FR2910552A1 - Procede de commande d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne comportant q cylindres et une unité de commande électronique (26) caractérisé en ce qu'il comporte:- une étape (31) d'élaboration d'une valeur nominale de consigne Anom pour commander un injecteur du moteur,- une étape (37,49) d'estimation du couple gaz moyen Cmes[Ci] généré dans chaque cylindre du moteur,- une étape (41,53) de calcul d'une valeur d'erreur Er[Ci] du cylindre Ci à partir du couple gaz moyen Cmes[Ci] estimé et de la valeur de consigne Anom,- une étape (41,55,63) de correction de la valeur de consigne Anom[Ci] de l'injecteur Ci en fonction de la valeur de l'erreur Er[Ci].

Description

PROCEDE DE COMMANDE D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. La présente

invention concerne la commande des moteurs de véhicules à combustion interne, qu'ils soient à essence ou diesel, à injection de carburant directe ou indirecte et quel que soit le nombre de cylindres. Dans le fonctionnement actuel des moteurs à combustion interne il existe des dispersions entre les quantités injectées d'un cylindre par rapport à un autre cylindre, on parle de dispersion poste à poste. Ces dispersions relatives proviennent des différences de fabrication des composants du moteur et de leur vieillissement. Ces écarts engendrent des vibrations, du bruit, une surconsommation de carburant et une augmentation des émissions de polluants. On connaît des stratégies intégrées dans les calculateurs de contrôle moteur destinées à corriger les dispersions de débit injecté par chacun des injecteurs d'un moteur à combustion interne. Ces stratégies corrigent les dispersions poste à poste par la mesure de la durée nécessaires au vilebrequin du moteur pour parcourir une fenêtre angulaire déterminée et liée à la combustion d'un cylindre. La comparaison des durées de parcours des fenêtres angulaires liées aux combustions de chaque cylindres permet de corriger la quantité injectée dans chaque cylindres afin d'égaliser ces durées et d'égaliser les quantités injectées. Une telle stratégie est divulguée dans la publication EP-A-1065363. Ces stratégies sont dépendantes des dispersions et des dérives mécaniques qui modifient la cinématique du moteur. Ainsi, la durée de parcours par le vilebrequin d'une fenêtre angulaire déterminée évolue en 2910552 - 2 fonction des frottements moteur et n'est donc plus représentative de la quantité de carburant réellement injectée. La correction poste à poste réalisée grâce à ces stratégies est alors erronée car elle ne prend pas en compte ces phénomènes.

