FR2929995A1

FR2929995A1 - Procede et appareil de commande d'un moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR2929995A1
Application number: FR0952285A
Authority: FR
Inventors: Axel Loeffler; Holger Ulmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2009-10-16
Also published as: DE102008001081B4; US8155857B2; DE102008001081A1; JP2009250243A; JP5280283B2; US20090259385A1

Abstract

Procédé de commande d'un moteur à combustion (7) comprenant notamment les étapes suivantes :- fournir selon le point de fonctionnement une valeur de consigne (VMs) une caractéristique de combustion (VM) à l'aide d'un champ de caractéristiques (3),- déterminer une valeur d'une grandeur de réglage (SGv) pour commander le moteur (7) à partir d'un champ de caractéristiques,- déterminer une valeur (SGmod) d'une grandeur de réglage modifiée pour commander le moteur (7) à l'aide d'un modèle (15) qui détermine la valeur (SGmod) en fonction d'une valeur réelle (VMM) de la caractéristique de la combustion précédente.

Description

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé et un appareil de commande d'un moteur à combustion interne en utilisant des modèles fondés sur des données.

Etat de la technique Dans les moteurs à essence et les moteurs Diesel, les appareils de commande servent entre autre à convertir les demandes de couple ou de vitesse de rotation fondées sur un souhait de conduite en paramètres de combustion, par un réglage approprié. Mais comme les paramètres de combustion ne constituent souvent pas des grandeurs réglables directement par des éléments de réglage, leur réglage se fait en prédéfinissant des grandeurs de réglage plus facilement accessibles tel-les que par exemple la quantité injectée, l'instant et la durée de l'injection, l'angle d'allumage, le réglage du volet d'étranglement ou de moyens analogues. Pour convertir les demandes de couple et de vitesse de rotation à certains points de fonctionnement du moteur à combustion interne on détermine les grandeurs de réglage dans un appareil de commande ou de gestion de moteur à l'aide de différentes valeurs caractéristiques, courbes caractéristiques et champs de courbes caractéristi- ques et/ou d'espaces de caractéristiques. Les champs de caractéristiques décrivent les associations entre les demandes de couple ou de vitesse de rotation pour certains points de fonctionnement du moteur à combustion interne et les grandeurs caractéristiques du moteur par lesquelles on convertit les demandes de couple ou de vitesse de ro- tation. Les champs caractéristiques peuvent en outre prendre en compte les relations entre les différents paramètres du moteur, les paramètres de combustion et les paramètres de réglage nécessaires pour réaliser la commande du moteur à combustion interne. Les modèles décrits par les champs de caractéristiques se distinguent par une très grande complémentarité car en général ils doivent tenir compte de relations internes complexes ou à plusieurs dimensions entre les différents paramètres. C'est pourquoi l'établissement de champs de caractéristiques dans un appareil de commande ou de gestion de moteur nécessite une capacité de mémoire, importante.

La collecte des données pour établir ces champs de caractéristiques correspond à un type déterminé de moteur représente une sorte de calibrage relativement complexe. En général cela nécessite à la fois l'utilisation de programmes spéciaux et aussi des essais impor- tants car en particulier après une application à un certain type de moteur les grandeurs de réglage qui dépendent de chaque point de fonctionnement, ne pourront s'adapter que dans une très faible mesure ou pas du tout pendant le fonctionnement courant du véhicule. La qua-lité de la gestion du moteur dépend ainsi directement de la qualité des champs de caractéristiques obtenus par application. La collecte des données évoquée ci-dessus a des limites qui sont d'une part les capacités et d'autre part la procédure générale. C'est ainsi que des dispersions non exemplaires à l'autre c'est-à-dire par exemple des écarts liés à la fabrication des différentes pièces l'une à l'autre dans le véhicule servant à réaliser l'application pour la collecte des données, ne peuvent pas être prises en compte en règle générale. De plus une datation préalable gêne la prise en compte d'éventuels effets de vieillissement qui n'apparaîtront qu'au fur et à mesure du vieillisse-ment du moteur ainsi commandé.

La complexité résiduelle dans une nouvelle application ou dans l'établissement d'un ensemble de données et de la mise en structure de cet ensemble de données sous la forme d'un ou plusieurs champs de caractéristiques reste considérable. La complexité augmente encore dans le cas des procédés modernes de combustion qui sont en partie liés à la nécessité de données individuelles par cylindre pour les champs de caractéristiques servant à la commande du moteur, ce qui peut devenir nécessaire si l'on ne dispose d'aucun message en retour, individuel par cylindre provenant de la chambre de combustion et qui pourrait servir de base à une régulation. Des exemples de tels procédés de combustion récents sont les procédés CAI (Allumage Autocommandé) pour l'émission d'oxyde de carbone CO2 par les moteurs à essence, et qui sont également appelés procédés HCCI (Allumage avec Compression de Charge Homogène) ; dans le cas des moteurs diesel il s'agit du pro-cédé HCCI ou pHCCI (Allumage par Compression de Charge partielle- ment Homogène) servant à réduire les émissions de matières polluantes de moteurs. Les champs de caractéristiques prennent une signification particulière si le moteur fonctionne avec une commande préalable.

