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WO2024047080A1 - Method and system for controlling the engine torque of an internal combustion engine - Google Patents

Method and system for controlling the engine torque of an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
WO2024047080A1
WO2024047080A1 PCT/EP2023/073743 EP2023073743W WO2024047080A1 WO 2024047080 A1 WO2024047080 A1 WO 2024047080A1 EP 2023073743 W EP2023073743 W EP 2023073743W WO 2024047080 A1 WO2024047080 A1 WO 2024047080A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
engine
maf
air flow
tps
control member
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/073743
Other languages
French (fr)
Inventor
Xavier Moine
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of WO2024047080A1 publication Critical patent/WO2024047080A1/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
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    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
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    • F02D41/10Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
    • F02D41/107Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration and deceleration

Definitions

  • the present disclosure relates to a method and a system for controlling the engine torque of an internal combustion engine.
  • the technical field of the present invention is thus the field of engine control for an internal combustion engine.
  • the present disclosure is intended more particularly for non-automotive applications and concerns rather but not exclusively small engines, used for example on motorcycles.
  • Such a motor can also be used for another motor application (mower or other mobile motorized tool, etc.).
  • the present disclosure concerns even more particularly internal combustion engines in which a flap, called a butterfly, controls the flow of air entering the engine, said butterfly being controlled in a controlled manner, most often electrically.
  • a flap called a butterfly
  • the user's command on a pedal called an accelerator pedal, or a handle, or a joystick, or the like is translated into a torque request (request) and a control and management system comes then determine setpoint values concerning for example the opening angle of the throttle so that the motor provides the torque corresponding to the user's torque request.
  • the torque request is translated, by an electronic management and control unit or controller, into an air flow setpoint entering the engine by an inverse torque model and in turn the setpoint of air flow is translated into a position (or angle) instruction for opening the throttle by an inverse air flow model.
  • a direct model is used by the controller for fuel injection and ignition: from a certain number of data obtained using sensors, such (non-exhaustive illustrative list) the throttle opening angle, the engine speed, the intake pressure, the temperature, ... an estimated air flow rate of the air which has actually entered the engine is calculated.
  • This value of the air flow will make it possible to determine, on the one hand, the quantity of gasoline to be supplied to the engine to achieve combustion and, on the other hand, the maximum torque that the engine can provide. Depending on the maximum available torque and the requested torque (request), an ignition angle is determined. If the available torque is greater than the torque actually requested, an ignition advance reduction will be carried out to obtain the torque setpoint value. [0005] We note that a large number of calculations are necessary and that maps are used. A small error in calculations and/or maps can lead to a loss of engine efficiency of the order of a percent. This corresponds to an increase in consumption of the same order of magnitude compared to optimized consumption.
  • a motor vehicle generally has an intake manifold of relatively large volume. Thanks to this large volume collector, the controller can adjust the position of the throttle quickly and even during a transient regime, the corrections made are insensitive to the driver and allow optimized operation as soon as a stationary regime is found.
  • the transient phases are generally briefer and the controller does not have sufficient time to act.
  • the control is then carried out after the transient phase and the user becomes aware of the regulation since it intervenes by modifying the torque supplied by the motor not during the transient phase but while the user expects to be in steady state.
  • This control also leads to operating the engine in non-optimal combustion conditions during the transient phase and at the start of the stationary phase and therefore to an increase in fuel consumption.
  • the controller acts during transient phases and arrives with the correct settings in steady state, in other, non-automotive applications, the operating mode used for the automotive field can lead to interventions of the controller sensitive to the user.
  • This disclosure improves the situation. Its particular aim is to provide a solution for controlling the torque of an engine, particularly during transient phases, which, on the one hand, makes it possible to optimize fuel consumption, and, on the other hand, limits or even limits removes sensitive effects for the end user. Preferably, this system will not require the use of new components in an engine in order to be implemented.
  • a method for controlling the engine torque of an internal combustion engine comprising:
  • At least one system for regulating a flow of air entering the engine comprising a movable control member whose position makes it possible to act on the air flow entering the engine, and
  • an ignition system with a system for determining the ignition angle, a method in which, based on a torque request from a user of said engine, an air flow setpoint value is determined,
  • a position setpoint value of the mobile control member of the regulation system is determined in which the air flow entering the engine as well as the position of the mobile control member are measured, and in which from measured and/or calculated quantities are determined, on the one hand, a quantity of fuel to be injected, and, on the other hand, an ignition angle.
  • the quantity of fuel to be injected is calculated from the measured incoming air flow, and the ignition angle is calculated from:
  • a first alternative embodiment provides that the predetermined position difference is a fixed value.
  • the predetermined position difference is a value depending on parameters, for example the position of the movable member itself and/or the engine speed and/or the atmospheric pressure and/or the temperature.
  • the system for regulating the air flow entering the engine comprises a throttle body in which the mobile control member is a flap, or butterfly, pivotally mounted makes it possible to modify the air passage section in said housing, and in that the position of the butterfly is determined by its opening angle.
  • the difference in predetermined position of the movable control member corresponds to a difference in angular position of the butterfly less than 1°, preferably less than 0.5° and even preferably less than 0.1°. It is indeed appropriate to provide a relatively small difference to maintain precision in the calculations carried out.
  • an internal combustion engine comprising:
  • At least one system for regulating a flow of air entering the engine comprising a mobile control member whose position makes it possible to act on the flow of air entering the engine, and
  • an ignition system with a system for determining the ignition angle, characterized in that it further comprises an electronic control unit for the implementation of each of the steps of a method described above .
  • the system for regulating a flow of air entering said engine advantageously comprises:
  • a butterfly box in which the mobile control member is a flap, or butterfly, pivotally mounted makes it possible to modify the air passage section in said box
  • a computer program comprising instructions for implementing a method presented above when this program is executed by a processor, in particular an electronic control unit of a motor. internal combustion.
  • a non-transitory recording medium readable by a computer, on which such a program is recorded.
  • FIG. 1A and [Fig. 1 B] illustrate a torque control method known from the prior art.
  • Fig. 2 illustrate a torque control method known from the prior art.
  • FIG. 2 schematically illustrates a method according to the present disclosure.
  • FIG. 3 schematically illustrates an engine for implementing a method according to the present disclosure.
  • an internal combustion engine comprises one or more cylinders, inside each of which there is a combustion chamber.
  • Each combustion chamber is associated with at least one intake valve to manage gas flows entering the combustion chamber and at least one exhaust valve to manage gas flows leaving the combustion chamber.
  • At least one air inlet is provided with a system for regulating the incoming air flow 110. This system generally corresponds to a device called a throttle body allowing the flow of air to be varied. fresh air entering the engine.
  • the position of the butterfly that is to say of a flap pivotally mounted to modify the fresh air passage section of a supply duct
  • an electric motor 120 It is important to know the air flow entering the engine to determine as precisely as possible the quantity of fuel to inject in order to optimize combustion to limit both fuel consumption and the emission of pollutants.
  • an engine ignition angle that is to say an engine position (in °CRK) at which a spark is produced in at least one cylinder.
  • An ignition system 130 is therefore provided in the engine.
  • the ignition system 130 comprises for example at least one spark plug per cylinder and means for producing a spark at one end of each plug upon receipt of a corresponding instruction.
  • An electronic management and control unit or controller 140 receives information from sensors and sends instructions to the various systems, for example to the incoming air flow regulation system 110 to act on the electric motor 120 and modify the the opening angle of the throttle or the ignition system 130.
  • this controller 140 there is in particular a system for determining the ignition angle 150 which makes it possible to determine at what moment, corresponding to a precise position of the engine, expressed by those skilled in the art in °CRK. Such a structure is known to those skilled in the art and is not described in more detail here.
