitation de vitesse de rotation réduit le couple fourni par le moteur jusqu'à une valeur possible sans raté de combustion en réduisant l'alimentation en carburant du moteur jusqu'à une valeur possible en mode stratifié sans

raté de combustion.

) Procédé selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé en ce que la régulation de limitation de vitesse de rotation réduit le couple fourni par le moteur jusqu'à une valeur possible sans raté de combustion en réduisant l'alimentation en air et

l'alimentation en carburant du moteur jusqu'à une valeur pos-

sible en mode homogène sans raté de combustion.

7 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé en ce que pour réduire l'alimentation en carburant, on réduit ou on coupe complètement la quantité de carburant fournie par les

injecteurs et/ou la soupape de ventilation du réservoir.

8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que

un régulateur de vitesse de rotation de ralenti règle une vi-

tesse de rotation de consigne de ralenti, prédéterminée, la

vitesse de rotation de surveillance étant supérieure à la vi-

tesse de rotation de consigne de ralenti.

9 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que pour limiter la vitesse de rotation du moteur à la vitesse de

rotation de surveillance, l'actionneur influençant l'alimen-

tation en air peut être complètement fermé.

) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne se-

ion lequel on règle le couple du moteur en fonction du sou-

hait du conducteur, en saisissant la vitesse de rotation du moteur et en limitant à une valeur prédéterminée, selon la revendication 1, caractérisé en ce que

le couple minimum prédéterminé, jusqu'auquel le régulateur-

limiteur de vitesse de rotation de surveillance peut corriger sans couper l'alimentation en carburant, est corrigé à l'aide

de grandeurs caractéristiques formées à partir de la correc-

tion du mélange et/ou de la comparaison du signal de masse

d'air à un signal de masse d'air fourni par un capteur redon-

dant.

11 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce qu' on corrige le signal de remplissage représentant la base de

la durée de base d'injection, à l'aide des grandeurs caracté-

ristiques de correction du mélange et/ou du signal de la

masse d'air à partir d'un capteur redondant.

12 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que la correction est formée à partir du minimum des grandeurs de correction de même sens de l'adaptation du mélange et de

l'adaptation de la masse d'air.

13 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupure des cylindres est autorisée, si on ne peut régler

un couple minimum prédéterminé.

14 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupure des cylindres est autorisée, si la comparaison du signal de masse d'air d'un capteur de charge principal avec

celui d'un second capteur de charge dépasse des limites auto-

risées. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupure des cylindres est autorisée, si un défaut a été

constaté dans le capteur de charge principal.

16 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que

la coupure est autorisée, si la vitesse de déplacement se si-

tue en dessous d'un seuil défini.

17 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que

pour une condition constatée pour l'autorisation de la cou-

pure de l'alimentation en carburant, celle-ci reste autorisée

pour tout le reste du cycle de conduite.

18 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que le régulateur-limiteur de vitesse de rotation est réalisé en

variante ou en plus dans un second canal de programme, redon-

dant du micro-ordinateur de l'unité de commande pour la com-

mande du moteur à combustion interne ou dans un second

calculateur de surveillance.

19 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que

la limitation de vitesse de rotation de surveillance fonc-

tionne comme un signal de vitesse de rotation fourni par un

capteur de vitesse de rotation redondant, par exemple le ré-

gulateur de phase de l'arbre à cames.

) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que

le régulateur-limiteur de surveillance n'est actif que lors-

que la pédale d'accélérateur est relâchée.

21 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que le régulateur-limiteur de vitesse de rotation réduit directe- ment l'angle du volet d'étranglement et l'angle d'allumage

et/ou l'alimentation en carburant.

22 ) Dispositif de commande d'un moteur à combustion interne

à l'aide d'une unité de commande électronique qui commande le couple fourni par le moteur en fonction du souhait du conduc-

teur, cette unité détectant la vitesse de rotation du moteur et comportant un régulateur-limiteur pour limiter la vitesse de rotation du moteur à une vitesse de rotation prédétermi-20 née, caractérisé par un régulateur-limiteur de vitesse de rotation de surveillance

qui, en cas de dépassement de la vitesse de rotation de sur-

veillance prédéterminée, réduit la vitesse de rotation du mo-

teur à celle-ci en réduisant le couple tout d'abord par des

actions sur l'alimentation en air et l'allumage et/ou des ac-

tions sur l'alimentation en carburant, et en présence d'au

moins un état d'erreur prédéterminé, en coupant en outre com-

plètement l'alimentation en carburant vers au moins un cylin-

dre.