5 De plus les stratégies actuelles n'intègrent pas l'influence de la torsion du vilebrequin et l'influence des forces d'inerties dues aux masses en translation (mouvement des pistons par exemple) sur la mesure de la durée angulaire de parcours d'une fenêtre déterminée. Ces stratégies ne 10 fonctionnent pas au-delà de 3000 tours/minute car les phénomènes de torsion et d'inertie croissent avec le régime moteur et ne sont plus négligeable à ces vitesses de rotation. La présente invention propose, entre autre chose, de résoudre les 15 inconvénients de l'art antérieur. Dans ce but, l'invention propose un procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne comportant q cylindres caractérisé en ce qu'il comporte: - une étape d'élaboration d'une valeur nominale de consigne Anom pour commander un injecteur du moteur, - une étape d'estimation du couple gaz moyen Cmes[Ci] généré dans chaque cylindre du moteur, - une étape de calcul d'une valeur d'erreur Er[Ci] du cylindre Ci à partir du couple gaz moyen Cmes[Ci] mesuré et de la valeur nominale de consigne Anom, - une étape de correction de la valeur de consigne Anom[Ci] de l'injecteur Ci en fonction de la valeur de l'erreur Er[Ci]. 20 25 30 2910552 - 3 Le procédé selon l'invention pourra présenter au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes: - Anom est élaborée à l'aide d'une cartographie et est fonction du point de fonctionnement du moteur. 5 - si la valeur nominale de consigne Anom est un débit, on convertit le couple gaz moyen Cmes[Ci] généré dans chaque cylindre du moteur en une valeur de débit d'injection Qinj[ci] correspondante, ou on convertit la valeur nominale de consigne Anom en une valeur de couple correspondante Cnom. 10 - la correction de la valeur de consigne Anom[Ci] de l'injecteur Ci est donnée par une relation de la forme : ( dEr[Ci] Anom[Ci] = Anom + J k. Er[Ci]dt +kd + k Er[Ci] dt p ou par une relation de la forme ( dEr[Ci] Anom[Ci] = J kiEr[Ci]dt+kd +kEr[Ci] dt p 15 avec : kti , kti gain intégral d'un régulateur proportionnel intégral dérivé, gain dérivé d'un régulateur proportionnel intégral dérivé kp , kp gain proportionnel d'un régulateur proportionnel intégral dérivé. - l'étape d'élaboration d'une valeur de consigne nominale Anom comporte 20 une étape d'estimation et d'enregistrement du couple gaz moyen Cmes[Ci] produit par chacun des cylindres Ci du moteur, une étape de comparaison de la valeur du couple Cmes[Ci] de chacun des cylindres Ci à une valeur de couple Creg, une étape de sélection d'un cylindre Ciref produisant le couple Cref le plus proche de Creg comme cylindre de 25 référence, une étape de calcul d'une grandeur nominale de consigne de couple Anom en fonction de la valeur de Cref. - la correction de la valeur de consigne Anom[Ci] de l'injecteur Ci est donnée par une relation de la forme : 2910552 -4 Anom[Ci] = Cref + f k. Er[Ci]dt+kd dEr dt[Ci] +kpEr[Ci] ou de la forme : dEr[Ci] Anom[Ci] k;Er[Ci]dt+k~, dt +kpEr[Ci] avec : k, , k; gain intégral d'un régulateur proportionnel intégral dérivé 5 kd kd' gain dérivé d'un régulateur proportionnel intégral dérivékp , kp gain proportionnel d'un régulateur proportionnel intégral dérivé. - l'étape d'élaboration d'une valeur nominale de consigne Anom comporte une étape d'estimation du couple gaz moyen produit par chacun des cylindre Ci du moteur, une étape de calcul (85) d'une moyenne Cmoy des 10 couples gaz moyen produits par chacun des cylindres Ci du moteur, une étape de calcul d'une valeur nominale de consigne de couple Anom en fonction de la valeur de Cmoy. - la valeur du couple moyen de référence Cmoy est donnée par la relation 15 Ck=2(Ck_,+Cp) (El) Cmoy = Ck dans laquelle Ç est la moyenne glissante du couple gaz moyen estimé à l'instant k, k étant l'instant où l'estimation du couple gaz moyen Cp produit par une combustion dans le cylindre p est terminée. - la valeur du couple moyen de référence Cmoy est donnée par la relation 20 suivante : 1 1 m(n+l) C,z = 2 (Cnù1 ± m 1c, p'=m.n Cmoy = Cn 25 dans laquelle, Cp' est une valeur de couple estimé, p' comptabilise le nombre entier de combustions consécutives depuis l'initialisation du calcul 2910552 -5 de C,, , et 0 <_ p'. m est le nombre de cylindres pris en compte pour le calcul de la moyenne glissante Cä et 1 sm<_q. - la valeur du couple moyen de référence Cmoy est donnée par la relation 1 q 5 Cmoy =ù~cp q p=1 Cmoy est alors la moyenne arithmétique des couples des cylindres du moteur au cycle thermodynamique précédent, et Cmoy est calculé pour tous les cycles moteur. 10 - la correction de la valeur de consigne Anom[Ci] de l'injecteur Ci est donnée par une relation de la forme : dEr[Ci] + k Er[Ci] Anom[Ci] = Areg + $k Er[Ci]dt +kd dt p ou par la relation ( Anom[Ci] = J k;Er[Ci]dt+k dEr[Ci] +k' Er[Ci] dt 15 avec : Areg consigne de couple ou de débit élaboré par l'unité de commande électronique pour piloter les injecteurs, k; , k; gain intégral d'un régulateur proportionnel intégral dérivé, kd kd gain dérivé d'un régulateur 20 proportionnel intégral dérivé kp , kp gain proportionnel d'un régulateur proportionnel intégral dérivé. - au cours de ou des étapes d'estimation (37,49,67,75,85,91), on utilise un capteur de position 16 pour détecter le déplacement des motifs d'une cible solidaire d'un élément du moteur mobile en rotation, et l'estimation du 25 couple gaz moyen généré dans chaque cylindre du moteur est donné par une relation du type : 2910552 - 6 [Cgazo Jt = 1 â. J dans laquelle : ak,J flk,J + ao, J k=qi 5 10 15 - [Cgaz,o]i est le couple gaz moyen du cylindre i au cours d'un cycle de combustion, Nk,j est une fonction de. et/ou de 4, respectivement durée et vitesse de passage du motif Dk en face du capteur. - ak,J est un coefficient de pondération de la durée associé au motif Dk, - ao 1 est une variable dépendant du régime moyen du moteur au premier ordre, - q; et r; désignent respectivement le numéro du premier motif et le numéro du dernier motif perçus par le capteur de position (2) au cours de la combustion du cylindre i définissant la fenêtre angulaire d'analyse du couple du moteur associé à la combustion du cylindre i, - 8i est un coefficient de pondération. - l'estimation du couple est donné par l'une quelconque des relations : [Cgaz,o Jl ~ak wk +ao k=qt 20 dans lesquelles : OU [Cgazo]j. ak Otk +ao k=qt 25 - [Cgaz,o]i est le couple gaz moyen du cylindre i au cours d'un cycle de combustion, - wk est la vitesse de passage du motif Dk en face du capteur, est la durée instantanée de passage du motif Dk en face du capteur de position, 2910552 - 7 - i est le coefficient de pondération de la vitesse du motif Dk dépendant au moins d'un paramètre de fonctionnement du moteur, - . est une variable dépendant au moins d'un paramètre de fonctionnement du moteur, - q; et r; désignent respectivement le numéro du premier motif et le numéro du dernier motif perçus par le capteur de position au cours de la combustion du cylindre i définissant la fenêtre angulaire d'analyse du couple du moteur associé à la combustion du cylindre i. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, non limitatif, de la présente invention faîte en référence aux 15 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'une partie d'un moteur à combustion interne, - la figure 2 est un diagramme illustrant un premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 3 est un diagramme illustrant un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 4 est un diagramme illustrant un troisième mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention - la figure 5 est un diagramme d'un mode de mise en oeuvre de l'estimation du couple produit par les cylindres du moteur. On a illustré à la figure 1 une partie d'un moteur 2 selon un mode préféré de réalisation de l'invention. Il s'agit d'un moteur à combustion interne qui 30 peut être diesel ou à essence. Le moteur 2 comprend plusieurs cylindres, par exemple au nombre de quatre. Dans chaque cylindre 4 est monté un 5 10 20 25 2910552 -8 piston mobile 6 articulé sur une bielle 8 et définissant avec la partie supérieure du cylindre une chambre de combustion 10. Un organe 16 est prévu en face du vilebrequin 15 auquel sont reliées les bielles 8 afin de mesurer la position angulaire du vilebrequin et sa vitesse de rotation. A 5 chaque cylindre est associé également un injecteur 18, les injecteurs étant tous connectés à une rampe commune 20 d'alimentation en carburant sous pression. Le moteur comprend un organe 22 de mesure de la pression du carburant dans la rampe ainsi qu'un organe 24 de mesure de la température du carburant dans la rampe. Le moteur 2 comprend une 10 unité de commande électronique 26 (U.C.E.) assurant la commande du moteur et effectuant les calculs nécessaires au pilotage de l'ensemble du système. Le véhicule dans lequel est installé le moteur 2, comprend une pédale 15 d'accélérateur 30 actionnée par le conducteur et dont la position est communiquée à l'U.C.E 26 pour lui permettre de commander le moteur selon la volonté du conducteur. La position de la pédale permet à l'U.C.E 26 d'interpréter la volonté du conducteur sur la forme d'une consigne de puissance, de couple ou de vitesse du moteur. Les signaux provenant des 20 capteurs de pression 22, de température 24 et de position angulaire 16 sont eux aussi transmis en temps réel au boîtier 26. Dans la description qui va suivre, "i" est l'indice du cylindre considéré. Par exemple "i" varie de 1 à 4 pour un moteur à 4 cylindres. Lorsque i atteint la 25 valeur maximale à l'incrémentation suivante, i reprend la valeur 1. Dans la description qui va suivre, la définition du couple gaz moyen produit par les combustions dans un cylindre, encore appelé couple moyen indiqué, est donné par la relation : 1T CGaz Ioy = T f CG., .dt 0 30 2910552 -9 et CG ~ =Pde Dans la relation précédente, CG I est le couple gaz instantané, P est la pression dans le cylindre, V est le volume de la chambre de combustion 5 du cylindre, est la position angulaire du vilebrequin et T est la période nécessaire pour parcourir un cycle thermodynamique complet dans un cylindre du moteur. On se reporte à présent à la figure 2. Sur cette figure on a représenté un 10 premier mode de mise en ouvre du procédé permettant d'estimer et de corriger les dispersions entre les quantités injectées d'un cylindre par rapport à un autre cylindre. A l'étape 31 l'U.C.E. 26 élabore une consigne nominale Anom afin de piloter l'injecteur 18. Cette consigne peut-être une valeur de couple que doit produire le cylindre 4 ou un débit d'injection que 15 doit atteindre l'injecteur 18. Afin d'élaborer la consigne de couple, l'U.C.E. 26 prend en compte la position de la pédale d'accélérateur qui est le reflet de la volonté du conducteur et d'autres informations en provenance des autres calculateurs (calculateur de boîte de vitesse, calculateur d'ESP ou autre ) de pilotage du véhicule. L'U.C.E. prend également en compte le 20 point de fonctionnement du moteur (régime, charge, température d'eau moteur, température d'huile moteur, température d'échappement, pression d'air à l'admission, pression d'air des gaz d'échappement, état de charge du filtre à particule, état de charge du piège à oxyde d'Azote,nombre d'injection dans un motif...). A partir de toutes ces informations, l'U.C.E. 26 25 va lire dans une cartographie la valeur de Anom correspondant à l'état de fonctionnement du moteur et aux demandes du conducteur et des autres calculateurs du véhicule. La valeur de Anom évolue donc régulièrement en fonction des paramètres de fonctionnement du moteur. 2910552 - 10- Si Anom est un couple (étape 33), à l'étape 34 on vérifie si la valeur de la consigne Anom a évolué significativement. Si tel est le cas on passe à l'étape 35 sinon on passe à l'étape 37. A l'étape 35 on affecte la valeur nominale de consigne Anom à la valeur de consigne Anom[Ci] du cylindre 5 Ci. La nouvelle valeur de couple que doit idéalement atteindre le cylindre Ci est donc Anom[Ci]. De cette façon tous les cylindres du moteur reçoivent la même consigne. A l'étape 37 on mesure le couple gaz moyen Cmes[Ci] produit par le cylindre Ci. Cette étape de mesure du couple commune à tous les mode de réalisation sera décrite ultérieurement. A 10 l'étape 39, on calcule l'erreur Er[Ci] entre la valeur de couple nominale Anom et la valeur de couple Cmes[Ci] effectivement produite par le cylindre Ci. L'étape 41 est une étape de correction au cours de laquelle on modifie la consigne Anom[Ci] en fonction de l'erreur Er[Ci] précédemment déterminée. En particulier la relation liant Anom[Ci] à Er[Ci] 15 est de la forme : ( dEr[Ci] Anom[Ci] = Anom + J k. Er[Ci]dt +kd + k Er[Ci] dt p ou de la forme : dEr[Ci] Anom[Ci] _ f k;Er[Ci]dt +kd +kEr[Ci] dt p avec : kti , kti gain intégral d'un régulateur proportionnel intégral dérivé gain dérivé d'un régulateur proportionnel intégral dérivé kp , kp gain proportionnel d'un régulateur proportionnel intégral dérivé 25 Selon cette variante le terme correctif P.I.D. est remis à zéro en cas de changement de consigne Anom car l'étape 35 affecte explicitement la valeur de consigne Anom à la valeur de consigne Anom[Ci]. 20 2910552 -11- Le cylindre Ci fonctionne alors avec une consigne Anom[Ci] venant compenser sa dispersion propre par rapport à la grandeur nominale Anom. A l'étape 43, on incrémente l'indice "i" de manière à recommencer le processus à partir l'étape 34 avec un nouveau cylindre Ci du moteur. Selon une variante de ce mode de réalisation (représenté en pointillés sur 10 la figure 2), les étapes 34 et 35 sont supprimées car la formule Anom[Ci] = Anom + J k. Er[Ci]dt +kd dEr[Ci] + k Er[Ci] intègre la prise en dt P compte de Anom et donc de ses évolutions. Dans ce cas particulier, lors d'un changement de la valeur de Anom, la valeur de correction apprise précédemment grâce au terme intégral est conservée.