  • the motor 100 is for example a motor intended for non-automobile use, for example for a motorcycle, a tool such as a mower, etc.
  • FIG. 2 illustrates a method known from the prior art for controlling the torque supplied by the motor.
  • a user makes a torque request TQ_REQ and from this request, a system called for example torque structure, provides a set value TPS_SP for the position of the throttle of the system for regulating the incoming air flow 130, a quantity QTF of fuel to be injected as well as an ignition angle value IGN_ANG.
  • the couple structure of Figure 2 operates as follows. From the user's TQ_REQ request, an incoming air flow setpoint MAF_SP is determined using an inverse torque model (REV_TQ_MOD) which can be an inverse mapping. This is an inverse model because, usually, a torque is determined from, among other things, a flow of fresh incoming air. To obtain this incoming air flow MAF_SP, it is necessary to adjust the throttle (or other system) to a set point position TPS_SP. The latter is also obtained by an inverse model REV_AP_MOD, or inverse air flow model. This may also be a reverse mapping.
  • REV_AP_MOD inverse air flow model
  • the quantity of fuel to be injected QTF and the ignition angle IGN_ANG are determined by direct models. Input data are illustrated by way of non-limiting examples in Figure 1 B. We thus have for example the measured value TPS of the throttle position, the engine speed N, the atmospheric pressure MAP which can be measured or else determined by software from pressure measurements in the engine, the measured incoming air flow MAF_MES (measured directly or calculated from sensor measurements, e.g. pressure, temperature, ...), the TEMP temperature of the incoming air, etc.
  • the (direct) air flow model AP_MOD then makes it possible to calculate an incoming air flow MAF based on all these parameters. This value is then used to calculate the quantity of fuel to inject QTF, considering for example that the mixture is a stoichiometric mixture.
  • TQ_MOD direct torque model
  • the present disclosure proposes to modify the torque structure presented in Figures 1A and 1B to also adapt to non-automotive applications.
  • the quantity of fuel to be injected QTF is also determined as explained with reference to Figure 1 B: from data measured by sensors or from data calculated (from data measured in particular) by the controller 140 or another electronic unit associated with the engine, a direct air flow model AP_MOD calculates an air flow entering the engine MAF and from this, the quantity of fuel to be injected is determined for example by the controller 140 or another electronic control and management unit (or unit known by the English acronym ECU).
  • the ignition angle IGN_ANG is determined from a variable MAF_TQS which can take two values, and more precisely either the value of the air flow MAF determined by the direct air flow model AP_MOD, or the setpoint MAF_SP determined by the inverse torque model REV_TQ_MOD.
  • variable MAF_TQS It is proposed here to make the value of the variable MAF_TQS depend on the difference between the angular position of the throttle TPS and the set value TPS_SP.
  • the variable MAF_TQS When the angular position of the throttle TPS is close to the set value TPS_SP, then it is proposed to give the variable MAF_TQS the set value of incoming air flow MAF_SP whereas if the angular position of the throttle is still far from its setpoint value, the variable MAF_TQS will then take the value of air flow entering the MAF motor determined by the direct air flow model AP_MOD.
  • the controller 140 then compares the TPS_SP and TPS values. It makes the difference between these two values and takes the absolute value:
  • the EPS value can be a fixed value or else be a value depending on parameters, for example the opening angle of the butterfly (a small variation when the butterfly is almost closed can lead to a significant variation in the air flow whereas when the throttle is wide open, a small variation is less sensitive to air flow), engine speed or atmospheric pressure.
  • the implementation of the present disclosure facilitates motor control and makes it possible, under certain conditions, to put less strain on the controller. Indeed, if the position of the throttle varies slightly while remaining close to the set value, the calculation of the ignition angle is done with the set value. So a small error in throttle position does not lead to a deterioration in fuel economy.
  • the method according to the present disclosure is also less sensitive to the variations which may exist from one engine to another.
  • the fact of using the setpoint value in steady state to determine the ignition angle makes the system less sensitive to dispersions which may exist from one engine to another.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for controlling the engine torque of an engine, which comprises: - a system for regulating an incoming air flow (110), and - an ignition system (130), according to which method - on the basis of a torque request (TQ_REQ), an air flow setpoint value (MAF_SP) is determined, - on the basis of MAF_SP, a position setpoint value (TPS_SP) of a movable control member of the regulation system (110) is determined, - the incoming air flow (MAF) and the position of the movable control member (TPS) are measured, - an amount of fuel to be injected (QTF) is calculated on the basis of MAF, and - an ignition angle (IGN_ANG) is calculated from: - - MAF if the difference between TPS and TPS_SP is greater than a predetermined position difference (EPS), and - - MAF_SP if the difference between TPS and TPS_SP is less than EPS.

Description

Description Description
PROCEDE ET SYSTEME DE CONTROLE D’UN COUPLE MOTEUR D’UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING ENGINE TORQUE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
[0001] La présente divulgation concerne un procédé et un système pour le contrôle d’un couple moteur d’un moteur à combustion interne. [0001] The present disclosure relates to a method and a system for controlling the engine torque of an internal combustion engine.
Domaine technique Technical area
[0002] Le domaine technique de la présente invention est ainsi le domaine du contrôle moteur pour un moteur à combustion interne. La présente divulgation est destinée plus particulièrement à des applications non automobiles et concerne plutôt mais non exclusivement des moteurs de taille réduite, utilisés par exemple sur des motos. Un tel moteur peut aussi être utilisée pour une autre application d’un moteur (tondeuse ou autre outil motorisé mobile, ...). [0002] The technical field of the present invention is thus the field of engine control for an internal combustion engine. The present disclosure is intended more particularly for non-automotive applications and concerns rather but not exclusively small engines, used for example on motorcycles. Such a motor can also be used for another motor application (mower or other mobile motorized tool, etc.).
[0003] La présente divulgation concerne encore plus particulièrement les moteurs à combustion interne dans lesquels un volet, appelé papillon, commande le débit d’air entrant dans le moteur, ledit papillon étant commandé de manière contrôlée, le plus souvent électriquement. Dans un tel moteur, la commande de l’utilisateur sur une pédale dite pédale d’accélérateur, ou une poignée, ou une manette, ou similaire, est traduite en une demande de couple (requête) et un système de commande et de gestion vient alors déterminer des valeurs de consigne concernant par exemple l’angle d’ouverture du papillon pour que le moteur fournisse le couple correspondant à la requête de couple de l’utilisateur. [0003] The present disclosure concerns even more particularly internal combustion engines in which a flap, called a butterfly, controls the flow of air entering the engine, said butterfly being controlled in a controlled manner, most often electrically. In such an engine, the user's command on a pedal called an accelerator pedal, or a handle, or a joystick, or the like, is translated into a torque request (request) and a control and management system comes then determine setpoint values concerning for example the opening angle of the throttle so that the motor provides the torque corresponding to the user's torque request.
