FR2896014A1 - Procede d'adaptation d'un moteur a combustion interne a la qualite du carburant utilise - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de commande de moyens d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne, mis en oeuvre au démarrage du moteur, ce procédé comprenant des étapes consistant à mesurer au moins une valeur caractéristique (11) d'un régime moteur représentative d'une richesse d'un mélange carburant/comburant d'alimentation du moteur, comparer ladite valeur caractéristique mesurée (11) avec une valeur de référence (21) de manière à déterminer une valeur d'écart (22) entre ces deux valeurs, et commander lesdits moyens d'alimentation (5) au moyen d'un signal de commande (31) émis par une unité de commande (3) et dépendant de ladite valeur d'écart.Selon l'invention, ledit procédé comprend en outre une étape de mise à jour consistant à produire une valeur (21) de référence mise à jour, lorsqu'un seuil de vieillissement du moteur est dépassé.
Description
1
L'invention concerne, de façon générale, une stratégie de démarrage d'un moteur à combustion interne en fonction de la qualité du carburant utilisé. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de commande de moyens d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne, mis en oeuvre au démarrage du moteur, ce procédé comprenant des étapes consistant à mesurer au moins une valeur caractéristique d'un régime moteur représentative d'une richesse d'un mélange carburant/comburant d'alimentation du moteur, comparer ladite valeur caractéristique mesurée avec une valeur de référence de manière à déterminer une valeur d'écart entre ces deux valeurs, et commander lesdits moyens d'alimentation au moyen d'un signal de commande émis par une unité de commande et dépendant de ladite valeur d'écart. Un tel procédé est bien connu de l'homme du métier. En effet, il existe, sur le marché, plusieurs qualités de carburants qui peuvent être utilisés pour un même moteur, notamment des carburants très pauvres, c'est-à-dire peu volatils, et des carburants très riches, c'est-à-dire très volatils. Il est donc nécessaire d'effectuer des corrections sur la richesse du carburant pour un bon démarrage d'un moteur. Les corrections de richesse que peuvent être amenés à effectuer les systèmes de contrôle moteur pouvant aller jusqu'à plusieurs dizaines de pourcents, les rejets de polluants sont toutefois très vite conséquents.
En général, on prévoit un démarrage standard pour un carburant normalisé et la stratégie de démarrage consiste à ajuster la richesse du mélange au cours du démarrage si ce dernier n'est pas satisfaisant. Ce procédé est connu sous l'acronyme FQA (Fuel Quality Adaptation), c'est-à-dire adaptation à la qualité du carburant . On surveille par exemple le régime moteur et, si la pente de la montée en régime n'est pas celle attendue, on fait varier la richesse du mélange carburant/comburant en temps réel. De manière alternative, on peut surveiller le nombre de passages des pistons au point mort haut/Top Dead Center (PMH/TDC) avant la montée en régime (plus le mélange carburant/comburant est pauvre, plus il faudra de passage des pistons au PMH/TDC avant le démarrage). On peut également observer une valeur de déviation de régime moteur après son retour au régime de ralenti lors d'un démarrage et, après comparaison avec une valeur de référence, en déterminer la qualité, ou richesse, du mélange carburant/comburant utilisé. Ces moyens de détection de qualité du mélange carburant/comburant effectuent une mesure d'une valeur caractéristique du régime moteur suivie d'une 35 comparaison de cette valeur caractéristique mesurée avec une valeur de référence. 2 Néanmoins, la fiabilité de ces moyens de détection est dépendante de la pertinence des valeurs de référence permettant de définir un écart avec les valeurs caractéristiques de régime moteur réel. Il est important de remarquer que le vieillissement d'un moteur altère son fonctionnement, et que ces valeurs de référence peuvent varier notamment en fonction de l'âge du moteur, du nombre d'heures de fonctionnement, du kilométrage ou tout autre paramètre lié à une altération du fonctionnement du moteur. II se pose donc un problème de fiabilité lors de la comparaison de la valeur caractéristique mesurée avec ces valeurs de référence. Ainsi, un but de la présente invention est de fournir un procédé de détection 10 de qualité du mélange carburant/comburant essentiellement exempt des limitations énoncées ci-dessus. A cette fin, le procédé de commande de moyens de réglage d'alimentation en carburant d'un moteur thermique de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il 15 comprend en outre une étape de mise à jour consistant à produire une valeur de référence mise à jour lorsqu'un seuil de vieillissement du moteur est dépassé. Grâce à cet agencement, ce procédé permet d'obtenir une mesure de la richesse du mélange carburant/comburant plus précise que les fonctions actuellement utilisées, notamment sur le long terme. 