Précisément dans un tel cas, l'inconvénient des commandes ou gestions usuelles de moteur à base de champs de caractéristiques fixes réside dans les possibilités réduites d'une adaptation pendant le mode de fonctionnement courant encore appelée adaptation en ligne. A cela s'ajoute que les champs de caractéristiques obtenus par application avec mise en ouvre de moyens raisonnables ne concernent en général que le mode de fonctionnement stationnaire des moteurs alors que les défis propre-ment dits d'une gestion ou commande de moteur n'apparaissent que dans le fonctionnement dynamique. Cela concerne notamment les maxima d'émission de matières polluantes et de bruits pour les procé- dés de combustion nouveaux évoqués ci-dessus. Une commande préalable dynamique à base de champs de caractéristiques ne peut être représentée que de façon très limitée à cause du manque de champs de caractéristiques appropriés car les me-sures dynamiques pour obtenir expérimentalement des données sont plus difficiles à réaliser et sont soumises à des influences inconnues telles que par exemple des résultats faussés par la dynamique des capteurs utilisés. Buts de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro- cédé et un appareil de commande ou de gestion d'un moteur permettant d'améliorer la qualité de la commande du moteur notamment pour les états de fonctionnement dynamique et/ou pour les écarts spécifiques individuels concernant les propriétés du moteur. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé de commande d'un moteur à combustion comprenant les étapes suivantes : - fournir selon le point de fonctionnement une valeur de consigne d'au moins une caractéristique de combustion dans le moteur à combus- tion à l'aide d'un champ de caractéristiques de valeurs de consigne, la caractéristique de combustion correspondant à une grandeur caractérisant la combustion dans le moteur à combustion, - déterminer une valeur d'une grandeur de réglage fondée sur un champ de caractéristiques pour commander le moteur à combustion à partir d'un champ de caractéristiques de grandeurs de réglage, - déterminer une valeur d'une grandeur de réglage modifiée pour commander le moteur à combustion à l'aide d'un modèle fondé sur les données, le modèle fondé sur les données déterminant la valeur de la grandeur de réglage modifiée pour commander le moteur à combustion en fonction d'une valeur réelle de la caractéristique de combustion de la combustion précédente, obtenue par la mesure d'une grandeur pendant le fonctionnement du moteur à combustion et en fonction de cette grandeur de réglage fondée sur un champ de caractéristiques, on détermine la valeur de la grandeur de réglage modifiée 15 par rapport à la commande du moteur à combustion, - réaliser le modèle fondé sur les données de façon à être adapté en fonction de la valeur de consigne de la caractéristique de combustion et de la valeur réelle de la caractéristique de combustion, - fournir une grandeur de réglage réelle au moteur à combustion pour 20 commander le moteur à combustion, la grandeur réelle étant réglée sur une valeur dépendant de la valeur de la grandeur de réglage selon le champ de caractéristique et/ ou de la valeur de la grandeur de réglage modifiée. Une idée de l'invention consiste à utiliser un modèle fon- 25 dé sur des données, susceptibles d'être apprises pour améliorer la commande (ou gestion) d'un moteur à combustion fondée sur un champ de caractéristiques de grandeurs de réglage. Le modèle fondé sur des données fréquemment encore appelé modèle (boîte noire) décrit l'influence de grandeur d'entrée appliquée au moteur à combustion in- 30 terne sur une ou plusieurs caractéristiques de combustion ; il est réalisé par l'association de caractéristiques connues à des états résultants connus, obtenus par des procédés d'apprentissage. Le modèle fondé sur des données corrige les grandeurs de réglage obtenues dans le champ de caractéristiques de grandeurs de réglage, à la demande et il est 35 adapté à la plage de fonctionnement respective dans laquelle la gran- deur de réglage modifiée conduit à une caractéristique de combustion différente de la valeur de consigne. Selon un autre mode de réalisation, le modèle fondé sur des données fournit comme grandeur de sortie, une mesure de confiance correspondant à la fiabilité de la valeur de la grandeur de réglage modifiée. En particulier on peut utiliser comme grandeur de réglage réelle servant à la commande du moteur à combustion interne en fonction de la mesure de la confiance, la valeur de la grandeur de réglage modifiée ou la valeur de la grandeur de réglage fondée sur un champ de caractéristiques. En variante, comme grandeur de réglage réelle pour commander le moteur à combustion interne on peut disposer d'une valeur qui s'obtient en fonction de la mesure de confiance constituant une 15 grandeur de pondération, à partir de la valeur de la grandeur de réglage modifiée et de la valeur de la grandeur de réglage fondée sur le champ de caractéristiques. Le modèle fondé sur les données peut être adapté selon le résultat d'une comparaison de valeurs de seuil tenant compte de la va- 20 leur de consigne de la caractéristique de combustion et de la valeur ré-elle de la caractéristique de combustion. Selon un mode de réalisation, on minimise l'écart entre la valeur de consigne de la caractéristique de combustion et la valeur mesurée de cette caractéristique de combustion en effectuant pour chaque 25 cylindre, individuellement, une adaptation du champ de caractéristiques des grandeurs de réglage. En outre le modèle fondé sur des données peut être indiqué en fonction de la valeur réelle de la caractéristique de combustion provenant de la combustion précédente et en fonction des grandeurs de 30 réglage fondées sur le champ de caractéristiques pour obtenir une caractéristique de combustion prévisionnelle ; la valeur de la grandeur de réglage modifiée pour commander le moteur à combustion interne se détermine à partir de la caractéristique de combustion prévisionnelle grâce à la fonction d'association ; la fonction d'association correspond à la fonction inverse du modèle de données, et décrit la relation entre une caractéristique de combustion et une grandeur de réglage. Selon un autre développement, l'invention concerne un appareil de commande ou de gestion d'un moteur pour commander un moteur à combustion comprenant : - une unité de mémoire pour fournir un champ de caractéristiques de valeur de consigne, réalisée pour que selon un point de fonctionne-ment du moteur à combustion, elle fournit une valeur de consigne d'une caractéristique de combustion correspondant à une combustion dans le moteur à combustion, - la caractéristique de combustion correspondant à une grandeur caractérisant la combustion dans le moteur à combustion et donnant un champ de grandeurs de réglage, pour déterminer une valeur d'une grandeur de réglage fondée sur le champ de caractéristiques pour 15 commander le moteur à combustion, - une unité de calcul réalisée pour déterminer une valeur d'une grandeur de réglage modifiée pour commander le moteur de combustion à l'aide d'un modèle fondé sur les données, qui indique une caractéristique de combustion prévisionnelle selon la valeur réelle de la carac- 20 téristique de combustion correspondant à la combustion précédente déterminée par la mesure d'une grandeur au cours du fonctionne-ment du moteur à combustion interne, et la grandeur de réglage du champ de caractéristiques et pour déterminer la valeur de la grandeur de réglage modifiée servant à commander le moteur à combus- 25 tion, à partir de la caractéristique de combustion prévisionnelle par une fonction d'association, le modèle fondé sur les données étant adapté selon la valeur de consigne de la caractéristique de combustion et de la valeur réelle de la caractéristique de combustion, - une unité de coordination pour fournir une grandeur de réglage réelle 30 au moteur à combustion, la grandeur de réglage réelle étant réglée sur une valeur qui dépend de la grandeur de réglage fondée sur le champ de caractéristique et/ou la valeur de la grandeur de réglage. En outre l'unité de calcul est réalisée pour fournir comme grandeur de sortie du modèle fondé sur les données, une mesure de 35 confiance indiquant la fiabilité de la valeur de la grandeur de réglage