15 Si Anom est un débit (étape 45), à l'étape 46 on vérifie si la valeur de la consigne Anom a évolué significativement. Si tel est le cas on passe à l'étape 47 sinon on passe à l'étape 49. A l'étape 47 on affecte la valeur nominale de consigne Anom à la valeur de consigne Anom[Ci] du cylindre 20 Ci. A l'étape 49 on mesure le couple Cmes[Ci] produit par le cylindre Ci. A partir de l'étape 49 deux modes de réalisations sont possibles. Selon le premier mode de réalisation, à l'étape 51, on convertit la grandeur Cmes[Ci] en un débit d'injection Qinj[Ci]. Cette conversion est réalisée à l'aide d'une cartographie prenant en compte les paramètres de 25 fonctionnement moteur (nombre d'injections par motif, les quantités injectée par injection, le phasage des injections, le taux de gaz recirculés, la pression collecteur. A l'étape 53 on calcule l'erreur Er[Ci] entre le débit nominal Anom que devrait injecter l'injecteur 18 du cylindre Ci et le débit effectivement injecté Qinj[Ci]. A l'étape 55, on modifie la consigne 5 2910552 - 12 -Anom[Ci] en fonction de l'erreur Er[Ci] précédemment déterminée. Par exemple, la relation de correction liant Anom[Ci] à Er[Ci] est de la forme : ( dEr[Ci] Anom[Ci] = Anom + J k. Er[Ci]dt +kd + k Er[Ci] dt p 5 ou est de la forme : ( dEr[Ci] Anom[Ci] = J k;Er[Ci]dt+kd +kEr[Ci] dt p avec : kti , kti gain intégral d'un régulateur proportionnel intégral dérivé gain dérivé d'un régulateur proportionnel intégral dérivé 10 kp , kp gain proportionnel d'un régulateur proportionnel intégral dérivé. Dans ce dernier cas, le terme correctif P.I.D. peut être remis à zéro en cas de changement de consigne Anom car l'étape 47 affecte explicitement la valeur de consigne Anom à la valeur de consigne Anom[Ci]. A l'étape 57, on incrémente l'indice "i" afin de passer au cylindre suivant. Selon une variante de ce mode de réalisation, après l'étape 49, on convertit la grandeur Anom (ici un débit) en un couple (étape 59). A l'étape 20 61 on calcule l'erreur Er[Ci] entre le couple nominal Anom que devrait produire le cylindre Ci et le couple effectivement produit par ce cylindre. A l'étape 63, on modifie la consigne Anom[Ci] en fonction de l'erreur Er[Ci] précédemment déterminée. Par exemple, la relation de correction liant Anom[Ci] à Er[Ci] est de la forme : ( dEr[Ci] 25 Anom[Ci] = Anom + J k. Er[Ci]dt +kd + k Er[Ci] dt p ou de la forme : 15 2910552 -13- ( dEr[Ci] Anom[Ci] = J k;Er[Ci]dt+kd +kEr[Ci] dt p avec : kti , kti gain intégral d'un régulateur proportionnel intégral dérivé kd kd gain dérivé d'un régulateur proportionnel intégral dérivé 5 kp , kp gain proportionnel d'un régulateur proportionnel intégral dérivé Le terme correctif P.I.D. peut être remis à zéro en cas de changement de consigne Anom car l'étape 47 affecte explicitement la valeur de consigne Anom à la valeur de consigne Anom[Ci]. A l'étape 65, on incrémente l'indice "i" afin de passer au cylindre suivant. Selon une variante de ces deux modes de réalisation (représenté en pointillés sur la figure 2), les étapes 45 et 47 sont supprimées car la 15 formule Anom[Ci] = Anom +f k. Er[Ci]dt +kd dEr[Ci] + k Er[Ci] intègre la dt p prise en compte de Anom et donc de ses évolutions. Dans ce cas particulier, lors d'un changement de la valeur de Anom, la valeur de correction apprise précédemment grâce au terme intégral est conservée.