20 Selon un aspect de l'invention, la valeur de référence mise à jour est produite au moyen d'une cartographie dépendant du kilométrage, du nombre d'heures en fonctionnement et/ou de l'âge du véhicule. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'étape de mise à jour précède l'étape de comparaison. 25 Selon un autre aspect de l'invention, la valeur caractéristique mesurée est le nombre de passages au point mort haut des pistons du moteur, nécessaires pour lancer le moteur. En alternative, la valeur caractéristique mesurée est la pente de montée en régime du moteur. 30 Encore en alternative, la valeur caractéristique mesurée est la valeur de déviation lors d'un retour au régime de ralenti. Par ailleurs, selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un dispositif de commande, lors du démarrage d'un moteur à combustion interne, de moyens d'alimentation en carburant de ce moteur, ce dispositif comprenant un capteur, un 35 calculateur, un moyen de réglage d'alimentation en carburant, le calculateur comprenant un moyen de comparaison soumis à une valeur de référence et une unité de commande, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité de production d'une 3 valeur de référence mise à jour, qui est élaborée en fonction de l'état de vieillissement du moteur. Selon cet aspect de l'invention, il est possible que l'unité de production de valeur de référence mise à jour soit une cartographie.
De plus, selon cet aspect de l'invention, ladite production de valeur de référence mise à jour est effectuée lorsqu'un seuil de vieillissement est atteint. 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. La Figure 1 montre un diagramme représentant une courbe de régime moteur 10 pendant un démarrage en fonction du temps. La Figure 2 représente schématiquement un circuit de régulation de moteur à combustion interne selon un mode de réalisation de l'invention. Sur la Figure 1, on discerne facilement la présence d'un régime transitoire A, et d'un régime stationnaire B. 15 Le régime moteur transitoire A se décompose en plusieurs phases consécutives I, Il et III. La première phase I est le lancement du moteur à l'aide du démarreur, pendant laquelle le moteur est entraîné mécaniquement et le phasage du moteur est identifié. Par "phasage", on entend la détermination de la position exacte des pistons 20 dans leurs cylindres respectifs et le temps du cycle (admission, compression, combustion, échappement) dans lequel ils se trouvent. Cette phase comprend le lancement d'actions, telles que l'injection et l'allumage. A ce moment, il est possible de mesurer le nombre de passages des pistons au Point Mort Haut nécessaire pour obtenir une première explosion. Une telle mesure renseigne en effet sur la qualité du mélange carburant/comburant utilisé 25 dans la mesure où une essence pauvre nécessitera plus de passages au Point Mort Haut pour exploser. La seconde phase Il comprend la montée en régime du moteur dès que les premières combustions ont lieu. Cette montée atteint un maximum supérieur au régime de ralenti. Dans la plupart des cas, le mélange carburant/comburant est enrichi durant 30 cette phase de manière à avoir un démarrage franc, rapide, reproductible et donc un procédé robuste . La mesure de la pente de cette montée en régime est une valeur caractéristique du régime moteur permettant de déterminer la qualité, ou la richesse, du mélange carburant/comburant utilisé. En effet, une pente douce sera généralement représentative d'une essence pauvre nécessitant un enrichissement. 35 La dernière phase III du régime transitoire est le retour au régime de ralenti. Plusieurs cas de figure peuvent apparaître. En effet, parfois le retour peut se faire par une diminution douce du régime moteur, alors que dans d'autres cas, le régime moteur peut 4 chuter en dessous du régime de ralenti pour ensuite remonter. Cette phase de retour au régime de ralenti est aussi et surtout conditionnée par la nature, donc la richesse, du mélange carburant/comburant. Lors de cette phase, une opération de mesure d'une valeur de déviation maximale du régime moteur peut être effectuée. La valeur de déviation maximale est la valeur minimale qu'atteint le régime moteur lors de son retour au régime de ralenti, avant de remonter jusqu'à se stabiliser à ce régime de ralenti. Plus le mélange sera pauvre, plus le régime moteur diminuera au-dessous de la valeur de consigne de régime de ralenti, et donc plus la valeur de déviation maximale par rapport au régime moteur de ralenti mesurée sera importante.