7 modifiée et l'unité de coordination est réalisée pour fournir comme grandeur de réglage réelle servant à la commande du moteur à combustion interne en fonction de la mesure de confiance, la valeur de la grandeur de réglage modifiée ou la valeur de la grandeur de réglage fondée sur le champ de caractéristiques. Selon un mode de réalisation il est prévu une unité d'adaptation pour minimiser l'écart entre la valeur de consigne de la caractéristique de combustion et la valeur mesurée de la caractéristique de combustion en effectuant individuellement par cylindre l'adaptation io du champ de caractéristiques des grandeurs de réglage. Selon une autre caractéristique l'invention concerne un programme d'ordinateur exécuté dans un appareil de gestion de moteur pour la mise en oeuvre du procédé évoqué ci-dessus. Dessins 15 La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, 20 - la figure 2 montre un détail d'une fonction caractéristique qui décrit la relation entre une caractéristique de combustion et d'une grandeur de réglage, et - la figure 3 est une vue schématique d'une autre variante de mise en oeuvre du procédé. 25 Description de modes de réalisation Dans la description suivante on utilisera les mêmes références pour les mêmes éléments ou pour des fonctions analogues dans les modes de réalisation décrits ci-après. La figure 1 est une représentation schématique d'un dis- 30 positif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. L'exemple de réalisation sera décrit à l'aide d'un procédé de combustion par autoallumage, homogène, encore appelé procédé de combustion CAI selon le-quel fonctionne un moteur à essence. Le moteur comporte au moins un système de soupapes en partie variable, une injection directe et un en- 35 semble de capteurs pour mesurer un signal de chambre de combustion propre à chaque cylindre. Le procédé de combustion CAI est significativement plus sensible vis-à-vis d'éventuelles tolérances de grandeurs de réglage que le procédé de combustion SI classique (SI : Procédé de Combustion par Allumage avec une bougie) et de plus il a un couplage cycle par cycle pour les gaz résiduels retenus ou réaspirés. Pour répondre à de telles tolérances faibles pour les grandeurs de réglage, on peut adapter la gestion du moteur, par exemple de façon individuelle par cylindre à l'aide d'un signal de chambre de combustion individuel par cylindre ; dans le cas présent cela se fait à partir de capteurs de pression dans les cylindres. La figure 1 montre différents blocs fonctionnels d'un appareil de commande ou de gestion de moteur 1 pour mettre en oeuvre le procédé de gestion d'un moteur à combustion interne 7 avec une adaptation en ligne. L'appareil de gestion de moteur 1 reçoit le couple sou- haité par le conducteur ; ce couple est représenté par une grandeur d'entrée qui est la charge L ; il reçoit également une indication concernant la vitesse de rotation (n) comme paramètre du point de fonctionnement. D'autres grandeurs d'entrées telles que par exemple des indications relatives à la température, le type de carburant ou des indi- cations analogues peuvent également être prévues. Une unité de champs de caractéristiques 2 contient un champ de caractéristiques de valeurs de consigne 3 et un champ de caractéristiques de grandeurs de réglage 4. En fonction des grandeurs d'entrée évoquées ci-dessus, le champ de caractéristiques de valeurs de consigne 3 fournit une indication concernant une caractéristique de combustion de consigne VMs que l'on obtient selon le champ de caractéristiques de valeurs de consigne 3 pour la commande du moteur à combustion interne lorsque les grandeurs d'entrée atteignent le point de fonctionnement indiqué. La caractéristique de combustion est une me- sure caractéristique de la combustion et elle correspond à une grandeur directe qui indique l'évolution et/ ou la nature de la combustion dans un cylindre du moteur à combustion 7. Des exemples de caractéristiques de combustion sont la pression dans le cylindre, la pression induite moyenne comme mesure du travail fourni par le moteur à combustion, la position de la combustion (position angulaire pour une combustion par exemple de 50 % du carburant injecté, encore appelée mesure MFB50 c'est-à-dire mesure de la fraction de combustion à 50 %), l'angle et/ou la valeur de la pression maximale et l'angle et/ou la valeur du gradient maximal de pression. Le champ de caractéristiques des gran- deurs de réglage 4 fournit selon les grandeurs d'entrée indiquées ci-dessus, une ou plusieurs grandeurs de réglage SGv pour commander le moteur à combustion interne 7 de façon à atteindre par exemple le couple prédéfini correspondant au souhait du conducteur. Les grandeurs de réglage SGv peuvent être par exemple la quantité injectée, la position du volet d'étranglement, le comportement de fermeture de la soupape d'échappement, le début de l'injection et d'autres grandeurs par lesquelles on peut commander le moteur à combustion interne 7. Ces champs de caractéristiques correspondent à une commande préalable fondée sur des champs de caractéristiques.

