WO2013093270A2 - Procede de determination d'une avance à l'allumage d'un cylindre d'un moteur - Google Patents

Procede de determination d'une avance à l'allumage d'un cylindre d'un moteur Download PDF

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    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for determining an ignition advance of a cylinder of a motor.
  • the range of advances to the ignition of a cylinder comprises a normal combustion operating zone and, on both sides of the latter, two abnormal combustion zones, a first, located closer to the point death higher than the normal combustion zone, where there are knocking phenomena, and a second, located farther from the top dead center than the normal combustion zone, where pre-ignition phenomena occur.
  • Pre-ignition (of which rumble or "rumble” is a part) is a phenomenon of sporadic auto-ignition of the fresh mixture before the controlled ignition.
  • spark-ignition engines are more and more mechanically and thermally stressed to reach the intended levels of consumption and performance, pre-ignition phenomena are becoming more frequent.
  • the pressure peaks caused by the pre-ignition phenomena are greater than those caused by rattling and therefore more destructive.
  • the invention aims to solve one or more of these disadvantages, and in particular to prevent the occurrence of pre-ignition phenomena
  • the invention thus relates to a method for determining an ignition advance of a cylinder of an engine, the method comprising a step of determining a value in advance at the raw ignition according to operating parameters of the engine, characterized in that it comprises a step of determining, as a function of engine operating parameters, a safe ignition advance limit value for the meadow. igniting delimiting a normal combustion zone of an abnormal combustion zone where pre-ignition phenomena appear, and a step of determining a final ignition advance equal to the value closest to the top dead center between the raw ignition advance value and the safe ignition advance limit value for pre-ignition
  • a raw ignition advance value is determined. Conventionally, this raw ignition advance value is determined so as not to be in the abnormal combustion zone where the clicking phenomena occur.
  • a safe ignition advance limit value for preignition is determined. This limit value is the ignition advance value in the normal combustion zone furthest from top dead center.
  • a final ignition advance is determined.
  • the step of determining the ignition advance limit value for the pre-ignition comprises a determination operation, according to the operating parameters of the engine.
  • the step of determining the ignition advance limit value for the pre-ignition is based on the use of a map whose input are the operating parameters of the motor.
  • the mapping makes it possible to determine the ignition advance limit value for the pre-ignition, and possibly the existence or not of the aspect conducive to pre-ignition.
  • the engine operating parameters used during the step of determining the ignition advance limit value for the pre-ignition include the engine speed , the gas flow rate out of the cylinder, the rate of gas from the recirculation of the combustion gases, the richness of the gas admitted into the cylinder and the filling rate of the cylinder.
  • the invention relates to a control system of a spark ignition engine, characterized in that it is configured to implement a method for determining the ignition advance according to the first aspect of the invention, and to control the ignition of each cylinder of the engine at a corresponding final ignition timing determined by this method.
  • FIG. 1 represents, in a circle, a range of ignition advances for a cylinder with a normal combustion operating zone, two normal combustion zones framing the normal combustion operating zone;
  • a vehicle comprising a spark ignition engine also comprises an engine control system which controls the engine and allows in particular to determine the ignition advance to be applied to each cylinder of the engine according to the operating conditions of the latter by applying a method for determining the ignition advance of a cylinder.
  • the range of advances to the ignition of a cylinder comprises three operating zones defined by the combustion phenomena occurring in the cylinder.
  • a first zone corresponds to the normal combustion zone 1.
  • On the other side of the normal combustion zone 1 is found an abnormal combustion zone where appear pre-ignition phenomena 4. Note that in the case shown here, the motor follows a counterclockwise rotation direction.
  • the method for determining the ignition advance comprises a step 5 for determining a raw ignition advance value 6 as a function of operating parameters of the engine 7.
  • This step 5 corresponds to a conventional method by which the motor system determines the value of the ignition advance.
  • the engine control system determines an ignition advance value outside the abnormal combustion zone in which pinging phenomena 3 occur.
  • the method for determining the ignition advance comprises a step 8 of determining a safe ignition advance limit value for the pre-ignition 9 as a function of operating parameters of the engine 10.
  • This ignition advance limit value for preignition 9 delimits the abnormal combustion zone where pre-ignition phenomena 4 occur in the normal combustion zone 1 (where there is no risk of pre-ignition no risk of rattling).
  • the operating parameters of the engine 10 used in the step 8 for determining the ignition advance ignition for the pre-ignition 9 are preferably those 7 used for the determination of the advance value. at the raw ignition 6, already available in the engine control system. These parameters include the engine speed, the gas flow rate out of the cylinder, the richness of the gas admitted into the cylinder, the filling rate of the cylinder, and, in the case where a recirculation system of the combustion gases is associated with the engine, the rate of gas from the recirculation of the combustion gases.