Après ces phases, une fois que le régime de ralenti est établi, le moteur est considéré en phase stationnaire B, c'est-à-dire que son régime de ralenti est stabilisé. Les opérations de mesure de régime moteur effectuées dans le cadre de la présente invention peuvent donc être de différents types. On peut donc reconnaître la richesse d'un mélange carburant/comburant d'alimentation de moteur en observant le nombre de passages des pistons au Point Mort Haut nécessaire pour obtenir la première explosion. Egalement, la pente de la montée en régime est caractéristique de la richesse d'un mélange carburant/comburant d'alimentation de moteur, une essence pauvre entraînant une pente plus douce. Enfin, au moment du retour au régime de ralenti, l'apparition d'un creux en dessous du régime de ralenti est aussi caractéristique de la richesse d'un mélange carburant/comburant d'alimentation de moteur. Il est important de remarquer que les paramètres mentionnés plus haut pouvant être mesurés sont cités à titre d'exemple, et que n'importe quel autre moyen de détermination de la qualité, ou richesse, du mélange carburant/comburant est également considéré comme faisant partie de l'invention.
Sur la Figure 2 est représenté schématiquement un circuit de commande d'alimentation en carburant selon un mode de réalisation de la présente invention, comprenant un capteur 1, un calculateur 6, un moyen de réglage 5 d'alimentation en mélange carburant/comburant et une cartographie 7, ledit calculateur 6 comprenant un moyen de comparaison 2 soumis à une valeur de référence 21 et une unité de commande 3. De préférence, le capteur 1 est un capteur de vitesse placé sur un vilebrequin, par exemple. Ce capteur 1 mesure une valeur caractéristique 11 du régime moteur représentative d'une richesse d'un mélange carburant/comburant d'alimentation du moteur, et produit un signal de mesure représentant cette valeur caractéristique 11. Ce signal est envoyé au calculateur 6 où sa valeur caractéristique 11 est comparée avec une valeur de référence 21 de manière à déterminer une valeur d'écart 22 entre ladite valeur caractéristique mesurée 11 et la valeur de référence 21.
Selon l'invention, la valeur de référence 21 permettant de déterminer la valeur d'écart 22 n'est pas une valeur fixe. En effet, le vieillissement du moteur influe sur ses performances, et donc le régime moteur varie avec le vieillissement du moteur. Ainsi, on a inclus une cartographie 7 dépendant de l'état de vieillissement du moteur qui a produit 5 des valeurs de référence 21 mises à jour lorsqu'un seuil de vieillissement a été atteint et qui les a transmise au calculateur 6. De préférence, la production d'une telle valeur de référence 21 mise à jour a eu lieu avant l'étape de comparaison afin que cette étape puisse être effectuée avec cette valeur de référence 21 mise à jour bien que cela ne soit pas une condition nécessaire dans le cas où, par exemple, plusieurs valeurs de référence 21 mises à jours sont produites rapidement. Les valeurs de référence 21 mises à jour peuvent dépendre de n'importe quel critère de vieillissement du moteur, par exemple du kilométrage, de l'âge, du nombre d'heures en fonctionnement. De la même manière, le seuil de vieillissement ordonnant la production d'une valeur de référence 21 mise à jour est variable, de même que la fréquence de cette production de ces valeurs de référence 21 mises à jour. En effet, le seuil de vieillissement peut être, par exemple, défini comme étant un nombre de démarrages ou un nombre de kilomètres selon le besoin. Comme mentionné plus haut, les mises à jour concernent la valeur de référence 21. Cette valeur 21 peut concerner différents paramètres. En effet, dans la mesure où plusieurs paramètres peuvent renseigner sur la richesse du mélange carburant/comburant, ces paramètres peuvent donc être tous mesurés et doivent être comparés à une valeur