EP1559895A1 - Procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un moteur diesel pour véhicule automobile - Google Patents

Procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un moteur diesel pour véhicule automobile Download PDF

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EP1559895A1
EP1559895A1 EP05290185A EP05290185A EP1559895A1 EP 1559895 A1 EP1559895 A1 EP 1559895A1 EP 05290185 A EP05290185 A EP 05290185A EP 05290185 A EP05290185 A EP 05290185A EP 1559895 A1 EP1559895 A1 EP 1559895A1
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EP
European Patent Office
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cylinder
angle
predetermined
pressure
variation
Prior art date
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Granted
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EP05290185A
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German (de)
English (en)
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EP1559895B1 (fr
Inventor
Ludovic Peron
Guillaume Meissonnier
Claire Vermonet
Cédric Lorret
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Delphi International Operations Luxembourg SARL
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
Delphi Technologies Inc
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Publication date
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D35/024—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure using an estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals

Definitions

  • the present invention relates to a method for diagnosing the state of operation of a diesel engine for a motor vehicle.
  • the present invention aims to solve the aforementioned problems by providing a method of diagnosing the state of operation of a diesel engine for a motor vehicle consisting in testing the good operation of the pressure acquisition chains in the cylinders and of the chain of acquisition of the angle of the motor shaft and to identify malfunction and drift of engine operation according to the evolution of the pressure in the cylinders of it.
  • Another object of the invention is to propose a diagnostic method initiating an automatic correction thereof by means on-board correction in the motor vehicle.
  • the method is characterized in that further comprises a step of determining (114) the state of operation of each cylinder with respect to a predetermined state of nominal cylinder operation of identifying a state of operation of the cylinder among the predetermined operating state nominal value of the cylinder and a predetermined drift state according to the evolution of the pressure in the cylinders, and what is suitable for triggering the stage (102) when the determining step (114) determines at least one drift state of a cylinder.
  • the method is characterized in that that the step of determining the variation of variation consists in acquiring a population of a predetermined number of values of the variation of the signal delivered by the pressure acquisition chain into the cylinder for the first time predetermined range of crank angle and to determine the deviation as the difference between the average of this population and a value predetermined reference of pressure variation in the cylinder for the predetermined range of crankshaft angles.
  • the method is characterized in that the step of determining the angle difference is to acquire a population of a predetermined number of values of maximum pressure angle of the compression phase of the cylinder cycle and to determine the angle difference as the difference between the average of this population and a value predetermined reference angle of maximum pressure angle of the phase of compression of the cylinder.
  • the method is characterized in that the stage of identification of the state of operation consists in identifying the state nominal operating cylinder and pressure acquisition lines in the cylinder and the angle of the motor shaft if the variation deviation determined is included in a first predetermined range of variations of variation and if the determined angle deviation is within a first predetermined range differences in angle.
  • the method is characterized in that the stage of identification of the state of operation consists in identifying the state nominal operating cylinder and pressure acquisition lines in the cylinder and the angle of the motor shaft if the variation deviation determined is included in a first predetermined range of variations of variation and if the angle deviation determined is within a first predetermined range differences in angle and if the variance of the population of variation values is below a predetermined threshold of variance of variation and if the variance of the population of angle values is less than a predetermined threshold of angle variance.
  • the method is characterized in that the stage of identification of the operating state of the cylinder and chains of pressure acquisition in the cylinder and the angle of the motor shaft further consists in identifying a malfunction or drift in the cylinder and / or the pressure acquisition chain in the cylinder and / or the chain for acquiring the motor angle when the nominal operating state is not identified, and to determine if the malfunction or drift identified belongs to the predetermined set of malfunctions and drifts corrigeable by the correction means on board the vehicle automobile.
  • the method is characterized in that consists of issuing a necessary intervention signal if at least one malfunction is identified as uncorrectable by the means of on-board correction, and in that the correction step is triggered if at least a malfunction is identified as correctable by the means of embedded correction.
  • the method is characterized in that the step of analyzing the operation of each cylinder, and chains of pressure acquisition in the cylinder and the angle of the motor shaft is triggered following the first start of the engine or the start of the latter following predetermined interventions, the engine being idle.
  • the method is characterized in that the step of identifying the drift state of the cylinder operation consists of to determine the nominal operating state of the cylinder if the ratio deviation is included in the first predetermined range of ratios.
  • the method is characterized in that the pressure ratio reference value in the cylinder and the first range of ratio deviations are respectively the mean and a confidence interval predetermined risk of a Gaussian distribution of the mean of the ratio of pressure in the cylinder, determined after the first start of the engine.