Technique antérieure Prior art
[0004] De manière classique, la requête de couple est traduite, par une unité de gestion et de contrôle électronique ou contrôleur, en une consigne de débit d’air entrant dans le moteur par un modèle inverse de couple et à son tour la consigne de débit d’air est traduite en une consigne de position (ou angle) d’ouverture du papillon par un modèle inverse de flux d’air. En outre, de manière classique, un modèle direct est utilisé par le contrôleur pour l’injection de carburant et l’allumage : à partir d’un certain nombre de données obtenues à l’aide de capteurs, tels (liste illustrative non exhaustive) l’angle d’ouverture du papillon, le régime du moteur, la pression d’admission, la température, ... un débit d’air estimé de l’air qui est effectivement rentré dans le moteur est calculé. Cette valeur du débit d’air va permettre de déterminer, d'une part, la quantité d’essence à fournir au moteur pour réaliser une combustion et, d'autre part, le couple maximum que peut fournir le moteur. En fonction du couple maximum disponible et du couple demandé (requête), un angle d’allumage est déterminé. Si le couple disponible est supérieur au couple réellement demandé, un retrait d’avance à l’allumage va être réalisé pour obtenir la valeur de consigne du couple. [0005] On remarque qu’un grand nombre de calculs sont nécessaires et que des cartographies sont utilisées. Une faible erreur, sur les calculs et/ou les cartographies, peut amener à une perte d’efficacité du moteur de l’ordre du pourcent. Ceci correspond à une augmentation de consommation du même ordre de grandeur par rapport à une consommation optimisée. [0004] Conventionally, the torque request is translated, by an electronic management and control unit or controller, into an air flow setpoint entering the engine by an inverse torque model and in turn the setpoint of air flow is translated into a position (or angle) instruction for opening the throttle by an inverse air flow model. In addition, conventionally, a direct model is used by the controller for fuel injection and ignition: from a certain number of data obtained using sensors, such (non-exhaustive illustrative list) the throttle opening angle, the engine speed, the intake pressure, the temperature, ... an estimated air flow rate of the air which has actually entered the engine is calculated. This value of the air flow will make it possible to determine, on the one hand, the quantity of gasoline to be supplied to the engine to achieve combustion and, on the other hand, the maximum torque that the engine can provide. Depending on the maximum available torque and the requested torque (request), an ignition angle is determined. If the available torque is greater than the torque actually requested, an ignition advance reduction will be carried out to obtain the torque setpoint value. [0005] We note that a large number of calculations are necessary and that maps are used. A small error in calculations and/or maps can lead to a loss of engine efficiency of the order of a percent. This corresponds to an increase in consumption of the same order of magnitude compared to optimized consumption.
[0006] Dans le domaine automobile, on compare en permanence le débit d’air estimé et un débit d’air mesuré et une correction est apportée au niveau de l’ouverture du papillon pour faire coïncider ces valeurs. De cette manière, les erreurs entre le débit estimé et le débit mesuré sont compensées. Un véhicule automobile comporte généralement un collecteur d’admission de relativement grand volume. Grâce à ce collecteur de grand volume, le contrôleur peut ajuster la position du papillon rapidement et même pendant un régime transitoire, les corrections apportées sont insensibles pour le conducteur et permettent d’avoir un fonctionnement optimisé dès qu’un régime stationnaire est retrouvé. [0006] In the automotive field, the estimated air flow rate and a measured air flow rate are constantly compared and a correction is made at the level of the throttle opening to make these values coincide. In this way, errors between the estimated flow and the measured flow are compensated. A motor vehicle generally has an intake manifold of relatively large volume. Thanks to this large volume collector, the controller can adjust the position of the throttle quickly and even during a transient regime, the corrections made are insensitive to the driver and allow optimized operation as soon as a stationary regime is found.
[0007] Pour des applications non automobiles, les phases transitoires sont généralement plus brèves et le contrôleur n’a pas suffisamment de temps pour agir. Le contrôle se fait alors après la phase transitoire et l’utilisateur se rend compte de la régulation puisque celle- ci intervient en modifiant le couple fourni par le moteur non pas pendant la phase transitoire mais alors que l’utilisateur s’attend à être en régime stationnaire. Ce contrôle conduit également à faire fonctionner le moteur dans des conditions de combustion non optimales pendant la phase transitoire et en début de phase stationnaire et donc à une augmentation de la consommation de carburant. En résumé, alors que dans le domaine automobile, le contrôleur agit pendant les phases transitoires et arrive avec les bons réglages en régime stationnaire, dans d’autres applications, non automobiles, le mode de fonctionnement utilisé pour le domaine automobile peut conduire à des interventions du contrôleur sensibles pour l’utilisateur. [0007] For non-automotive applications, the transient phases are generally briefer and the controller does not have sufficient time to act. The control is then carried out after the transient phase and the user becomes aware of the regulation since it intervenes by modifying the torque supplied by the motor not during the transient phase but while the user expects to be in steady state. This control also leads to operating the engine in non-optimal combustion conditions during the transient phase and at the start of the stationary phase and therefore to an increase in fuel consumption. In summary, while in the automotive field, the controller acts during transient phases and arrives with the correct settings in steady state, in other, non-automotive applications, the operating mode used for the automotive field can lead to interventions of the controller sensitive to the user.
Résumé Summary
[0008] La présente divulgation vient améliorer la situation. Elle a notamment pour but de fournir une solution pour contrôler le couple d’un moteur, notamment au cours de phases transitoires, qui, d'une part, permette d’optimiser la consommation de carburant, et, d'autre part, limite voire supprime des effets sensibles pour l’utilisateur final. De préférence, ce système ne nécessitera pas l’utilisation de nouveaux composants dans un moteur pour pouvoir être mis en œuvre. [0008] This disclosure improves the situation. Its particular aim is to provide a solution for controlling the torque of an engine, particularly during transient phases, which, on the one hand, makes it possible to optimize fuel consumption, and, on the other hand, limits or even limits removes sensitive effects for the end user. Preferably, this system will not require the use of new components in an engine in order to be implemented.
[0009] Il est proposé un procédé de contrôle de couple moteur d’un moteur à combustion interne, ledit moteur comportant : [0009] A method is proposed for controlling the engine torque of an internal combustion engine, said engine comprising:
- au moins un système de régulation d’un débit d’air entrant dans le moteur comportant un organe de commande mobile dont la position permet d’agir sur le débit d’air entrant dans le moteur, et - at least one system for regulating a flow of air entering the engine comprising a movable control member whose position makes it possible to act on the air flow entering the engine, and
- un système d’allumage avec un système de détermination de l’angle d’allumage, procédé dans lequel à partir d’une demande de couple d’un utilisateur dudit moteur, une valeur de consigne de débit d’air est déterminée, - an ignition system with a system for determining the ignition angle, a method in which, based on a torque request from a user of said engine, an air flow setpoint value is determined,
- dans lequel à partir de la valeur de consigne de débit d’air une valeur de consigne de position de l’organe de commande mobile du système de régulation est déterminée dans lequel le débit d’air entrant dans le moteur ainsi que la position de l’organe de commande mobile sont mesurés, et dans lequel à partir de grandeurs mesurées et/ou calculées sont déterminés, d'une part, une quantité de carburant à injecter, et, d'autre part, un angle d’allumage. - in which from the air flow setpoint value a position setpoint value of the mobile control member of the regulation system is determined in which the air flow entering the engine as well as the position of the mobile control member are measured, and in which from measured and/or calculated quantities are determined, on the one hand, a quantity of fuel to be injected, and, on the other hand, an ignition angle.
[0010] Selon la présente divulgation, la quantité de carburant à injecter est calculée à partir du débit d’air entrant mesuré, et l’angle d’allumage est calculé à partir : [0010] According to the present disclosure, the quantity of fuel to be injected is calculated from the measured incoming air flow, and the ignition angle is calculated from:
- du débit d’air entrant mesuré, éventuellement corrigé, si la différence entre la position mesurée de l’organe de commande mobile et la valeur de consigne de la position de l’organe de commande mobile est supérieure à une différence de position prédéterminée, et - the measured incoming air flow, possibly corrected, if the difference between the measured position of the mobile control member and the set value of the position of the mobile control member is greater than a predetermined position difference, And
- de la valeur de consigne du débit d’air entrant si la différence entre la position mesurée de l’organe de commande mobile et la valeur de consigne de la position de l’organe de commande mobile est inférieure à ladite différence de position prédéterminée (ici l’une ou l’autre alternative comporte aussi le cas où la différence est égale à la différence de position prédéterminée). - the set value of the incoming air flow if the difference between the measured position of the movable control member and the set value of the position of the movable control member is less than said predetermined position difference ( here one or the other alternative also includes the case where the difference is equal to the difference in predetermined position).