  • the step 8 of determining the ignition advance ignition for pre-ignition 9 is based on the use of a map whose input values are the parameters engine operation 10.
  • the mapping was previously established on a test bench for a type of engine, then integrated into the engine control system of each vehicle comprising an engine of this type.
  • the step 8 for determining the spark ignition advance for the pre-ignition 9 comprises two operations 1 1, 12: an operation 1 1 of determination, depending on the parameters. operating the engine 10, the existence of an appearance conducive to pre-ignition in the cylinder; and an operation 12 for determining the ignition advance limit value for the preignition 9, if it has been determined during the previous operation 1 1 that the operating parameters of the engine 10 are conducive to a pre-ignition As a result, the second operation 12 is applied only if necessary.
  • the method for determining the ignition advance comprises a step 13 of determining a final ignition advance 14 which is the ignition advance value used to control the ignition. of combustion in the cylinder. This final ignition advance value 14 is equal to the value closest to top dead center 2 between the raw ignition advance value 6 and the safe ignition advance limit value for the ignition. pre-ignition 9.
  • step 8 for determining the ignition advance ignition for pre-ignition 9 comprises the two steps 1 1, 12 above, and if it was determined during the first operation 1 1 of this step 8 that the operating parameters of the engine 10 are not conducive to a preignition, the final ignition advance value 14 is the raw ignition advance value 6.
  • the method according to the present invention allows to determine an ignition advance value 14 used to control the ignition of a cylinder which is both outside the abnormal combustion zone where there are rattling phenomena 3 and outside the abnormal combustion zone where pre-ignition phenomena occur 4.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de détermination d'une l'avance à allumage (14) d'un cylindre d'un moteur, le procédé comprenant une étape (5) de détermination d'une valeur d'avance à l'allumage brute (6) en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur (7). Selon l'invention, le procédé comprend une étape (8) de détermination, en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur (10), d'une valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage (9) délimitant une zone de combustion normale (1 ) d'une zone de combustion anormale où apparaissent des phénomènes de pré-allumage (4), et une étape (13) de détermination d'une avance à l'allumage finale (14) égale à la valeur la plus proche du point mort haut (2) entre la valeur d'avance à l'allumage brute (6) et la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage (9).

Description

PROCEDE DE DETERMINATION D'UNE AVANCE À L'ALLUMAGE D'UN
CYLINDRE D'UN MOTEUR
[001 ] L'invention concerne un procédé de détermination d'une avance à l'allumage d'un cylindre d'un moteur.
[002] Classiquement, dans un véhicule automobile à moteur à allumage commandé, le fonctionnement moteur est commandé par un système de contrôle moteur qui permet notamment de déterminer l'avance à l'allumage à appliquer à chaque cylindre en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, par un procédé de détermination d'une avance à l'allumage d'un cylindre.
[003] La plage d'avances à l'allumage d'un cylindre comprend une zone de fonctionnement à combustion normale et, de part et d'autre de cette dernière, deux zones de combustion anormale, une première, située plus proche du point mort haut que la zone de combustion normale, où apparaissent des phénomènes de cliquetis, et une seconde, située plus loin du point mort haut que la zone de combustion normale, où apparaissent des phénomènes de préallumage.
[004] Le pré-allumage (dont le grondement ou « rumble » fait partie) est un phénomène d'auto inflammation sporadique du mélange frais avant l'allumage contrôlé. Les moteurs à allumage commandé étant de plus en plus sollicités mécaniquement et thermiquement pour atteindre les niveaux de consommation et de performance visés, des phénomènes de pré-allumage sont de plus en plus fréquents. Or, les pics de pressions occasionnés par les phénomènes de pré-allumage sont plus importants que ceux occasionnés par les cliquetis et donc plus destructeurs.