20 Dans ce mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on contrôle les injecteurs de manière à ce que leurs valeurs de consigne respectives se rapprochent de Anom. De cette façon , on résout non seulement les problèmes de dispersion poste à poste des injecteurs, mais on améliore le fonctionnement du moteur.

25 La figure 3 présente un autre mode de réalisation du procédé. A l'étape 67 on mesure et on enregistre le couple gaz moyen Cmes[Ci] produit par chacun des cylindres 4 du moteur. A l'étape 68 on teste si une grandeur 10 2910552 - 14- de consigne Areg (couple ou débit) calculée par l'U.C.E a changé. Si tel est le cas l'étape 69 est réalisée, sinon l'étape 71 est réalisée. A l'étape 69 on affecte Areg à la consigne Anom[Ci] de chaque cylindre Ci. A l'étape 71 on compare la valeur Cmes[Ci] de chacun des cylindres Ci à la valeur de 5 Areg, convertie en couple si elle est exprimée en débit. Le cylindre Ciref produisant le couple gaz moyen Cref le plus proche de Areg est choisit comme cylindre de référence. A l'étape 73 on calcule une grandeur de consigne de couple Anom en fonction de la valeur de Cref. A titre d'exemple, Anom peut être égale à Cref. A l'étape 75, on estime une 10 nouvelle fois le couple Cmes[Ci] produit par le cylindre Ci. A l'étape 77, pour tous les cylindres autres que le cylindre de référence Cref on calcule l'erreur Er[Ci] entre le couple gaz nominal Anom que devrait produire le cylindre Ci et le couple gaz moyen Cmes[Ci] effectivement produit par le cylindre Ci. A l'étape 79, on modifie la consigne Anom[Ci], des cylindres 15 autre que Ciref, en fonction de l'erreur Er[Ci] précédemment déterminée. Par exemple, la relation de correction liant Anom[Ci] à Er[Ci] est de la forme : ( dEr[Ci] Anom[Ci] = Areg + J ki Er[Ci]dt +kd + k Er[Ci] dt p ou de la forme : dEr[Ci] 20 Anom[Ci] = f k;Er[Ci]dt +kd +kEr[Ci] dt p avec : kti , kti gain intégral d'un régulateur proportionnel intégral dérivé kd kd gain dérivé d'un régulateur proportionnel intégral dérivé kp , kp gain proportionnel d'un régulateur proportionnel intégral dérivé 25 2910552 - 15 - Selon cette dernière variante le terme correctif P.I.D. est remis à zéro en cas de changement de consigne Areg car l'étape 69 affecte explicitement la valeur de consigne Areg à la valeur de consigne Anom[Ci].

5 A l'étape 81 on incrémente l'indice "i" afin de contrôler un autre cylindre du moteur. A l'étape 83 on vérifie si le moteur a changé de point de fonctionnement, si tel est le cas, on effectue l'étape 67, sinon on effectue l'étape 68.

10 Selon une variante de ce mode de réalisation (représenté en pointillés sur la figure 3), les étapes 68 et 69 sont supprimées car la formule Anom[Ci] = Areg + J ki Er[Ci]dt +kd dEr[Ci] + k Er[Ci] intègre la prise en dt p compte de Areg et donc de ses évolutions. Dans ce cas particulier, lors d'un changement de la valeur de Areg, la valeur de correction apprise 15 précédemment grâce au terme intégral est conservée. Ce mode de réalisation revient à choisir le cylindre fonctionnant le mieux et à modifier la consigne en couple des autres cylindres de manière à ce que leur fonctionnement se rapproche de celui du cylindre de référence.

20 Un autre mode de réalisation du procédé est présenté à la figure 4. Dans ce mode de réalisation on estime le couple gaz moyen produit par chacun des cylindres du moteur à combustion interne et on modifie la consigne Anom[Ci] (en débit ou en couple) de chaque cylindre afin que le couple 25 gaz produit par chacun des cylindre se rapproche d'une valeur moyenne de couple gaz. Plus précisément, a l'étape 85, on calcule une moyenne Cmoy des couples gaz moyen produits par chacun des cylindres Ci du moteur. La valeur Cmoy peut être donnée par la relation: 2910552 -16- Ck = 2 (Ck-1 + Cp) Cmoy = Ck dans laquelle Ck est la moyenne du couple gaz moyen estimé à l'instant k, k étant l'instant où l'estimation du couple gaz moyen Cp produit par la combustion dans le cylindre p est terminée. Un mode de réalisation de 5 l'estimation de la grandeur Cp sera détaillé plus bas. La grandeur Cmoy peut aussi être donnée par la relation: q Cmoy =ùc 10 q p=1 Cmoy est alors la moyenne arithmétique des couples gaz moyen cp produit par les combustions dans le cylindre p du moteur au cours du cycle thermodynamique précédent, et Cmoy est calculé pour tous les cycles moteur. Un mode de réalisation de l'estimation de la grandeur cp 15 sera détaillé plus bas. La grandeur Cmoy peut encore être donnée par la relation: 1 1 m(n+1) c ,, 2 (Cn- + m I Cp' F''=m.n Cmoy = Cn dans laquelle Cp' est une estimation du couple gaz produit par un cylindre du moteur, p' comptabilise le nombre entier de combustions consécutives 25 depuis l'initialisation du calcul de C,, , et 0 5 p'. m est le nombre de cylindres pris en compte pour le calcul de la moyenne C,, et 1 5 m 5 q. Un 20 2910552 - 17 - mode de réalisation de l'estimation de la grandeur Cp, sera détaillé plus bas. A l'étape 86 on teste si une grandeur de consigne Areg calculée par 5 l'U.C.E a changé. Si tel est le cas l'étape 87 est réalisée, sinon l'étape 89 est réalisée. A l'étape 87 on affecte Areg à la consigne, de débit ou de couple, Anom[Ci] de chaque cylindre Ci. A l'étape 89 on calcule une grandeur de consigne de couple Anom en fonction de la valeur de Cmoy. A titre d'exemple Anom peut être égal à Cmoy. A l'étape 91, on mesure 10 une nouvelle fois le couple gaz moyen Cmes[Ci] produit par le cylindre Ci. A l'étape 93, on calcule l'erreur Er[Ci] entre le couple gaz moyen nominal Anom que devrait produire le cylindre Ci et le couple Cmes[Ci] effectivement produit par le cylindre Ci. A l'étape 95, on modifie la consigne Anom[Ci] en fonction de l'erreur Er[Ci] précédemment 15 déterminée. Par exemple, la relation de correction liant Anom[Ci] à Er[Ci] est de la forme : ( dEr[Ci] Anom[Ci] = Areg + J ki Er[Ci]dt +kd + k Er[Ci] dt p ou de la forme : ( dEr[Ci] Anom[Ci] = J k;Er[Ci]dt+kd +kEr[Ci] dt p 20 avec : kti , kti gain intégral d'un régulateur proportionnel intégral dérivé gain dérivé d'un régulateur proportionnel intégral dérivé kp , kp gain proportionnel d'un régulateur proportionnel intégral dérivé Selon cette variante le terme correctif P.I.D. est remis à zéro en cas de 25 changement de consigne Areg car l'étape 87 affecte explicitement la valeur de consigne Areg à la valeur de consigne Anom[Ci]. 2910552 - 18 - A l'étape 97 on incrémente l'indice "i" afin de contrôler un autre cylindre du moteur et l'étape 85 est effectuée de nouveau. Selon une variante de ce mode de réalisation (représenté en pointillés sur 5 la figure 4), les étapes 86 et 87 sont supprimée car la formule Anom[Ci] = Areg + f ki Er[Ci]dt +kd dEr[Ci] + k Er[Ci] intègre la prise en dt p compte de Areg et donc de ses évolutions. Dans ce cas particulier, lors d'un changement de la valeur de Areg, la valeur de correction apprise précédemment grâce au terme intégral est conservée.