[0011] Ainsi, il est possible d’éviter tout retrait d’avance d’allumage non souhaité. Tant que la position de l’organe de commande mobile est éloignée de sa position de consigne, l’angle d’allumage est calculé de manière « classique » avec la valeur de débit d’air entrant mesuré. Toutefois, dès que la position de cet organe se rapproche de sa position de consigne, le calcul de l’angle d’allumage se fait avec la valeur de consigne de la position de l’organe de commande mobile et ceci permet d’éviter tout retrait d’avance, et donc toute dégradation de consommation, dès que le moteur approche de son régime stationnaire. [0011] Thus, it is possible to avoid any unwanted withdrawal of ignition advance. As long as the position of the mobile control member is far from its set position, the ignition angle is calculated in a “classic” manner with the measured incoming air flow value. However, as soon as the position of this member approaches its set position, the calculation of the ignition angle is done with the set value of the position of the mobile control member and this makes it possible to avoid any withdrawal of advance, and therefore any degradation in consumption, as soon as the engine approaches its stationary speed.
[0012] Une première variante de réalisation prévoit que la différence de position prédéterminée est une valeur fixe. [0012] A first alternative embodiment provides that the predetermined position difference is a fixed value.
[0013] Une autre variante prévoit que la différence de position prédéterminée est une valeur dépendant de paramètres, par exemple de la position de l’organe mobile lui-même et/ou du régime moteur et/ou de la pression atmosphérique et/ou de la température. [0014] Selon une forme de réalisation préférée, correspondant à la plupart des moteurs à combustion interne actuels, le système de régulation du débit d’air entrant dans le moteur comporte un boitier papillon dans lequel l’organe de commande mobile est un volet, ou papillon, monté pivotant permet de modifier la section de passage de l’air dans ledit boitier, et en ce que la position du papillon est déterminée par son angle d’ouverture. [0013] Another variant provides that the predetermined position difference is a value depending on parameters, for example the position of the movable member itself and/or the engine speed and/or the atmospheric pressure and/or the temperature. [0014] According to a preferred embodiment, corresponding to most current internal combustion engines, the system for regulating the air flow entering the engine comprises a throttle body in which the mobile control member is a flap, or butterfly, pivotally mounted makes it possible to modify the air passage section in said housing, and in that the position of the butterfly is determined by its opening angle.
[0015] Dans cette forme de réalisation préférée, la différence de position prédéterminée de l’organe de commande mobile correspond à une différence de position angulaire du papillon inférieure à 1°, de préférence inférieure à 0,5° et de préférence encore inférieure à 0,1°. Il convient en effet de prévoir une différence relativement faible pour conserver une précision dans les calculs effectués. [0015] In this preferred embodiment, the difference in predetermined position of the movable control member corresponds to a difference in angular position of the butterfly less than 1°, preferably less than 0.5° and even preferably less than 0.1°. It is indeed appropriate to provide a relatively small difference to maintain precision in the calculations carried out.
[0016] Selon un autre aspect, il est proposé un moteur à combustion interne comportant :According to another aspect, an internal combustion engine is proposed comprising:
- au moins un système de régulation d’un débit d’air entrant dans le moteur comportant un organe de commande mobile dont la position permet d’agir sur le débit d’air entrant dans le moteur, et - at least one system for regulating a flow of air entering the engine comprising a mobile control member whose position makes it possible to act on the flow of air entering the engine, and
- un système d’allumage avec un système de détermination de l’angle d’allumage, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une unité de commande électronique pour la mise en œuvre de chacune des étapes d’un procédé décrit ci-dessus. - an ignition system with a system for determining the ignition angle, characterized in that it further comprises an electronic control unit for the implementation of each of the steps of a method described above .
[0017] Dans ce moteur à combustion interne, le système de régulation d’un débit d’air entrant dans ledit moteur comporte avantageusement : [0017] In this internal combustion engine, the system for regulating a flow of air entering said engine advantageously comprises:
- un boitier papillon dans lequel l’organe de commande mobile est un volet, ou papillon, monté pivotant permet de modifier la section de passage de l’air dans ledit boitier, et- a butterfly box in which the mobile control member is a flap, or butterfly, pivotally mounted makes it possible to modify the air passage section in said box, and
- un moteur électrique permettant de faire varier la position angulaire dudit papillon. - an electric motor making it possible to vary the angular position of said butterfly.
[0018] Selon un autre aspect, il est proposé un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre d’un procédé présenté ci-dessus lorsque ce programme est exécuté par un processeur, notamment une unité de contrôle électronique d’un moteur à combustion interne. [0018] According to another aspect, a computer program is proposed comprising instructions for implementing a method presented above when this program is executed by a processor, in particular an electronic control unit of a motor. internal combustion.
[0019] Selon un autre aspect, il est proposé un support d’enregistrement non transitoire, lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un tel programme. According to another aspect, there is proposed a non-transitory recording medium, readable by a computer, on which such a program is recorded.
Brève description des figures Brief description of the figures
[0020] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse du dessin annexé, sur lequel : [0020] Other characteristics, details and advantages will appear on reading the detailed description below, and on analyzing the appended drawing, in which:
Fig. 1 Fig. 1
[0021] [Fig. 1A] et [Fig. 1 B] illustrent un procédé de contrôle de couple connu de l’art antérieur. Fig. 2 [0021] [Fig. 1A] and [Fig. 1 B] illustrate a torque control method known from the prior art. Fig. 2
[0022] [Fig. 2] illustre schématiquement un procédé selon la présente divulgation. [0022] [Fig. 2] schematically illustrates a method according to the present disclosure.
Fig. 3 Fig. 3
[0023] [Fig. 3] illustre schématiquement un moteur pour la mise en œuvre d’un procédé selon la présente divulgation. [0023] [Fig. 3] schematically illustrates an engine for implementing a method according to the present disclosure.
Description des modes de réalisation Description of embodiments
[0024] La présente description est faite en relation à un moteur à combustion interne 100 (figure 3), de type quatre temps et à allumage commandé. De façon connue de l’homme du métier, un moteur à combustion interne comporte un ou plusieurs cylindres à l’intérieur de chacun desquels se trouve une chambre de combustion. À chaque chambre de combustion est associée au moins une soupape d’admission pour gérer des flux gazeux entrant dans la chambre de combustion et au moins une soupape d’échappement pour gérer des flux gazeux sortant de la chambre de combustion. Au moins une entrée d’air est munie d’un système de régulation du débit d’air entrant 110. Ce système correspond en général à un dispositif appelé boitier papillon (ou « throttle » en anglais) permettant de faire varier le débit d’air frais entrant dans le moteur. Dans la forme de réalisation illustrée, la position du papillon, c’est-à-dire d’un volet monté pivotant pour modifier la section de passage d’air frais d’un conduit d’alimentation, est commandée par un moteur électrique 120. Il est important de connaître le débit d’air entrant dans le moteur pour déterminer le plus précisément possible la quantité de carburant à injecter afin d’optimiser la combustion pour limiter à la fois la consommation de carburant et l’émission de polluants. Pour optimiser la combustion du carburant injecté, il convient de déterminer un angle moteur d’allumage, c’est-à-dire une position du moteur (en °CRK) à laquelle une étincelle est produite dans un cylindre au moins. Un système d’allumage 130 est donc ainsi prévu dans le moteur. Le système d’allumage 130 comporte par exemple au moins une bougie d’allumage par cylindre et des moyens pour produire une étincelle à une extrémité de chaque bougie à réception d’une instruction correspondante. The present description is made in relation to an internal combustion engine 100 (Figure 3), of the four-stroke type and with spark ignition. In a manner known to those skilled in the art, an internal combustion engine comprises one or more cylinders, inside each of which there is a combustion chamber. Each combustion chamber is associated with at least one intake valve to manage gas flows entering the combustion chamber and at least one exhaust valve to manage gas flows leaving the combustion chamber. At least one air inlet is provided with a system for regulating the incoming air flow 110. This system generally corresponds to a device called a throttle body allowing the flow of air to be varied. fresh air entering the engine. In the illustrated embodiment, the position of the butterfly, that is to say of a flap pivotally mounted to modify the fresh air passage section of a supply duct, is controlled by an electric motor 120 It is important to know the air flow entering the engine to determine as precisely as possible the quantity of fuel to inject in order to optimize combustion to limit both fuel consumption and the emission of pollutants. To optimize the combustion of the injected fuel, it is necessary to determine an engine ignition angle, that is to say an engine position (in °CRK) at which a spark is produced in at least one cylinder. An ignition system 130 is therefore provided in the engine. The ignition system 130 comprises for example at least one spark plug per cylinder and means for producing a spark at one end of each plug upon receipt of a corresponding instruction.