[005] Les solutions actuelles permettant de limiter les effets du préallumage sont des solutions curatives qui permettent d'annuler le phénomène pré-allumage une fois qu'il est apparu, ce qui n'est pas satisfaisant, surtout pour le conducteur du fait des à-coups du moteur provoqués par les phénomènes e pré-allumage
[006] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients, et notamment à prévenir l'apparition des phénomènes de pré-allumage
[007] Selon un premier aspect, l'invention porte ainsi sur un procédé de détermination d'une l'avance à allumage d'un cylindre d'un moteur, le procédé comprenant une étape de détermination d'une valeur d'avance à l'allumage brute en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination, en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur, d'une valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage délimitant une zone de combustion normale d'une zone de combustion anormale où apparaissent des phénomènes de pré-allumage, et une étape de détermination d'une avance à l'allumage finale égale à la valeur la plus proche du point mort haut entre la valeur d'avance à l'allumage brute et la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage
[008] Ainsi, selon l'invention, dans un premier temps, une valeur d'avance à l'allumage brute est déterminée. Classiquement, cette valeur d'avance à l'allumage brute est déterminée de façon à ne pas être dans la zone de combustion anormale où apparaissent les phénomènes de cliquetis. Dans un second temps, une valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le préallumage est déterminée. Cette valeur limite est la valeur d'avance à l'allumage dans la zone de combustion normale la plus éloignée du point mort haut. Dans un troisième temps, une avance à l'allumage finale est déterminée. Cette valeur est la valeur la plus éloignée du point mort haut entre la valeur d'avance à l'allumage brute et la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage ; elle est donc égale soit à la valeur d'avance à l'allumage brute si cette valeur est dans la zone de combustion normale, soit à la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage si la valeur d'avance à l'allumage brute se situe dans la zone de combustion anormale où apparaissent les phénomènes de pré-allumage [009] Selon un premier mode de réalisation de la présente invention, l'étape de détermination de la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage comprend une opération de détermination, en fonction des paramètres de fonctionnement du moteur, de l'existence d'un aspect propice à un pré-allumage dans le cylindre, et, dans l'affirmative, une opération de détermination de la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage De ce fait, l'opération de détermination de la valeur limite n'est mise en œuvre que si nécessaire.
[0010] Selon un second mode de réalisation de la présente invention, l'étape de détermination de la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage est basée sur l'utilisation d'une cartographie dont les valeurs d'entrée sont les paramètres de fonctionnement du moteur. Dans un tel cas, la cartographie permet de déterminer la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage, et, éventuellement, l'existence ou non de l'aspect propice à un pré-allumage
[001 1 ] Selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, les paramètres de fonctionnement du moteur utilisés lors l'étape de détermination de la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage comprennent le régime du moteur, le débit de balayage des gaz hors du cylindre, le taux de gaz provenant de la recirculation des gaz de combustion, la richesse du gaz admis dans le cylindre et le taux de remplissage du cylindre.
[0012] Selon un second aspect, l'invention porte sur un système de contrôle d'un moteur à allumage commandé, caractérisé en ce qu'il est configuré de façon à mettre en œuvre un procédé de détermination de l'avance à allumage selon le premier aspect de l'invention, et à commander l'allumage de chaque cylindre du moteur à une avance à l'allumage finale correspondante déterminée par ce procédé.
[0013] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : • la figure 1 représente, dans un cercle, une plage d'avances à l'allumage d'un cylindre avec une zone de fonctionnement à combustion normale deux zones de combustion normale encadrant la zone de fonctionnement à combustion normale ; et
• la figure 2 représente schématiquement le procédé conforme à la présente invention.
[0014] Un véhicule comprenant un moteur à allumage commandé comprend également un système de contrôle moteur qui contrôle le moteur et permet notamment de déterminer l'avance à l'allumage à appliquer à chaque cylindre du moteur en fonction des conditions de fonctionnement de ce dernier en appliquant un procédé de détermination de l'avance à l'allumage d'un cylindre.
[0015] Comme illustré à la figure 1 , la plage d'avances à l'allumage d'un cylindre comprend trois zones de fonctionnement définies par les phénomènes de combustion se produisant dans le cylindre. Une première zone correspond à la zone de combustion normale 1 . A côté de cette zone 1 , du côté du point mort haut 2 représenté par le point supérieur du cercle, se trouve une zone de combustion anormale où apparaissent des phénomènes de cliquetis 3. De l'autre côté de la zone de combustion normale 1 se trouve une zone de combustion anormale où apparaissent des phénomènes de pré-allumage 4. A noter que dans le cas ici représenté, le moteur suit un sens de rotation antihoraire.
[0016] Le procédé de détermination de l'avance à l'allumage comprend une étape 5 de détermination d'une valeur d'avance à l'allumage brute 6 en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur 7. Cette étape 5 correspond à un procédé classique par lequel le système moteur détermine la valeur de l'avance à l'allumage. Dans le présent mode de réalisation, par cette étape 5, le système de contrôle moteur détermine une valeur d'avance à l'allumage hors de la zone de combustion anormale où apparaissent des phénomènes de cliquetis 3. [0017] Le procédé de détermination de l'avance à l'allumage comprend une étape 8 de détermination d'une valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage 9 en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur 10. Cette valeur limite d'avance à l'allumage sécurisé pour le préallumage 9 délimite la zone de combustion anormale où apparaissent des phénomènes de pré-allumage 4 de la zone de combustion normale 1 (où il n'y a ni risque de pré-allumage, ni risque de cliquetis).