L'appareil de gestion de moteur 1 comporte une unité de calcul 5 qui recalcule au moins une grandeur de réglage à partir d'un modèle 15 fondé sur les données, grandeur de réglage pour laquelle on extrait une valeur de commande préalable d'un champ de caractéristiques de grandeurs de réglage 4. Les grandeurs d'entrée du modèle fon- dées sur les données sont la caractéristique de combustion de consigne VMs(k), la grandeur de réglage SGv(k) prédéfinie par le champ de caractéristiques de grandeurs de réglage 4 et une caractéristique de combustion VMM(k-1) mesurée ou déduite et qui décrit l'état de la combustion précédente. La lettre (k) concerne le cycle de combustion actuel, (k-1) représente le cycle de combustion précédent. A titre d'exemple on peut saisir la pression dans le cylindre à l'aide d'un capteur de pression de cylindre et à partir de là on détermine une caractéristique de combustion par exemple en formant une valeur moyenne. De façon générale tous les signaux dont on déduit des informations concernant la corn- bustion sont par exemple les signaux de sortie, de bruit de structure, de courant ionique ou de capteur de vitesse de rotation. Le modèle 15, utilisé, fondé sur les données, repose avantageusement sur un procédé de modélisation fondé sur un noyau. Les procédés de modélisation fondés sur des données basées sur un noyau, tels que des machines à support vectoriel ou les procédés de Gauss, permettent un développement fondé sur la probabilité de Bayes, de l'interprétation des données d'entraînement et conviennent pour cela notamment pour modéliser des données encombrées de bruit. Pour ce-la, en fonction des données d'entraînement on détermine une probabili- té conditionnelle pour une émission de modèle. Les paramètres de modèle nécessaires à cet effet sont définis en rendant maximale la probabilité a posteriori de la fonction de vraisemblance à l'aide d'un procédé par gradient. La fonction de vraisemblance donne la probabilité selon laquelle le modèle peut reproduire les données d'entraînement observées. Les caractéristiques principales du modèle 15 fondées sur les données sont d'une boîte noire susceptible d'apprendre et qui fournit en plus d'une valeur prévisionnelle également une mesure de fiabilité et qui peut notamment décrire les relations de dépendance dynamique. Le modèle fondé sur les données peut par exemple être également réalisé 15 sous la forme d'un réseau neuronal expert. Ces caractéristiques ne pourraient être obtenues en partie pas du tout dans le cas d'une réalisation avec des champs de caractéristiques ou seulement au prix d'une forme très complexe. Dans le cas présent le modèle 15 fondé sur les données 20 reçoit comme grandeurs d'entrée, la caractéristique de combustion de consigne VMs(k), la grandeur de réglage SGv(k) prédéfinie par le champ de caractéristiques de grandeurs de réglage 4 et la caractéristique de combustion effective VMM(k-1), mesurée ou déduite et décrivant l'état de la combustion précédente. D'une part on peut utiliser ces grandeurs 25 d'entrée pour modifier, à l'aide du modèle fondé sur les données, la grandeur de réglage SGv(k) pour obtenir une grandeur de réglage modifiée SGmod(k). D'autre part on peut utiliser ces grandeurs d'entrée pour continuer d'adapter le modèle fondé sur les données par un mode d'entraînement. Pour cela on utilise l'écart entre les valeurs de la carac- 30 téristique de combustion effective VMM(k-1) et la caractéristique de combustion de consigne VMs(k) pour adapter le modèle fondé sur les données de façon qu'à partir de la grandeur de réglage SGv(k) on obtienne une grandeur de réglage modifiée et adaptée SGmod(k). Les grandeurs d'adaptation proprement dites du modèle 35 fondé sur les données sont les valeurs prévisionnelles de la caractéristi- que de combustion VMpred(k) dans le cycle de combustion actuel ; dans ce cas ou pour l'utilisation inverse, représentée, du modèle fondé sur les données il s'agit du réglage prévisionnel selon le modèle pour régler les valeurs des grandeurs de réglage SGmod(k) nécessaires à la caractéristi- que de combustion VMs(k). Les grandeurs décrivant l'état de la combustion précédente sont obtenues dans une unité de saisie 6 à partir des signaux de sortie de capteurs correspondants équipant le moteur à combustion 7 ou les cylindres ; il s'agit ici d'un capteur de vitesse de rotation 8 et