[0025] Une unité de gestion et de contrôle électronique ou contrôleur 140 reçoit des informations de capteurs et envoie des instructions aux divers systèmes, par exemple au système de régulation du débit d’air entrant 110 pour agir sur le moteur électrique 120 et modifier l’angle d’ouverture du papillon ou bien au système d’allumage 130. Au sein de ce contrôleur 140 se trouve notamment un système de détermination de l’angle d’allumage 150 qui permet de déterminer à quel moment, correspondant à une position précise du moteur, exprimée par l’homme du métier en °CRK. [0026] Une telle structure est connue de l’homme du métier et n’est pas décrite plus en détails ici. [0025] An electronic management and control unit or controller 140 receives information from sensors and sends instructions to the various systems, for example to the incoming air flow regulation system 110 to act on the electric motor 120 and modify the the opening angle of the throttle or the ignition system 130. Within this controller 140 there is in particular a system for determining the ignition angle 150 which makes it possible to determine at what moment, corresponding to a precise position of the engine, expressed by those skilled in the art in °CRK. Such a structure is known to those skilled in the art and is not described in more detail here.
[0027] Le moteur 100 est par exemple un moteur destiné à une utilisation non automobile, par exemple pour une moto, un outil tel une tondeuse, etc. The motor 100 is for example a motor intended for non-automobile use, for example for a motorcycle, a tool such as a mower, etc.
[0028] La figure 2 illustre un procédé connu de l’art antérieur pour contrôler le couple fourni par le moteur. En entrée, un utilisateur fait une demande de couple TQ_REQ et à partir de cette demande, un système appelé par exemple structure de couple, fournit une valeur de consigne TPS_SP pour la position du papillon du système de régulation du débit d’air entrant 130, une quantité QTF de carburant à injecter ainsi qu’une valeur d’angle d’allumage IGN_ANG. [0028] Figure 2 illustrates a method known from the prior art for controlling the torque supplied by the motor. At input, a user makes a torque request TQ_REQ and from this request, a system called for example torque structure, provides a set value TPS_SP for the position of the throttle of the system for regulating the incoming air flow 130, a quantity QTF of fuel to be injected as well as an ignition angle value IGN_ANG.
[0029] La structure de couple de la figure 2 fonctionne de la manière suivante. À partir de la requête TQ_REQ de l’utilisateur, une valeur de consigne d’un débit d’air entrant MAF_SP est déterminée à l’aide d’un modèle inverse de couple (REV_TQ_MOD) qui peut être une cartographie inverse. Il s’agit d’un modèle inverse car, habituellement, un couple est déterminé à partir, entre autres, d’un débit d’air frais entrant. Pour obtenir ce débit d’air entrant MAF_SP, il convient de régler le papillon (ou autre système) à une position de consigne TPS_SP. Cette dernière est également obtenue par un modèle inverse REV_AP_MOD, ou modèle inverse de débit d’air. Il peut ici aussi s’agir d’une cartographie inverse. The couple structure of Figure 2 operates as follows. From the user's TQ_REQ request, an incoming air flow setpoint MAF_SP is determined using an inverse torque model (REV_TQ_MOD) which can be an inverse mapping. This is an inverse model because, usually, a torque is determined from, among other things, a flow of fresh incoming air. To obtain this incoming air flow MAF_SP, it is necessary to adjust the throttle (or other system) to a set point position TPS_SP. The latter is also obtained by an inverse model REV_AP_MOD, or inverse air flow model. This may also be a reverse mapping.
[0030] La quantité de carburant à injecter QTF et l’angle d’allumage IGN_ANG sont déterminés par des modèles directs. Des données d’entrée sont illustrées à titre d’exemples non limitatifs sur la figure 1 B. On a ainsi par exemple la valeur mesurée TPS de la position du papillon, le régime moteur N, la pression atmosphérique MAP qui peut être mesurée ou bien déterminée par un logiciel à partir de mesures de pression dans le moteur, le débit d’air entrant mesuré MAF_MES (mesuré directement ou calculé à partir de mesures de capteurs, par exemple pression, température, ...), la température TEMP de l’air entrant, etc. The quantity of fuel to be injected QTF and the ignition angle IGN_ANG are determined by direct models. Input data are illustrated by way of non-limiting examples in Figure 1 B. We thus have for example the measured value TPS of the throttle position, the engine speed N, the atmospheric pressure MAP which can be measured or else determined by software from pressure measurements in the engine, the measured incoming air flow MAF_MES (measured directly or calculated from sensor measurements, e.g. pressure, temperature, ...), the TEMP temperature of the incoming air, etc.
[0031] Le modèle (direct) de débit d’air AP_MOD permet alors de calculer en fonction de tous ces paramètres un débit d’air entrant MAF. Cette valeur est alors utilisée pour calculer la quantité de carburant à injecter QTF, en considérant par exemple que le mélange est un mélange stoechiométrique. The (direct) air flow model AP_MOD then makes it possible to calculate an incoming air flow MAF based on all these parameters. This value is then used to calculate the quantity of fuel to inject QTF, considering for example that the mixture is a stoichiometric mixture.
[0032] Compte tenu des calculs réalisés, il apparait à l’homme du métier qu’il peut y avoir une différence entre la valeur MAF et la valeur de consigne MAF_SP. À partir de cette valeur MAF, un modèle direct de couple (TQ_MOD) permet de déterminer un couple maximum pouvant être fourni par le moteur. Si cette valeur de couple maximum est supérieure à la requête de l’utilisateur (TQ_REQ), alors il est possible d’agir sur l’avance à l’allumage pour adapter le couple fourni à la requête de l’utilisateur. Le système de détermination de l’angle d’allumage 150 limite alors l’avance à l’allumage si nécessaire. Ceci conduit alors à une dégradation du rendement du moteur correspondant alors à une augmentation de sa consommation. [0032] Taking into account the calculations carried out, it appears to those skilled in the art that there may be a difference between the MAF value and the MAF_SP setpoint value. From this MAF value, a direct torque model (TQ_MOD) makes it possible to determine a maximum torque that can be provided by the motor. If this maximum torque value is greater than the user's request (TQ_REQ), then it is possible to act on the advance at ignition to adapt the torque supplied to the user's request. The system for determining the ignition angle 150 then limits the ignition advance if necessary. This then leads to a deterioration in engine efficiency corresponding to an increase in its consumption.