10 On va maintenant décrire l'estimation du couple gaz moyen produit par un cylindre du moteur effectuée aux étapes 37, 49, 67, 75, 85 et 91 des différents modes de réalisations de la présente invention. Cette étape d'estimation permet d'obtenir les valeur Cmes[Ci] des différents mode de 15 réalisation ainsi que les grandeurs Cp et C. L'étape d'estimation du couple gaz moyen produit en propre par chaque combustion dans un cylindre 18 du moteur 2 met en oeuvre un capteur de position. Le capteur est fixé au bloc moteur et détecte le déplacement 20 d'une cible munie de motifs. La cible est solidaire d'un élément du moteur mobile en rotation. Lorsque les motifs défilent en face du capteur, ce dernier délivre un signal alternatif de fréquence proportionnelle à leur vitesse de déplacement. Cette étape d'estimation est basée sur une équation utilisant une grandeur caractéristique du mouvement de rotation 25 du moteur. L'estimation du couple moyen estimé , encore appelé couple gaz moyen est donné par la relation : 2910552 - 19- dans laquelle : -[Cgaz,o]i est le couple gaz moyen du cylindre i au cours d'un cycle de combustion, - Nk,j est une fonction de . et/ou de e respectivement durée et vitesse de passage du motif Dk en face du capteur., - ak l est le coefficient de pondération de r'kj dépendant au moins d'un paramètre de fonctionnement du moteur, - ao 1 est une variable dépendant au moins d'un paramètre de fonctionnement du moteur, - q; et r; désignent respectivement le numéro du premier motif et le numéro du dernier motif perçue par le capteur de position au cours de la combustion du cylindre i définissant la fenêtre angulaire d'analyse du couple du moteur associé à la combustion ducylindre i, - 8i est un coefficient de pondération. Un mode particulier de réalisation de l'estimation du couple gaz moyen va 20 être décrit en référence à la figure 5. Une cible 104 liée au volant d'inertie 103 du moteur est solidaire du vilebrequin, donc tourne avec lui et présente des dent 106 sur son pourtour qui passent en regard du capteur 16 de position angulaire fonctionnant par magnéto-réluctance. Le capteur 16 mesure la durée de passage de chaque dent 106 de la couronne 25 dentée devant le capteur 16. Au sein de l'U.C.E. on calcule l'inverse de la valeur obtenue et on multiplie le résultat par la valeur du secteur angulaire de la dent correspondante. Plus précisément, la durée Atk correspond au temps qui s'écoule entre un 30 front (montant ou descendant) du signal émis par le capteur de position et 5 10 15 2910552 - 20 - le front suivant. Cette durée est associée à la dent Dk, occupant la position angulaire 8k, et de largeur angulaire A8k. La vitesse angulaire wk associée à la dent Dk est alors obtenue par la formule : oek _ wk Atk 5 Ensuite, l'U.C.E 26 va mettre en relation les différentes vitesses. Pour cela, à l'étape 108, les vitesses wk sont additionnées après avoir été pondérées par des coefficients ak. On réalise ainsi le calcul du couple moyen indiqué, ou couple gaz moyen, développé par le cylindre i du moteur comportant p cylindres selon la relation suivante: [Cgazo 1 ak C0k + a0 k=qi 10 15 20 25 dans laquelle : - [Cgaz,o]i est le couple gaz moyen du cylindre i au cours d'un cycle de combustion, - wk est la vitesse de passage du motif Dk en face du capteur, - c est le coefficient de pondération de la vitesse du motif Dk dépendant du régime moteur au premier ordre, - c est une variable dépendant du régime moteur au premier ordre, - q; et r; désignent respectivement le numéro du premier motif et le numéro du dernier motif perçue par le capteur de position au cours de la combustion du cylindre i définissant la fenêtre angulaire d'analyse du couple du moteur associée à la combustion du cylindre i. Le calcul du couple gaz moyen selon la relation précédente présente des avantages. Ainsi, les angles 8k des dents Dk de la cible volant peuvent 2910552 - 21 - être quelconques. Le calcul du couple indiqué, ainsi réalisé n'est pas affecté par des défauts angulaires de la cible, des problèmes de faux rond, la taille de la dent longue traditionnellement disposée sur ce type de volant, ou encore des défauts éventuels de l'électronique de filtrage du 5 signal du capteur (déphasage des fronts après un dent longue). Ces avantages viennent de la prise en compte de ces défauts dans les coefficients ak 10 Les coefficients ak et ao sont prédéterminés, et ici sont dépendants, au premier ordre, du régime moyen du moteur wo. Pour déterminer ces coefficients on peut utiliser une fonction de calcul ou une cartographie dépendant du régime du moteur.