  • the method is characterized in that the step of determining the drifts of the operation of each cylinder is triggered if the nominal operating state has been identified for each cylinder and the chains of acquisition of the pressure in the cylinder and the angle of the motor shaft.
  • the method is characterized in that the step of determining the operating state of each cylinder is triggered regularly.
  • the method is characterized in that includes a step of evaluating the results of the correction implemented by the onboard correction means, and in that it consists in transmitting a intervention signal required if the evaluation of the correction results determines a failure of the correction.
  • the present invention also relates to a system of diagnosis of the operating state of a Diesel engine of the type mentioned above implementing the method according to the invention.
  • FIG. 1 is illustrated under the general reference 10 an engine Diesel for a motor vehicle equipped for example with four cylinders 12a, 12b, 12c, 12d.
  • Each cylinder of the engine comprises an injector 14a, 14b, 14c, 14d, a yoke 18a, 18b, 18c, 18d, a piston 20a, 20b, 20c, 20d and a combustion chamber 22a, 22b, 22c, 22d delimited by the piston and the cylinder head of the cylinder.
  • the cylinder injector included in the cylinder head, is connected to a common supply rail 24 of the engine and is suitable for supplying the combustion chamber 22a, 22b, 22c, 22d of the cylinder fuel according to at least one pilot injection and one main injection of fuel, as is known in the state of the art.
  • Each cylinder is also associated with a chain 24a, 24b, 24c, 24d of pressure acquisition in the cylinder, comprising for example a 26a, 26b, 26c, 26d deformation sensor with inserted piezoelectric element in the cylinder head or integrated with the glow plug, and fit for measure deformations of the latter under the effect of pressure variations in the combustion chamber of the cylinder.
  • Pistons 20a, 20b, 20c, 20d are connected to a motor shaft 28 of the motor 10.
  • the motor shaft 28 is associated with a chain 30 for acquiring the motor shaft angle, comprising for example a Hall effect sensor associated with a gear wheel fixed to the motor shaft.
  • This chain is furthermore suitable for delivering the crankshaft angle of each cylinder in a manner known per se.
  • the chains 24a, 24b, 24c, 24d of pressure acquisition in the cylinders and the chain 30 of acquisition of the angle of the motor shaft are connected to a unit 32 for controlling the operation of the engine adapted to control the operation of the motor according to the measurements of pressure in the cylinders and angle of the motor shaft.
  • the control unit 32 of operation is connected to the engine cylinder injectors and to the common feed ramp 24 and is suitable for controlling different engine operating parameters like for example the characteristics of the injections, etc., according to pressure measurements and angle of the motor shaft delivered by the different chains of acquisition.
  • the control unit 32 comprises means 34 for correcting the embedded malfunctions / drifts adapted to correct a set predetermined malfunctions and drifts of the engine and chains pressure acquisition in the cylinder and the angle of the motor shaft as for example a bad calibration of a sensor, a bad calibration angular, an inversion of some branches etc ...
  • control unit 32 includes a diagnosis unit 36 of the operating state of the engine implementing the method that is the object of the invention.
  • Fig. 2 is a flowchart of the state diagnostic method operation of a diesel engine according to the invention implemented by the unit 36 of the engine operation control unit and applied to the diagnosis of the operating state of the motor of FIG.
  • a first step 100 following an engine start 10, the method consists in testing whether the start is the first start of the motor or is consequential to an intervention included in a set predetermined number of interventions. If the result of this test is positive, a step 102 analysis, for each cylinder of the engine, the operation of the cylinder and chains of pressure acquisition in the cylinder and the angle of the shaft engine, is triggered.
  • the analysis step 102 implemented when the engine is at the idle, consists in determining for each set composed of a cylinder, the chain of acquisition of pressure in this cylinder and the chain of acquisition the angle of the motor shaft, if this assembly operates in a nominal condition predetermined operating condition or is subject to malfunction or a predetermined drift, and to identify the malfunction or drift if this together does not work in a nominal way, as will be explained in more detail later.
  • step 104 the method tests in a step 104 whether each malfunction and drift identified (e) belongs to the predetermined set of dysfunctions and drifts that can be corrected by means 34 of correction of embedded malfunctions / drifts. If each malfunction and each drift identified is indeed correctable by the correction means 34, the method according to the invention then consists of in a non-nominal state correction step 106, to be corrected by the means 34 on-board correction identified malfunctions.
  • the method then consists, in a step 108, of evaluating the results of the correction. If the assessment is negative, ie if the correction failed, the method is clean, in a step 110, to issue a signal to the vehicle user to indicate that a intervention is necessary. The process then switches, in a step 112, following step 110 of transmitting the intervention signal, the engine in a degraded mode of predetermined operation.