[0033] En régime stationnaire, une telle structure fonctionne bien et permet d’obtenir un bon rendement pour le moteur. Elle fonctionne aussi pour les régimes transitoires dans le domaine automobile car le plus souvent, les moteurs de véhicules automobiles comportent un collecteur d’admission d’un volume. Dans de tels moteurs, le contrôleur 140 est capable le plus souvent d’ajuster la position du papillon durant une phase transitoire et l’utilisateur n’a aucun ressenti de l’action du contrôleur 140 dans sa conduite. Comme expliqué au préambule, pour des moteurs destinés à des applications non automobiles, les phases transitoires sont souvent plus brèves, le volume du collecteur d’admission est très réduit et l’action du contrôleur 140 s’effectue encore au cours de la phase stationnaire suivant une phase transitoire et peut alors être ressentie par l’utilisateur. En outre, une dégradation du rendement, et donc une augmentation de la consommation peut survenir. [0033] In steady state, such a structure works well and makes it possible to obtain good efficiency for the engine. It also works for transient regimes in the automotive field because most often, motor vehicle engines have an intake manifold of one volume. In such engines, the controller 140 is most often capable of adjusting the position of the throttle during a transient phase and the user has no feeling of the action of the controller 140 while driving. As explained in the preamble, for engines intended for non-automotive applications, the transient phases are often briefer, the volume of the intake manifold is very reduced and the action of the controller 140 is still carried out during the stationary phase. following a transient phase and can then be felt by the user. In addition, a deterioration in efficiency, and therefore an increase in consumption, may occur.
[0034] La présente divulgation propose de modifier la structure de couple présentée sur les figures 1A et 1 B pour s’adapter aussi à des applications non automobiles. The present disclosure proposes to modify the torque structure presented in Figures 1A and 1B to also adapt to non-automotive applications.
[0035] Il est proposé ici de découpler la détermination de la quantité de carburant à injecter de la détermination de l’angle d’allumage. En outre, alors que le réglage de la position du papillon était découplé de la détermination de la quantité de carburant à injecter et de l’angle d’allumage, il est proposé de tenir compte de la consigne de position du papillon TPS_SP pour déterminer l’angle d’allumage IGN_ANG. [0035] It is proposed here to decouple the determination of the quantity of fuel to be injected from the determination of the ignition angle. Furthermore, while the adjustment of the throttle position was decoupled from the determination of the quantity of fuel to be injected and the ignition angle, it is proposed to take into account the throttle position instruction TPS_SP to determine the ignition angle IGN_ANG.
[0036] La détermination de la valeur de consigne de la position du papillon TPS_SP est faite comme expliqué ci-dessus en référence à la figure 1A : à partir d’une requête d’un utilisateur, TQ_REQ, à l’aide successivement d’un modèle inverse de couple REV_TQ_MOD et d’un modèle inverse de débit d’air REV_AP_MOD, sont déterminées successivement une valeur de consigne de débit d’air entrant dans le moteur MAF_SP et ensuite une valeur de consigne de la position du papillon TPS_SP. [0036] The determination of the setpoint value of the position of the throttle TPS_SP is done as explained above with reference to Figure 1A: from a request from a user, TQ_REQ, using successively an inverse torque model REV_TQ_MOD and an inverse air flow model REV_AP_MOD, a setpoint value of air flow entering the engine MAF_SP and then a setpoint value of the throttle position TPS_SP are successively determined.
[0037] La quantité de carburant à injecter QTF est elle aussi déterminée comme expliqué en référence à la figure 1 B : à partir de données mesurées par des capteurs ou bien des données calculées (à partir de données mesurées notamment) par le contrôleur 140 ou une autre unité électronique associée au moteur, un modèle direct de débit d’air AP_MOD calcule un débit d’air entrant dans le moteur MAF et à partir de celui-ci, la quantité de carburant à injecter est déterminée par exemple par le contrôleur 140 ou une autre unité électronique de commande et de gestion (ou unité connu sous le sigle anglais ECU). [0038] L’angle d’allumage IGN_ANG est déterminé à partir d’une variable MAF_TQS qui peut prendre deux valeurs, et plus précisément soit la valeur du débit d’air MAF déterminée par le modèle direct de débit d’air AP_MOD, soit la valeur de consigne MAF_SP déterminée par le modèle inverse de couple REV_TQ_MOD. [0037] The quantity of fuel to be injected QTF is also determined as explained with reference to Figure 1 B: from data measured by sensors or from data calculated (from data measured in particular) by the controller 140 or another electronic unit associated with the engine, a direct air flow model AP_MOD calculates an air flow entering the engine MAF and from this, the quantity of fuel to be injected is determined for example by the controller 140 or another electronic control and management unit (or unit known by the English acronym ECU). The ignition angle IGN_ANG is determined from a variable MAF_TQS which can take two values, and more precisely either the value of the air flow MAF determined by the direct air flow model AP_MOD, or the setpoint MAF_SP determined by the inverse torque model REV_TQ_MOD.
[0039] Il est proposé ici de faire dépendre la valeur de la variable MAF_TQS de la différence entre la position angulaire du papillon TPS et la valeur de consigne TPS_SP. Lorsque la position angulaire du papillon TPS est proche de la valeur de consigne TPS_SP, alors il est proposé de donner à la variable MAF_TQS la valeur de consigne de débit d’air entrant MAF_SP alors que si la position angulaire du papillon est encore éloignée de sa valeur de consigne, la variable MAF_TQS prendra alors la valeur de débit d’air entrant dans le moteur MAF déterminée par le modèle direct de débit d’air AP_MOD. [0039] It is proposed here to make the value of the variable MAF_TQS depend on the difference between the angular position of the throttle TPS and the set value TPS_SP. When the angular position of the throttle TPS is close to the set value TPS_SP, then it is proposed to give the variable MAF_TQS the set value of incoming air flow MAF_SP whereas if the angular position of the throttle is still far from its setpoint value, the variable MAF_TQS will then take the value of air flow entering the MAF motor determined by the direct air flow model AP_MOD.
[0040] Le contrôleur 140 compare alors les valeurs TPS_SP et TPS. Il effectue la différence entre ces deux valeurs et en prend la valeur absolue : The controller 140 then compares the TPS_SP and TPS values. It makes the difference between these two values and takes the absolute value:
|TPS - TPS_SP|. |TPS - TPS_SP|.
Si cette valeur est inférieure (ou inférieure ou égale) à une différence prédéterminée (epsilon ou EPS) alors il est considéré que la position angulaire du papillon est proche de sa valeur de consigne. If this value is less (or less than or equal to) a predetermined difference (epsilon or EPS) then it is considered that the angular position of the throttle is close to its set value.
[0041] Sur la figure 2, la réponse à la question de savoir si : [0041] In Figure 2, the answer to the question of whether:
|TPS - TPS_SP| < EPS est oui correspond à la valeur 1 tandis que la réponse négative correspond à la valeur 0. |TPS - TPS_SP| < EPS is yes corresponds to the value 1 while the negative answer corresponds to the value 0.
[0042] La valeur EPS peut être une valeur fixée ou bien être une valeur dépendant de paramètres, par exemple l’angle d’ouverture du papillon (une faible variation quand le papillon est quasiment fermé peut entrainer une variation importante du débit d’air alors que lorsque le papillon est grand ouvert, une faible variation est moins sensible sur le débit d’air), le régime moteur ou bien la pression atmosphérique. Qu’elle soit fixe ou dépendante de variables, cette valeur EPS reste de préférence faible : elle est avantageusement inférieure à 1°, de manière encore plus avantageuse inférieure à 0,5° et même inférieure à 0,2°. Si elle est fixe, on peut avoir par exemple EPS=0,1 °. Cet angle correspond à la position angulaire du papillon par rapport à son axe de pivotement dans son boitier. The EPS value can be a fixed value or else be a value depending on parameters, for example the opening angle of the butterfly (a small variation when the butterfly is almost closed can lead to a significant variation in the air flow whereas when the throttle is wide open, a small variation is less sensitive to air flow), engine speed or atmospheric pressure. Whether fixed or dependent on variables, this EPS value preferably remains low: it is advantageously less than 1°, even more advantageously less than 0.5° and even less than 0.2°. If it is fixed, we can have for example EPS=0.1°. This angle corresponds to the angular position of the butterfly relative to its pivot axis in its housing.