15 Il est également possible de faire dépendre les coefficients ak et ao des paramètres du moteur (taux d'EGR, nombre d'injections, phasage des injections, quantité de carburant injecté, températures de l'air en sortie compresseur, température des gaz brûlés à l'échappement, température des gaz recyclés EGR, température d'eau, température d'huile, 20 température avant-turbine, des pressions du collecteur d'admission ou du collecteur d'échappement). Une bonne mise au point de ces coefficients, les rend indépendants de ces derniers paramètres, ce qui est un avantage de l'invention. La relation précédente permet d'estimer le couple gaz moyen avec une grande précision. Ainsi, il est possible d'atteindre une précision avec un risque d'erreur d'estimation inférieur à 1 %.

30 Dans une variante de la mise en oeuvre des étapes de détermination du couple gaz moyen, l'U.C.E 26 mesure la durée instantanée Otk nécessaire 25 2910552 -22- au passage de chaque dent devant le capteur 16. Cette durée correspond au temps qui s'écoule entre un front du signal émis par le capteur de position et le front homologue suivant. Cette durée est associée à la dent Dk, occupant la position angulaire 8k et de largeur angulaire Dek de la cible 5 104. De même que précédemment, on effectue une somme pondérée des valeurs ainsi obtenues en utilisant cette fois la formule : [Cgazo1 = ak Atk +a0 k=qi - [Cgaz,o]i est le couple gaz moyen du cylindre i au cours d'un cycle de combustion, -A' est la durée instantanée de passage du motif Dk en face du capteur de position, - a, est le coefficient de pondération de la durée du motif Dk, dépendant du régime moyen du moteur au premier ordre, - est une variable dépendant du régime moyen du moteur au premier ordre, - q; et r; désignent respectivement le numéro du premier motif et le numéro du dernier motif perçus par le capteur de position au cours de la combustion du cylindre i. q; et r; définissent les bornes de la fenêtre angulaire d'analyse du couple du moteur associé à la combustion du cylindre 25 Les durées Atk et les angles 4ek associés aux dents Dk du volant peuvent être quelconques et l'on retrouve les mêmes avantages que dans le mode de réalisation précédent. Les coefficients ak ont les mêmes propriétés et sont obtenus de la même façon. 10 15 20 2910552 -23- En réalisant l'estimation de la valeur du couple gaz conformément aux relations précédente, on s'affranchie des problèmes de vieillissement des pièces mécaniques du moteur et du phénomène de torsion du vilebrequin.

5 Le procédé selon l'invention est donc plus robuste, car il est indépendant du vieillissement du moteur.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1) Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne comportant q cylindres et une unité de commande électronique (26) caractérisé en ce qu'il comporte: - une étape (31,73,89) d'élaboration d'une valeur nominale de consigne Anom pour commander un injecteur du moteur, - une étape (37,49,67,75,85,91) d'estimation du couple gaz moyen Cmes[Ci] généré dans chaque cylindre du moteur, - une étape (41,53,61,77,93) de calcul d'une valeur d'erreur Er[Ci] du cylindre Ci à partir du couple gaz moyen Cmes[Ci] estimé et de la valeur de consigne Anom, - une étape (41,55,63,79,95) de correction de la valeur de consigne Anom[Ci] de l'injecteur Ci en fonction de la valeur de l'erreur Er[Ci].

2) Procédé de contrôle selon la revendication précédente caractérisé 20 en ce que la valeur nominale de consigne Anom est élaborée à l'aide d'une cartographie et est fonction du point de fonctionnement du moteur.

3) Procédé de contrôle selon la revendication précédente, caractérisé 25 en ce que si la valeur nominale de consigne Anom est un débit, on convertit le couple gaz moyen Cmes[Ci] généré dans chaque cylindre du moteur en une valeur de débit d'injection Qinj[ci] correspondante, ou on convertit la valeur nominale de consigne Anom en une valeur de couple correspondante Cnom. 10 15 30 2910552 -25-

4) Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que la correction de la valeur de consigne Anom[Ci] de l'injecteur Ci est donnée par une relation de la forme : ( dEr[Ci] 5 Anom[Ci] = Anom + J k. Er[Ci]dt +kd + k Er[Ci] dt p ou par une relation de la forme ( dEr[Ci] Anom[Ci] = J k;Er[Ci]dt +kd + kEr[Ci] dt p avec : kti , kti gain intégral d'un régulateur proportionnel intégral dérivé kd kd gain dérivé d'un régulateur proportionnel intégral dérivé kp , kp gain proportionnel d'un régulateur proportionnel intégral dérivé.