  • step 104 If the result of the test implemented during step 104 is negative, that is, if an identified malfunction or drift does not belong to the predetermined set of corrective malfunctions and drifts by the on-board correction means 34, the signal transmission step 110 necessary intervention is then triggered.
  • the analysis process 102 determines the nominal operation for each cylinder and the chains for acquiring the pressure in it and the angle of the motor shaft, and thus the absence of malfunction, the The method then consists, in a step 113, of determining and memorizing values used in a step 114 of determining the state of operation of each cylinder, as will also be explained more in detail thereafter.
  • the process 114 determines in particular if each cylinder operates in its nominal state and determines a drift state of operation of it if this is not the case.
  • the drift state of a cylinder is thus determined once diagnosed that pressure acquisition chains and the angle of the tree engine operate satisfactorily, so that this determination is not distorted by an element of defective acquisition lines or operating unsatisfactorily.
  • step 114 determines whether at least one derives from the operation of a cylinder has been diagnosed. If at least one derives from the operation of a cylinder has been diagnosed, the process loops on step 102 for analyzing the operation of the cylinder and chains of pressure acquisition in the cylinder and the angle of the shaft engine to identify this at least one drift.
  • the process consists, in a step 118, of testing a triggering condition of step 114 of determining the drift state of each cylinder.
  • the process 118 tests whether the number of kilometers traveled by the vehicle since the last determination of the drifts is greater than or equal to a predetermined value of kilometers.
  • the process 118 also tests whether the engine operation control unit 32 has committed a fault included in a predetermined list of faults. This predetermined list includes for example faults of the control unit 32 which have for consequence of non-consistent values of motor control regulation in function of the cylinder pressure signals delivered by the acquisition lines pressure in the cylinders.
  • step 118 of test the trigger condition of step 114 of determining the drifts is then triggered.
  • the analysis step 102 is implemented cylinder by cylinder of sequentially, with the engine idling, removing the pilot injection on the cylinder being diagnosed as well as by underlining the injection main so that the combustion starts more than 5 ° crankshaft after the top dead center, and / or by eliminating exhaust gas recirculation, hereinafter "EGR", if the precision of the determination and the identification of malfunctions and drifts is improved on the type of vehicle to which the process according to the invention is applied as has been determined in a preliminary statistical study.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • Step 102 consists, for a cylinder, first of all to analyze simultaneously the amplitude of the signal delivered by the chain of acquisition of pressure in the cylinder and the maximum pressure angle of the curve of compression of the cylinder cycle, hereinafter "APMC". More particularly, process consists in acquiring during the compression phase of the cycle of cylinder, the value of the signal delivered by the pressure acquisition chain in the cylinder and the value of the angle of the motor shaft delivered by the chain acquisition of the angle of the motor shaft to obtain the evolution of the signal delivered by the acquisition chain according to the crankshaft angle of the cylinder.
  • APMC maximum pressure angle of the curve of compression of the cylinder cycle
  • Direct search of the maximum value of the signal delivered by the chain of acquisition of pressure in the cylinder does not present a generally a good precision because a small variation in pressure in the immediate vicinity of the top dead center of the cylinder cycle can be drowned in the measurement noise.
  • the process 102 first samples the signal delivered by the acquisition chain in a predetermined window of ⁇ 5 ° crankshaft around an estimate of the dead point and thus obtains a sampled curve.
  • the process 102 determines the center of symmetry of this curve, that is to say the APMC, by adjusting for example by the least squares a polynomial of the second degree to the sampled data of the curve then determines the position of the maximum of this polynomial and therefore the APMC.
  • the least squares APMC determination requires very few calculations. Indeed, this position value of the maximum is expressible in polynomial form. Noting xi the angle values at the sampling points, and yi the pressure values at these points, and if the samples are taken symmetrically around zero in order to have the APMC is determined by the process 102 according to the relation:
  • the analysis of the maximum pressure angle of the compression curve is to compare the observed APMC from the cylinder to a predetermined value corresponding to a maximum pressure angle of the compression phase representative of the set of engines of the family of the diesel engine, to which the method according to the invention applies.
  • a statistical study of the population of pressure variations thus acquired establishes that the pressure increase, for a nominal cylinder assembly between the predetermined crank angles ⁇ 1 and ⁇ 2 of the compression phase, is a Gaussian random variable of average m ⁇ P and of variance ⁇ 2 ⁇ P .
  • a statistical study of the APMC population thus acquired establishes that the APMC for a nominal cylinder assembly is a Gaussian random variable of average m APMC and variance ⁇ 2 APMC .
  • Figure 3 is a partition of a diagnostic plan also obtained in the previous study. This plane makes it possible to characterize the operation of the cylinder and the pressure acquisition chains therein and the angle of the motor shaft as a function of the operating deviations of this assembly with respect to the pair of values (m ⁇ P , m APMC ) representative of the nominal operating state.