d'un capteur de pression de cylindre 9 associé à chaque cylindre. Pour simplifier le moteur à combustion 7 est représenté schématiquement par un seul cylindre. Le modèle 15 fondé sur les données peut être déterminé de préférence dans toute la plage de fonctionnement du moteur à corn- bustion interne 7 en utilisant les grandeurs d'entrée disponibles qui se déterminent au moins en partie individuellement par cylindre, en pro-cédant par entraînement c'est-à-dire par adaptation. Le modèle fondé sur les données notamment en utilisant un procédé de Gauss, donne pour la détermination de la grandeur de réglage modifiée SGmod, en plus en permanence une mesure de confiance V indiquant sous la forme d'une valeur de probabilité, la qua-lité bonne ou mauvaise du modèle 15 fondé sur les données pour pré-voir l'état de la combustion concernant la caractéristique de combustion VM relative à la valeur de la grandeur de réglage modifiée SGmod. La mesure de confiance VM est une autre grandeur de sortie de l'unité de calcul 5. L'appareil de gestion de moteur 1 comporte en outre une unité de coordination 10 dans laquelle on détermine celle des valeurs de la grandeur de réglage SGv(k) ou de la grandeur de réglage modifiée SGmod(k) qui sera réglée dans le cycle de combustion actuel. Les grandeurs d'entrée de l'unité de coordination 10 forment à cet effet la valeur obtenue selon un point de fonctionnement de la grandeur de réglage SGv(k) provenant du champ de grandeurs de réglage 4 correspondant enregistré dans l'unité de mémoire 2, la valeur correspondante de la grandeur de réglage modifiée SGmod(k) que l'on a calculé à l'aide du mo- dèle fondé sur les données et la mesure de confiance V(k) associée à cette valeur. Les grandeurs de sortie de l'unité de coordination 10 for-ment un signal d'entraînement TS appliqué comme déclencheur d'entraînement à l'unité de calcul 5 et commandant le traitement d'autres données d'entraînement dans le modèle 15 fondé sur les don-nées et la grandeur de réglage SG(k) réelle, utilisée effectivement pour la gestion du moteur. Grâce à la disponibilité simultanée d'une valeur de commande préalable stationnaire SGv(k) à partir du champ de caractéristiques de grandeurs de réglage 4 et de la valeur calculée SGmod(k) fondée sur un modèle, on sélectionne dans l'unité de coordination 10 et en fonction de la mesure de confiance V, l'une des deux valeurs ou une combinaison des deux valeurs SG(k) pour les grandeurs réelles. La décision du choix de celle des deux grandeurs de réglage SGv(k) ou 15 SGmod(k) qui sera appliquée comme grandeur de réglage réelle SG(k) au moteur à combustion 7, peut se faire en appliquant une comparaison avec un seuil. Pour cela on définit une première valeur de seuil SW1 qui indique la valeur de seuil de la mesure de confiance au-delà de laquelle, à la place de la grandeur de réglage SGv(k) obtenue à partie du champ 20 de caractéristiques 4 on utilise la grandeur de réglage modifiée SGmod(k) comme grandeur de réglage réelle SG(k) pour le moteur à combustion 7. En variante on peut également utiliser les valeurs de la grandeur de réglage SGv(k) fondées sur le champ de caractéristiques et la grandeur de réglage modifiée SGmod(k) en fonction de la mesure de la confiance V par 25 exemple comme facteur de pondération pour utiliser ces grandeurs en commun servant à déterminer la grandeur réelle de réglage SG(k). L'unité de coordination 10 peut continuer de fournir le signal d'entraînement TS à l'unité de calcul 5 pour démarrer une adaptation dans l'unité de calcul 5. On peut signaler une adaptation par le 30 signal d'entraînement TS si l'unité de coordination 10 constate à l'aide d'une seconde comparaison à une valeur de seuil, de la mesure de confiance V que la grandeur de réglage modifiée SGmod(k) n'est pas fiable. Pour cela on définit une seconde valeur de seuil SW2 qui indique une valeur de seuil de la mesure de confiance en dessous de laquelle on 35 génère le signal d'entraînement TS pour continuer l'adaptation du mo- dèle 15 fondé sur les données en s'appuyant sur les données d'entrée disponibles. En variante on génère le signal d'entraînement également à partir d'une comparaison tenant compte des variations statistiques, entre une valeur mémorisée VMpred(k) et la valeur effectivement mesurée VMm(k) dans le cycle consécutif en utilisant une troisième valeur de seuil SW3 :