5) Procédé de contrôle selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape d'élaboration d'une valeur de consigne nominale (Anom) comporte : - une étape d'estimation (67) et d'enregistrement du couple gaz moyen Cmes[Ci] produit par chacun des cylindres Ci du moteur, - une étape (71) de comparaison de la valeur du couple Cmes[Ci] de chacun des cylindres Ci à une valeur de couple Creg, - une étape de sélection (71) d'un cylindre Ciref produisant le couple Cref le plus proche de Creg comme cylindre de référence, - une étape de calcul (73) d'une grandeur nominale de consigne de couple Anom en fonction de la valeur de Cref. 25 2910552 -26-

6) Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne selon la revendication précédentes caractérisé en ce que la correction de la valeur de consigne Anom[Ci] de l'injecteur Ci est donnée par une relation de la forme : r dEr[Ci] Anom[Ci] = Cref +J k, Er[Ci]dt +kd dt +kEr[Ci] ou par une relation de la forme : Anom[Ci] = J k;Er[Ci]dt +kd dEr Ci] + kpEr[Ci] 10 avec : k, , k; gain intégral d'un régulateur proportionnel intégral dérivé kd kd gain dérivé d'un régulateur proportionnel intégral dérivé kp , kp gain proportionnel d'un régulateur proportionnel intégral dérivé 15

7) Procédé de contrôle selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape d'élaboration d'une valeur nominale de consigne Anom comporte: une étape d'estimation (85) du couple gaz moyen produit par chacun des cylindre Ci du moteur, une étape de calcul (85) d'une moyenne Cmoy des couples gaz moyen produits par chacun des cylindres Ci du moteur, une étape de calcul (89) d'une valeur nominale de consigne de couple Anom en fonction de la valeur de Cmoy. 20 25 2910552 - 27 -

8) Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne selon la revendication précédente caractérisé en ce que la valeur du couple moyen de référence Cmoy est donnée par la relation : Ck = 2 (Ck-1 + Cp ) (E1) Cmoy = Ck 5 dans laquelle Ck est la moyenne glissante du couple gaz moyen estimé à l'instant k, k étant l'instant où l'estimation du couple gaz moyen Cp produit par une combustion dans le cylindre p est terminée. 10

9) Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne selon la revendication 7 caractérisé en ce que la valeur du couple moyen de référence Cmoy est donnée par la relation suivante : 1 1 m n+1) Cn = 2 ~Cn-1 + C'p') Cmoy = C,, dans laquelle, Cp' est une valeur de couple estimé, p' comptabilise le nombre entier de combustions consécutives depuis l'initialisation du calcul de Cä , et 0 <_ p'. m est le nombre de cylindres pris en compte 20 pour le calcul de la moyenne glissante Cn et 1 _<m<_q.

10) Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne selon la revendication 7 caractérisé en ce que la valeur du couple moyen de référence Cmoy est donnée par la relation : q Cmoy =ùcp q p=1 15 2910552 -28- Cmoy est alors la moyenne arithmétique des couples des cylindres du moteur au cycle thermodynamique précédent, et Cmoy est calculé pour tous les cycles moteur. 5

11)Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce que la correction de la valeur de consigne Anom[Ci] de l'injecteur Ci est donnée par une relation de la forme : dEr[Ci] Anom[Ci] = Areg + f k, Er[Ci]dt + kd dt +kpEr[Ci] 10 ou par une relation de la forme : dEr[Ci] Anom[Ci] = f k;Er[Ci]dt+kd dt +kpEr[Ci] avec : Areg, consigne de couple ou de débit élaboré par l'unité de 15 commande électronique pour piloter les injecteurs, k, , k; gain intégral d'un régulateur proportionnel intégral dérivé kd kd gain dérivé d'un régulateur proportionnel intégral dérivé kp , kp gain proportionnel d'un régulateur proportionnel intégral dérivé 20

12) Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, au cours de ou des étapes d'estimation (37,49,67,75,85,91), on utilise un capteur de position 16 pour détecter le déplacement des motifs d'une cible solidaire d'un élément du moteur mobile en rotation, et l'estimation du couple 25 gaz moyen généré dans chaque cylindre du moteur est donné par une relation du type : 2910552 -29-[Cgaz,0 Jt =1g. J dans laquelle : ak,J flk,J + a0,, k=qi - [Cgaz,o]i est le couple gaz moyen du cylindre i au cours d'un cycle de combustion, -Nk,j est une fonction de. et/ou de a, respectivement durée et vitesse de passage du motif Dk en face du capteur. - ak,j est un coefficient de pondération de la durée associé au motif Dk, - ao 1 est une variable dépendant du régime moyen du moteur au premier ordre, - q; et r; désignent respectivement le numéro du premier motif et le numéro du dernier motif perçus par le capteur de position (2) au cours de la combustion du cylindre i définissant la fenêtre angulaire d'analyse du couple du moteur associé à la combustion du cylindre i, - 8i est un coefficient de pondération.

13) Procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne selon la 20 revendication précédente caractérisé en ce que l'estimation du couple est donné par l'une quelconque des relations : [Cgazoj=akwk+ao OU [Cgazo=akAtk+ao k=lt k=Rt dans lesquelles : - [Cgaz,o]i est le couple gaz moyen du cylindre i au cours 25 d'un cycle de combustion, 5 10 15 5 10 2910552 -30- - wk est la vitesse de passage du motif Dk en face du capteur, est la durée instantanée de passage du motif Dk en face du capteur de position, - est le coefficient de pondération de la vitesse du motif Dk dépendant au moins d'un paramètre de fonctionnement du moteur, -est une variable dépendant au moins d'un paramètre de fonctionnement du moteur, - q; et r; désignent respectivement le numéro du premier motif et le numéro du dernier motif perçus par le capteur de position au cours de la combustion du cylindre i définissant la fenêtre angulaire d'analyse du couple du moteur associé à la combustion du cylindre i. 15