[0043] Avec le procédé proposé ici, par rapport au procédé de l’art antérieur présenté plus haut, tout se passe de la même manière, même en phase transitoire, jusqu’à ce que le papillon arrive à, ou soit très proche de, sa position de consigne. À ce moment-là, pour éviter tout retrait d’avance non souhaité et ainsi toute dégradation en termes de consommation, le calcul de retrait d’avance se fait avec la valeur de consigne du débit d’air. Ainsi, lorsque le papillon s’approche de sa position finale (correspondant à la position de consigne), tout retrait d’avance d’allumage non souhaité est évité. On obtient ainsi une consommation optimale au niveau du moteur. [0043] With the method proposed here, compared to the method of the prior art presented above, everything happens in the same way, even in the transitional phase, until the butterfly arrives at, or is very close to , its set position. At this time, to avoid any unwanted advance withdrawal and thus any degradation in terms of consumption, the advance withdrawal calculation is done with the air flow setpoint value. Thus, when the butterfly approaches its final position (corresponding to the position of setpoint), any unwanted withdrawal of ignition advance is avoided. We thus obtain optimal consumption at the engine level.
[0044] Dans le cas où par exemple le débit d’air mesuré (calculé) MAF serait plus important que le débit d’air de consigne (MAF_SP), le moteur fournirait alors un couple supérieur au couple demandé (TQ_REQ) mais la combustion se ferait dans des conditions optimales d’un point de vue consommation. Ceci est sans conséquence car un couple trop élevé de quelques pourcents n’est pas sensible pour l’utilisateur qui va automatiquement et naturellement adapter sa requête de couple à la réaction de sa moto, son outil ou autre. Ainsi, il n’y a pas de ressenti pour l’utilisateur et la consommation de carburant reste optimale. À l’inverse aussi, si MAF est inférieur à MAF_SP, le couple obtenu sera moindre mais il n’y aura pas de retrait non souhaité de l’avance de l’allumage. Ici aussi, il n’y a pas de ressenti pour l’utilisateur qui va adapter tout naturellement sa requête et la structure de couple assure une optimisation de la consommation de carburant. [0044] In the case where, for example, the measured (calculated) air flow rate MAF would be greater than the set air flow rate (MAF_SP), the motor would then provide a torque greater than the requested torque (TQ_REQ) but the combustion would be done in optimal conditions from a consumption point of view. This is of no consequence because a torque that is a few percent too high is not sensitive to the user who will automatically and naturally adapt his torque request to the reaction of his motorcycle, his tool or other. Thus, there is no feeling for the user and fuel consumption remains optimal. Conversely also, if MAF is lower than MAF_SP, the torque obtained will be less but there will be no unwanted withdrawal of the ignition advance. Here too, there is no feeling for the user who will naturally adapt his request and the torque structure ensures optimization of fuel consumption.
Application industrielle Industrial application
[0045] La présente solution technique peut trouver à s’appliquer notamment dans le contrôle moteur pour améliorer la consommation en carburant et améliorer aussi l’agrément de conduite pour l’utilisateur. [0045] This technical solution can be applied in particular in engine control to improve fuel consumption and also improve driving pleasure for the user.
[0046] Le procédé proposé, et les moyens correspondants pour la mise en œuvre de ce procédé, permettent de mieux maitriser l’angle d’allumage dans le moteur en évitant tout retrait d’avance non souhaité lorsque le moteur est en phase de fonctionnement stationnaire. Il est alors possible d’optimiser la consommation de carburant et de limiter le rejet de matières polluantes. [0046] The proposed method, and the corresponding means for implementing this method, make it possible to better control the ignition angle in the engine by avoiding any undesired withdrawal of advance when the engine is in operation. stationary. It is then possible to optimize fuel consumption and limit the release of polluting materials.
[0047] La mise en œuvre de la présente divulgation facilite le contrôle moteur et permet dans certaines conditions de moins solliciter le contrôleur. En effet, si la position du papillon varie légèrement en restant proche de la valeur de consigne, le calcul de l’angle d’allumage se fait avec la valeur de consigne. Ainsi une petite erreur de position du papillon ne conduit pas à une dégradation des économies de carburant. [0047] The implementation of the present disclosure facilitates motor control and makes it possible, under certain conditions, to put less strain on the controller. Indeed, if the position of the throttle varies slightly while remaining close to the set value, the calculation of the ignition angle is done with the set value. So a small error in throttle position does not lead to a deterioration in fuel economy.
[0048] Le procédé selon la présente divulgation, illustré sur la figure 2, est aussi moins sensible aux variations qui peuvent exister d’un moteur à l’autre. Le fait d’utiliser en régime stationnaire la valeur de consigne pour déterminer l’angle d’allumage, rend le système moins sensible à des dispersions qui peuvent exister d’un moteur à l’autre. [0048] The method according to the present disclosure, illustrated in Figure 2, is also less sensitive to the variations which may exist from one engine to another. The fact of using the setpoint value in steady state to determine the ignition angle makes the system less sensitive to dispersions which may exist from one engine to another.
[0049] On estime qu’un utilisateur est insensible à des erreurs de niveau de couple jusqu’à environ 5%. Par contre, pour limiter les émissions polluantes et de CO2, une dégradation de la consommation de l’ordre de 1% n’est pas acceptable. La structure de couple proposée ici permet, en évitant tout retrait sur l’avance d’allumage, de conserver une consommation optimale sans impacter l’agrément de l’utilisateur [0049] It is estimated that a user is insensitive to torque level errors of up to approximately 5%. On the other hand, to limit polluting and CO2 emissions, a reduction in consumption of around 1% is not acceptable. The proposed couple structure here allows, by avoiding any withdrawal on the ignition advance, to maintain optimal consumption without impacting the user's pleasure
[0050] La présente divulgation ne se limite pas aux exemples de réalisation proposés et aux variantes évoquées décrits ci-avant, seulement à titre d’exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l’homme de l’art dans le cadre de la protection recherchée. [0050] The present disclosure is not limited to the proposed embodiments and the variants mentioned above, only by way of example, but it encompasses all the variants that those skilled in the art could consider in the context of of the protection sought.