IVMpred(k) - VMm(k) I > SW3 -, signal d'entraînement activé Cette solution a l'avantage qu'il faudra entraîner le modèle 15 fondé sur les données tout d'abord seulement avec un jeu de données initiales relativement petit pour assurer le fonctionnement de la gestion du moteur. Le modèle 15 fondé sur les données est avantageusement toujours entraîné en complément seulement si la mesure de confiance dans un état de fonctionnement existant du moteur indique une confiance réduite dans la prévision de la valeur de réglage calculée en fonction du modèle. Cela permet d'améliorer le modèle 15 fondé sur les données selon les événements, précisément, à l'endroit souhaité. La demande d'entraînement dépend de cette manière automatiquement des habitudes de conduite du conducteur. Cela permet de limiter la quanti- té initiale de données du modèle 15 fondé sur les données. Un avantage de ce procédé est de permettre, par une gestion de moteur fondée sur un champ de caractéristiques classiques, de tenir compte avec des moyens réduits, en outre de l'optimisation auto- matique c'est-à-dire de l'adaptation à des tolérances de construction de pièces et des effets de vieillissement individuels par cylindre. De plus les modèles s'appuyant sur les champs de caractéristiques permettent de tenir compte de phénomènes non couverts, pour la commande préalable en mode de fonctionnement dynamique du moteur déjà après un bref entraînement qui s'étend seulement sur quelques cycles de combustion pour la gestion du moteur. La mesure de confiance obtenue sous une forme exploitable a une importance particulière pour l'utilisation efficace et le perfectionnement du modèle 15 fondé sur les données, mesure de confiance qui se calcule en plus des valeurs prévisionnelles proprement dites pour la prévision du modèle. Pour la mesure de confiance V on peut par exemple utiliser une mesure calculée à partir des propriétés statistiques des paires de données d'entrée/sortie utilisées pour l'entraînement en relation avec le vecteur d'entrée présent instantané- ment. Par exemple la détermination de la mesure de confiance V se fait en ce que la confiance dans la prévision sera toujours faible si les paires de données d'entraînement situées dans l'environnement du vecteur d'entrée instantané étaient fortement encombrées de bruit ou si l'on se trouve totalement en dehors de la plage d'entraînement utilisée jus-qu'alors. En variante on peut déterminer la mesure de confiance V par des méthodes heuristiques simples, par exemple en vérifiant si le vecteur d'entrée se situe dans l'enveloppe convexe des vecteurs d'entrée utilisés pour l'entraînement ou si un autre critère minimum concernant les données d'entraînement connues est rempli.