[0018] Les paramètres de fonctionnement du moteur 10 utilisés lors l'étape 8 de détermination de l'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage 9 sont, de préférence, ceux 7 utilisés pour la détermination de la valeur d'avance à l'allumage brute 6, déjà disponible dans le système de contrôle moteur. Ces paramètres 10 comprennent le régime du moteur, le débit de balayage des gaz hors du cylindre, la richesse du gaz admis dans le cylindre, le taux de remplissage du cylindre, et, dans le cas où un système de recirculation des gaz de combustion est associé au moteur, le taux de gaz provenant de la recirculation des gaz de combustion.
[0019] Dans le présent mode de réalisation, l'étape 8 de détermination de l'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage 9 est basée sur l'utilisation d'une cartographie dont les valeurs d'entrée sont les paramètres de fonctionnement du moteur 10. La cartographie a été préalablement établie sur un banc d'essai pour un type de moteur, puis intégré dans le système de contrôle moteur de chaque véhicule comportant un moteur de ce type.
[0020] Dans le présent mode de réalisation, l'étape 8 de détermination de l'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage 9 comprend deux opérations 1 1 , 12 : une opération 1 1 de détermination, en fonction des paramètres de fonctionnement du moteur 10, de l'existence d'un aspect propice à un pré-allumage dans le cylindre ; et une opération 12 de détermination de la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le préallumage 9, s'il a été déterminé lors de l'opération précédente 1 1 que les paramètres de fonctionnement du moteur 10 sont propices à un pré-allumage De ce fait, la deuxième opération 12 n'est appliquée que si nécessaire. [0021 ] Le procédé de détermination de l'avance à l'allumage comprend une étape 13 de détermination d'une avance à l'allumage finale 14 qui est la valeur d'avance à l'allumage à laquelle utilisée pour commander l'allumage de la combustion dans le cylindre. Cette valeur d'avance à l'allumage finale 14 est égale à la valeur la plus proche du point mort haut 2 entre la valeur d'avance à l'allumage brute 6 et la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage 9.
[0022] Dans le cas où l'étape 8 de détermination de l'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage 9 comprend les deux étapes 1 1 , 12 précitées, et s'il a été déterminé lors de la première opération 1 1 de cette étape 8 que les paramètres de fonctionnement du moteur 10 ne sont pas propices à un préallumage, la valeur d'avance à l'allumage finale 14 est la valeur d'avance à l'allumage brute 6.
[0023] De ce fait, le procédé conforme à la présente invention permet de déterminer une valeur d'avance à l'allumage 14 utilisée pour commander l'allumage d'un cylindre qui est à la fois hors de la zone de combustion anormale où apparaissent des phénomènes de cliquetis 3 et hors de la zone de combustion anormale où apparaissent des phénomènes de pré-allumage 4.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de détermination d'une l'avance à allumage (14) d'un cylindre d'un moteur, le procédé comprenant une étape (5) de détermination d'une valeur d'avance à l'allumage brute (6) en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur (7), caractérisé en ce qu'il comprend une étape (8) de détermination, en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur (10), d'une valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage (9) délimitant une zone de combustion normale (1 ) d'une zone de combustion anormale où apparaissent des phénomènes de pré-allumage (4), et une étape (13) de détermination d'une avance à l'allumage finale (14) égale à la valeur la plus proche du point mort haut (2) entre la valeur d'avance à l'allumage brute (6) et la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage (9).
Procédé de détermination de l'avance à allumage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'étape (8) de détermination de la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage (9) comprend une opération (1 1 ) de détermination, en fonction des paramètres de fonctionnement du moteur (10), de l'existence d'un aspect propice à un pré-allumage dans le cylindre, et, dans l'affirmative, une opération (12) de détermination de la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage (9).
Procédé de détermination de l'avance à l'allumage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'étape (8) de détermination de la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage (9) est basée sur l'utilisation d'une cartographie dont les valeurs d'entrée sont les paramètres de fonctionnement du moteur (10).
4. Procédé de détermination de l'avance à l'allumage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les paramètres de fonctionnement du moteur (10) utilisés lors l'étape de détermination de la valeur limite d'avance à l'allumage sécurisée pour le pré-allumage (9) comprennent le régime du moteur, le débit de balayage des gaz hors du cylindre, le taux de gaz provenant de la recirculation des gaz de combustion, la richesse du gaz admis dans le cylindre et le taux de remplissage du cylindre.
Système de contrôle d'un moteur à allumage commandé, caractérisé en ce qu'il est configuré de façon à mettre en œuvre un procédé de détermination de l'avance à allumage selon l'une des revendications 1 à 4, et à commander l'allumage de chaque cylindre du moteur à une avance à l'allumage finale (14) correspondante déterminée par ce procédé.
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