de référence 21 portant bien entendu sur le même paramètre. Les mises à jour doivent donc corriger la valeur de référence 21 quelque soit le paramètre représenté, par exemple le nombre de Points Morts Hauts, la pente de montée en régime moteur ou encore la valeur de déviation de régime de ralenti, ou toute grandeur du même genre. Des exemples de valeurs de référence 21 mises à jour sont par exemple pour un moteur ayant parcouru 193 121 kilomètres (120 000 miles), un nombre de passages des pistons au Point Mort Haut augmenté de 1 ou 2, une pente minimale de montée en régime soustraite de quelques dizaines de RPM/PMH (révolution par minute/point mort haut), ou encore une valeur de déviation de régime de ralenti additionné de quelques dizaines de RPM. Une fois que la valeur caractéristique mesurée 11 a été reçue par le calculateur 6, cette valeur est comparée à la valeur de référence 21 mise à jour. De cette comparaison est tirée une valeur d'écart 22 qui est transmise à une unité de commande 3. L'unité de commande 3, après avoir analysé la valeur d'écart 22, génère un signal de commande 31 destiné aux moyens d'alimentation 5 pour adapter la richesse du mélange carburant/comburant de l'alimentation du moteur.
Claims (8)
1. Procédé de commande de moyens d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne, mis en oeuvre au démarrage du moteur, ce procédé comprenant des étapes consistant à : - mesurer au moins une valeur caractéristique (11) d'un régime moteur 5 représentative d'une richesse d'un mélange carburant/comburant d'alimentation du moteur, - comparer ladite valeur caractéristique mesurée (11) avec une valeur de référence (21) de manière à déterminer une valeur d'écart (22) entre ces deux valeurs, et - commander lesdits moyens d'alimentation (5) au moyen d'un signal de 10 commande (31) émis par une unité de commande (3) et dépendant de ladite valeur d'écart (22), caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de mise à jour consistant à produire une valeur de référence (21) mise à jour lorsqu'un seuil de vieillissement du moteur est dépassé. 15
2. Procédé de commande de moyens d'alimentation selon la revendication 1, dans lequel ladite valeur de référence (21) mise à jour est produite au moyen d'une cartographie (7) dépendant du kilométrage, du nombre d'heures en fonctionnement et/ou de l'âge du véhicule.
3. Procédé de commande de moyens d'alimentation selon la revendication 1 20 ou 2, dans lequel ladite étape de mise à jour précède ladite étape de comparaison.
4. Procédé de commande de moyens d'alimentation selon la revendication 1 à 3, dans lequel la valeur caractéristique mesurée (11) est le nombre de passages au point mort haut des pistons du moteur, nécessaires pour lancer le moteur.
5. Procédé de commande de moyens d'alimentation selon la revendication 1 à 25 3, dans lequel la valeur caractéristique mesurée (11) est la pente de montée en régime du moteur.
6. Procédé de commande de moyens d'alimentation selon la revendication 1 à 3, dans lequel la valeur caractéristique mesurée (11) est la valeur de déviation lors du retour au régime de ralenti. 30
7. Dispositif de commande, lors du démarrage d'un moteur à combustion interne, de moyens d'alimentation en carburant de ce moteur, ledit dispositif comprenant un capteur (1), un calculateur (6), un moyen de réglage d'alimentation en carburant (5), ledit calculateur comprenant un moyen de comparaison (2) soumis à une valeur de référence (21) et une unité de commande (3), caractérisé en ce qu'il comprend en outre 35 une unité de production d'une valeur (21) de référence mise à jour, qui est élaborée en fonction de l'état de vieillissement du moteur.7
8. Dispositif de command selon la revendication 7, dans lequel ladite unité de production de valeur (21) de référence mise à jour est une cartographie (7).
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