15 De façon avantageuse on entraîne le modèle 15 fondé sur les données, initialement, uniquement sur le fondement de mesure stationnaire ou encore on l'alimente avec des données fondées sur des champs de caractéristiques ce qui conduit ensuite en cours de fonctionnement, lorsque se produisent des phénomènes dynamiques, auto- 20 matiquement à un entraînement complémentaire par l'insertion de données d'entraînement correspondant. Il est avantageux que les modèles utilisés qui représentent la relation entre la caractéristique de combustion VM à obtenir et les grandeurs de réglage SG(SG-'VM : la grandeur de réglage donne la caractéristique de combustion) qu'elles 25 influencent, soient utilisées comme dans le présent exemple de réalisation sous une forme inverse (VM-'SG : la caractéristique de combustion s'obtient en réglant la grandeur de réglage correspondante). Pour réaliser une commande préalable on détermine dans ce cas les valeurs des grandeurs de réglage SGmod(k) avec lesquelles on agit sur le système 30 réel pour obtenir certaines caractéristiques de combustion souhaitées VMs(k). En particulier dans le mode de fonctionnement dynamique du moteur, par exemple en cas de changement rapide de charge, il est très utile d'avoir une telle commande préalable fondée sur un modèle, en utilisant une inversion de modèle, notamment si le procédé de combus- 35 tion est très sensible aux variations des grandeurs de réglage SG ou des états internes de la combustion. Dans ce cas on peut utiliser au moins une fonction décrivant la relation entre une caractéristique de combustion VM et une grandeur de réglage SG, fonction utilisée sous sa forme inverse dans le calcul fondé sur le modèle de la valeur de la grandeur de réglage correspondante. La figure 2 montre un extrait d'une fonction caractéristique décrivant la relation entre une caractéristique de combustion VM et une grandeur de réglage SG. Cette fonction est remarquable par une ambiguïté. En pratique une telle forme de courbe peut éventuellement devenir critique dans le cas d'une inversion de modèle car l'inversion suppose une relation strictement monotone entre les grandeurs d'entrée et les grandeurs de sortie. De manière avantageuse on résout une association entre une caractéristique de combustion VM et la grandeur de réglage SG par l'inversion de la fonction en utilisant un procédé de cal- cul par itération. Dans un procédé de calcul par itération on utilise comme point de départ une grandeur de réglage qui se situe avec certitude en dehors de la plage de l'ambiguïté possible et se déplace le long de la courbe caractéristique de la fonction non inversée, dans une direction prédéfinie (direction de grandeur de réglage qui augmente ou qui diminue) et on détermine la caractéristique correspondante de combustion. Cela garantit que la valeur de consigne à atteindre pour la caractéristique de combustion VM s'obtient par un réglage défini de la valeur d'inversion souhaitée de la grandeur de réglage SG ; on évite ainsi avantageusement par exemple des ruptures de monotonie dans le compor- tement de conduite. Cette valeur de commande préalable peut être prélevée avantageusement selon le point de fonctionnement dans le champ de caractéristiques de grandeurs de réglage 4 conçu pour un fonctionnement stationnaire pour la grandeur de réglage à faire varier. La figure 3 est une vue schématique d'un développement d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. La description précédente montre que même en mode de fonctionnement stationnaire du moteur après un entraînement correspondant du modèle 15 fondé sur les données, on peut avoir, entre le modèle 15 fondé sur les données et l'état de fonctionnement respectif du modèle fondé sur un champ de caractéristiques, correspondant (grandeur de réglage-champ de caracté- ristiques 4) des écarts occasionnés par exemple par les effets du vieillissement des composants et/ou des données insuffisantes individuelles par cylindre pour le champ de caractéristiques. Pour réduire de tels écarts par un apprentissage de préférence individuel par cylindre ou par l'adaptation correspondante des champs de caractéristiques de grandeurs de réglage 4 enregistrés dans l'unité de calcul 2, il est possible d'effectuer une individualisation spécifique pour chacun des champs de caractéristiques obtenus par application à la suite de l'application primaire. Ce transfert d'informations du modèle fondé sur les données au modèle fondé sur les caractéristiques est notamment utile si le modèle fondé sur les données ne peut plus être utilisé, par exemple à cause de la défaillance du capteur de signal de chambre de combustion. Dans ce cas on utilise le modèle 15 fondé sur les don-nées, non inversées pour le mode de fonctionnement stationnaire du moteur, pour calculer au préalable la caractéristique de combustion prévisionnelle VMpred(k) appartenant à la grandeur de réglage correspondante, dans l'unité de calcul 5 pour des valeurs SGv(k) prélevées du champ de caractéristiques de grandeurs de réglage selon le point de fonctionnement. En même temps, à partir de la valeur SGv(k) provenant du champ de caractéristiques de grandeurs de réglage 4 on utilise la grandeur de réglage respective en variante pour la commande du moteur. On fournit à une unité d'adaptation 11 la différence AVM(k-1) obtenue dans un élément de différence entre la caractéristique de combustion VMM(k-1) obtenue dans l'unité de saisie 6 et la caractéristique de combustion VMpred(k- 1) calculée préalablement dans l'unité de calcul 5 et qui est fourni par une unité de temporisation 12 de façon synchronisée dans le temps. L'unité d'adaptation 11 détermine à partir de cette différence AVM(k-1), une correction de grandeur de réglage SGkorr à l'aide de laquelle on corrige le champ de caractéristiques de grandeurs de réglage 4 au point de fonctionnement stationnaire donné, par itération, jusqu'à ce que la valeur prévisionnelle VMpred et la valeur mesurée VMM se correspondent pour la caractéristique de combustion respective.35