Claims

Revendications Claims
[Revendication 1] Procédé de contrôle de couple moteur d’un moteur à combustion interne, ledit moteur comportant : [Claim 1] Method for controlling engine torque of an internal combustion engine, said engine comprising:
- un vilebrequin, caractérisé par un point mort haut, - a crankshaft, characterized by a top dead center,
- au moins un système de régulation d’un débit d’air entrant (110) dans le moteur, ledit système comprenant un organe de commande mobile dont la position permet d’agir sur le débit d’air entrant dans le moteur, et - at least one system for regulating a flow of air entering the engine (110), said system comprising a mobile control member whose position makes it possible to act on the flow of air entering the engine, and
- un système d’allumage (130) avec un système de détermination de l’angle d’allumage (150), définissant l’angle du vilebrequin par rapport au point mort haut dudit vilebrequin au moment de l’allumage du moteur, procédé dans lequel : a. à partir d’une demande de couple (TQ_REQ) d’un utilisateur dudit moteur, une valeur de consigne de débit d’air (MAF_SP) est déterminée, b. à partir de la valeur de consigne de débit d’air (MAF_SP) une valeur de consigne de position (TPS_SP) de l’organe de commande mobile du système de régulation (110) est déterminée, c. le débit d’air entrant (MAF) dans le moteur ainsi que la position de l’organe de commande mobile (TPS) sont mesurés, et d. à partir de la demande de couple (TQ_REQ) déterminé et du débit d’air entrant (MAF) mesuré, sont déterminés, d'une part, une quantité de carburant à injecter (QTF), et, d'autre part, un angle d’allumage (IGN_ANG), le procédé étant caractérisé en ce que : - an ignition system (130) with an ignition angle determination system (150), defining the angle of the crankshaft relative to the top dead center of said crankshaft at the time of ignition of the engine, method in which: a. from a torque request (TQ_REQ) from a user of said motor, an air flow setpoint value (MAF_SP) is determined, b. from the air flow setpoint value (MAF_SP) a position setpoint value (TPS_SP) of the movable control member of the regulation system (110) is determined, i.e. the incoming air flow (MAF) into the engine as well as the position of the moving controller (TPS) are measured, and d. from the torque demand (TQ_REQ) determined and the incoming air flow (MAF) measured, are determined, on the one hand, a quantity of fuel to be injected (QTF), and, on the other hand, an angle ignition (IGN_ANG), the process being characterized in that:
• la quantité de carburant à injecter (QTF) est calculée à partir du débit d’air entrant mesuré (MAF), et • the quantity of fuel to inject (QTF) is calculated from the measured incoming air flow (MAF), and
• l’angle d’allumage (IGN_ANG) est calculé à partir : o du débit d’air entrant mesuré (MAF), si la différence entre la position mesurée de l’organe de commande mobile (TPS) et la valeur de consigne de la position de l’organe de commande mobile (TPS_SP) est supérieure à une différence de position prédéterminée (EPS), et o de la valeur de consigne du débit d’air entrant (MAF_SP) si la différence entre la position mesurée de l’organe de commande mobile (TPS) et la valeur de consigne de la position de l’organe de commande mobile (TPS_SP) est inférieure à ladite différence de position prédéterminée (EPS). • the ignition angle (IGN_ANG) is calculated from: o the measured incoming air flow (MAF), if the difference between the measured position of the mobile control unit (TPS) and the set value of the position of the movable control member (TPS_SP) is greater than a predetermined position difference (EPS), and o the set value of the incoming air flow (MAF_SP) if the difference between the measured position of the mobile control member (TPS) and the set value of the position of the mobile control member (TPS_SP) is less than said predetermined position difference (EPS).
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la différence de position prédéterminée (EPS) est une valeur fixe. [Claim 2] Method according to claim 1, characterized in that the predetermined position difference (EPS) is a fixed value.
[Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la différence de position prédéterminée (EPS) est une valeur dépendant de paramètres, par exemple de la position de l’organe mobile lui-même (TPS) et/ou du régime moteur (N) et/ou de la pression atmosphérique et/ou de la température. [Claim 3] Method according to claim 1, characterized in that the predetermined position difference (EPS) is a value depending on parameters, for example the position of the movable member itself (TPS) and/or the speed engine (N) and/or atmospheric pressure and/or temperature.
[Revendication 4] Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système de régulation du débit d’air entrant (110) dans le moteur comporte un boitier papillon dans lequel l’organe de commande mobile est un volet, ou papillon, monté pivotant et permet de modifier la section de passage de l’air dans ledit boitier, et en ce que la position du papillon est déterminée par son angle d’ouverture. [Claim 4] Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the system for regulating the flow of incoming air (110) into the engine comprises a throttle body in which the mobile control member is a flap , or butterfly, pivotally mounted and makes it possible to modify the air passage section in said housing, and in that the position of the butterfly is determined by its opening angle.
[Revendication 5] Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la différence de position prédéterminée (EPS) de l’organe de commande mobile correspond à une différence de position angulaire du papillon inférieure à 1°, de préférence inférieure à 0,5° et de préférence encore inférieure à 0,1 °. [Claim 5] Method according to claim 4, characterized in that the predetermined position difference (EPS) of the mobile control member corresponds to a difference in angular position of the throttle less than 1°, preferably less than 0.5 ° and preferably even less than 0.1°.
[Revendication 6] Moteur à combustion interne (100) comprenant : [Claim 6] Internal combustion engine (100) comprising:
- un vilebrequin, caractérisé par un point mort haut, - a crankshaft, characterized by a top dead center,
- au moins un système de régulation d’un débit d’air entrant (110) dans le moteur comportant un organe de commande mobile dont la position permet d’agir sur le débit d’air entrant dans le moteur, et - at least one system for regulating a flow of air entering the engine (110) comprising a movable control member whose position makes it possible to act on the flow of air entering the engine, and
- un système d’allumage (130) avec un système de détermination de l’angle d’allumage (150), définissant l’angle du vilebrequin par rapport au point mort haut dudit vilebrequin au moment de l’allumage du moteur, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une unité de commande électronique (150) pour la mise en œuvre de chacune des étapes d’un procédé selon l'une des revendications 1 à 5. - an ignition system (130) with an ignition angle determination system (150), defining the angle of the crankshaft relative to the top dead center of said crankshaft at the time of ignition of the engine, characterized in which it further comprises an electronic control unit (150) for the implementation of each of the steps of a method according to one of claims 1 to 5.
[Revendication 7] Moteur à combustion interne (100) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système de régulation d’un débit d’air entrant (110) dans ledit moteur comporte : [Claim 7] Internal combustion engine (100) according to claim 6, characterized in that the system for regulating an incoming air flow (110) in said engine comprises:
- un boitier papillon dans lequel l’organe de commande mobile est un volet, ou papillon, monté pivotant permet de modifier la section de passage de l’air dans ledit boitier, et- a butterfly box in which the mobile control member is a flap, or butterfly, pivotally mounted makes it possible to modify the air passage section in said box, and
- un moteur électrique (120) permettant de faire varier la position angulaire dudit papillon. - an electric motor (120) making it possible to vary the angular position of said butterfly.
[Revendication 8] Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre d’un procédé selon l’une des revendications 1 à 5 lorsque ce programme est exécuté par un processeur, notamment une unité de contrôle électronique d’un moteur à combustion interne. [Revendication 9] Support d’enregistrement non transitoire lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme pour la mise en oeuvre d’un procédé selon l’une des revendications 1 à 5 lorsque ce programme est exécuté par un processeur, notamment une unité de contrôle électronique d’un moteur à combustion interne. [Claim 8] Computer program comprising instructions for implementing a method according to one of claims 1 to 5 when this program is executed by a processor, in particular an electronic control unit of an internal combustion engine. [Claim 9] Non-transitory recording medium readable by a computer on which is recorded a program for implementing a method according to one of claims 1 to 5 when this program is executed by a processor, in particular a unit electronic control of an internal combustion engine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0434111A2 (en) * 1989-12-18 1991-06-26 General Motors Corporation Method and apparatus for adjusting fuel injection timing
US20020179055A1 (en) * 1999-11-10 2002-12-05 Thomas Ganser Method of operating an internal combustion engine
US20120290193A1 (en) * 2009-12-15 2012-11-15 Hitachi, Ltd. Internal Combustion Engine Control Device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0434111A2 (en) * 1989-12-18 1991-06-26 General Motors Corporation Method and apparatus for adjusting fuel injection timing
US20020179055A1 (en) * 1999-11-10 2002-12-05 Thomas Ganser Method of operating an internal combustion engine
US20120290193A1 (en) * 2009-12-15 2012-11-15 Hitachi, Ltd. Internal Combustion Engine Control Device

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