Claims

REVENDICATIONS1 °) Procédé de commande d'un moteur à combustion (7) comprenant les étapes suivantes : fournir selon le point de fonctionnement une valeur de consigne (VMs) d'au moins une caractéristique de combustion (VM) dans le moteur à combustion (7) à l'aide d'un champ de caractéristiques de valeurs de consigne (3), la caractéristique de combustion (VM) correspondant à une grandeur caractérisant la combustion dans le moteur à combustion (7), ~o déterminer une valeur d'une grandeur de réglage (SGv) fondée sur un champ de caractéristiques pour commander le moteur à combustion (7) à partir d'un champ de caractéristiques de grandeurs de réglage (4), déterminer une valeur (SGmod) d'une grandeur de réglage modifiée 15 pour commander le moteur à combustion (7) à l'aide d'un modèle (15) fondé sur les données, le modèle (15) fondé sur les données déterminant la valeur (SGmod) de la grandeur de réglage modifiée pour commander le moteur à combustion (7) en fonction d'une valeur réelle (VMM) de la caractéristique de combustion de la combustion précé- 20 dente, obtenue par la mesure d'une grandeur pendant le fonctionne-ment du moteur à combustion (7) et en fonction de cette grandeur de réglage (SGv) fondée sur un champ de caractéristiques, on détermine la valeur (SGmod) de la grandeur de réglage modifiée par rapport à la commande du moteur à combustion (7), 25 réaliser le modèle (15) fondé sur les données de façon à être adapté en fonction de la valeur de consigne (VMs) de la caractéristique de combustion et de la valeur réelle (VMM) de la caractéristique de combustion, fournir une grandeur de réglage réelle (SG(k)) au moteur à combus- 30 tion (7) pour commander le moteur à combustion (7), la grandeur réelle (SG(k)) étant réglée sur une valeur dépendant de la valeur de la grandeur de réglage (SGv) selon le champ de caractéristique et/ou de la valeur de la grandeur de réglage modifiée (SGmod). 35 2°) Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que le modèle (15) fondé sur les données fournit comme grandeur de sortie une mesure de confiance qui indique la fiabilité de la valeur de la grandeur de réglage modifiée (SGmod). 3°) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que comme grandeur de réglage réelle (SG) pour commander le moteur à combustion (7) en fonction de la mesure de confiance (V), on fournit la valeur de la grandeur de réglage (SGmod), modifiée ou la valeur de la grandeur de réglage (SGv) fondée sur le champ de caractéristiques. 4°) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que comme grandeur de réglage réelle (SG) pour commander le moteur à combustion (7) on fournit une valeur qui s'obtient en fonction de la me-sure de confiance (V) comme grandeur de pondération, à partir de la valeur de la grandeur de réglage modifiée (SGmod) et de la valeur de la grandeur de réglage (SGv) fondée sur les caractéristiques. 5°) Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, selon lequel le modèle (15) fondé sur les données est adapté selon le résultat d'une comparaison avec un seuil, faite à l'aide d'une valeur de consigne (VMs) de la caractéristique de combustion et de la valeur réelle (VMM) de la caractéristique de combustion. 6°) Procédé selon la revendicationl, caractérisé en ce que l'on minimise un écart entre la valeur de consigne (VMs) de la caractéristique de combustion et la valeur mesurée (VMM) de la caractéristique de combustion en effectuant individuellement par cylindre, une adaptation du champ de caractéristiques des grandeurs de réglage (4). 7°) Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que le modèle (15) fondé sur les données indique en fonction de la valeur réelle (VMM) la caractéristique de combustion correspondant à la combustion précédente et en fonction de la grandeur de réglage (SGv) fondée sur le champ de caractéristiques, une caractéristique de combustion prévisionnelle (VMpred), la valeur (SGmod) de la grandeur de réglage modifiée étant déterminée pour commander le moteur à combustion (7) à partir de la caractéristique de combustion prévisionnelle (VMpred) par une fonction d'association, et la fonction d'association correspond à une fonction inverse qui décrit la relation entre une caractéristique de combustion (VM) et la grandeur de réglage (SG). 8°) Appareil de gestion de moteur pour commander un moteur à combustion interne (7) comprenant : une unité de mémoire (2) pour fournir un champ de caractéristiques de valeur de consigne (3), réalisée pour que selon un point de fonctionnement du moteur à combustion (7), elle fournit une valeur de consigne (VMs) d'une caractéristique de combustion (VM) correspondant à une combustion dans le moteur à combustion (7), la caractéristique de combustion correspondant à une grandeur caractérisant la combustion dans le moteur à combustion (7) et donnant un champ de grandeurs de réglage (4), pour déterminer une valeur d'une grandeur de réglage (SVv) fondée sur le champ de caractéristiques pour commander le moteur à combustion (7), une unité de calcul (5) réalisée pour déterminer une valeur (SGmod) d'une grandeur de réglage modifiée pour commander le moteur de combustion (7) à l'aide d'un modèle (15) fondé sur les données, qui indique une caractéristique de combustion prévisionnelle (VMpred) selon la valeur réelle (VMM) de la caractéristique de combustion correspondant à la combustion précédente déterminée par la mesure d'une grandeur au cours du fonctionnement du moteur à combustion interne (7), et la grandeur de réglage du champ de caractéristiques (SGV) et pour déterminer la valeur (SGmod) de la grandeur de réglagemodifiée servant à commander le moteur à combustion (7), à partir de la caractéristique de combustion prévisionnelle (VMpred) par une fonction d'association, le modèle (15) fondé sur les données étant adapté selon la valeur de consigne (VMs) de la caractéristique de combustion et de la valeur réelle (VMM) de la caractéristique de com- bustion, une unité de coordination (10) pour fournir une grandeur de réglage réelle (SG(k)) au moteur à combustion (7), la grandeur de réglage réelle (SG(k)) étant réglée sur une valeur qui dépend de la grandeur de réglage (SGv) fondée sur le champ de caractéristique et/ou la va- leur de la grandeur de réglage (SGmod). 9°) Appareil de commande de moteur (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'unité de calcul (5) est réalisée pour fournir comme grandeur de sortie du modèle (15) fondé sur les données, une mesure de confiance (V) qui indique la fiabilité de la valeur de la grandeur de réglage modifiée (SGmod) et l'unité de coordination (10) est réalisée pour fournir comme grandeur de réglage réelle (SG) servant à commander le moteur à combustion (7) en fonction de la mesure de confiance (V) la valeur de la grandeur de réglage modifiée (SGmod) ou la valeur de la grandeur de réglage (SGV) fondée sur le champ de caractéristiques. 10°) Appareil de commande de moteur (1) selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par une unité d'adaptation (11) pour minimiser un écart entre la valeur de consigne (VMs) de la caractéristique de combustion et la valeur mesurée (VMM) de la caractéristique de combustion, en effectuant une adaptation du champ de caractéristiques de grandeurs de réglage (4) de manière individuelle par cylindre. 11 °) Programme d'ordinateur comportant des moyens de code de pro-gramme pour exécuter les étapes du procédé selon l'une des revendica-tions 1 à 7 lorsque ce dernier est exécuté sur un appareil de commande de moteur (1).5