  • This diagnostic plan is provided with an orthogonal reference frame of origin (m ⁇ P , m APMC ) whose abscissa locates the average of an observed population of N variations ⁇ S obs of the value of the signal delivered by the acquisition chain of pressure in the cylinder between the crank angle ⁇ 1 and ⁇ 2 to which is subtracted the value m ⁇ P , and whose ordinate locates the average of an observed population of M maximum pressure angles of the compression curve APMC obs cylinder subtracted from the value m APMC , where M and N are predetermined numbers.
  • a confidence interval [LIC; LSC] of ⁇ risk associated with a Gaussian random variable where w and i , i 1, ..., N, is a Gaussian random variable of mean m w and of variance ⁇ 2 w , is the interval where t ⁇ is a number such that the probability P (G ⁇ t ⁇ ) that a realization G of the reduced central G and Gaussian random variable is equal to 1 - ⁇ / 2 .
  • the central range S ⁇ P, 3 ⁇ S APMC, 3 is representative of the nominal operating state. If the operation of the cylinder and associated acquisition chains is such that the torque (X, Y), constituted by an embodiment of the variable X and and an embodiment of the variable Y and respectively, deviates from the torque (m ⁇ P , m APMC ) of an amount such that it is in the range S ⁇ P, 3 ⁇ S APMC, 3 , then it is diagnosed that the cylinder and the associated acquisition chains operate in the nominal operating state and do not therefore, there is no malfunction or drift.
  • the risks r ⁇ P, 1 and r APMC, 1 are equal to 1%.
  • the probability that the cylinder and the associated acquisition chains do not function as a nominal cylinder assembly characterized by a gaussian pressure variation, of mean m ⁇ P and of variance ⁇ 2 ⁇ P is less than 1%.
  • the probability that the cylinder and the associated acquisition chains do not function as a nominal cylinder assembly characterized by a Gaussian APMC, of mean m APMC and variance ⁇ 2 APMC is less than 1%.
  • Figure 4 is a flowchart of the analysis step 102, for each cylinder of the engine, the operation of this cylinder and chains pressure acquisition in this cylinder and the angle of the motor shaft.
  • an initialization step 200 is triggered and consists in particular of initializing at zero a counter k of cylinders and a list L dys dysfunction / drift.
  • the cylinder counter k is incremented by an increment step of one, and a test is then performed in a step 204 to know if the value of this counter k is greater than the total number n of cylinders of the motor.
  • the method according to the invention consists, in a step 206, in eliminating the pilot injection on the cylinder being diagnosed and in sub-stalling if necessary the main injection for that the fuel combustion of the main injection starts more than 5 ° crankshaft after top dead center, and possibly to remove the EGR if it improves the diagnostic accuracy as previously described.
  • Step 206 acquires a population N variations of the signal issued by the channel pressure acquisition in the k th engine cylinder between the crankshaft angles ⁇ 1 and ⁇ 2 of the compression phase of the cylinder cycle.
  • the method then consists, in a step 214, triggered when the steps 208 and 212 of the method are completed, to generate the value pair (X, Y) for the k th cylinder, then to test in a step 216 if this pair belongs at the predetermined range S ⁇ P, 3 ⁇ S APMC, 3 representative of the nominal operating state of the assembly formed by the k th cylinder and the pressure acquisition lines therein and the angle of the engine shaft.
  • step 202 If the result of this test on the torque value (X, Y) is positive, the process then loops on step 202 to test the next cylinder. If the result of this test is negative, that is to say if a malfunction or drift is determined (e) for the assembly consisting of the k th cylinder and pressure acquisition chains in this k th cylinder and of the angle of the motor shaft, the method identifies, in a step 218, a malfunction or drift according to the predetermined range at which the pair of values (X, Y) belongs and then updates the list L dys malfunctions / deviation by adding the malfunction or drift identified (e). The process then loops on step 202.
  • step 220 the state of the list L dys malfunctions / drifts. If the list L dys is empty, that is to say if no malfunction or drift has been identified, the nominal operating condition of the cylinders and acquisition chains is then diagnosed. Otherwise a non-nominal state is diagnosed and the list L dys dysfunctions / drifts is used in a step 222 for the identification of malfunctions and drifts corrigeable by the onboard correction means. For this purpose, the method determines whether each dysfunction and each drift listed in the list L dys belongs to all the malfunctions and drifts corrigeable by the onboard correction means.
  • Another embodiment of the method according to the invention consists in the test step 216 to know if the pair of values (X, Y) belongs to the predetermined range S ⁇ P, 3 ⁇ S APMC, 3 to be tested also if the variance ⁇ 2 ⁇ S_obs of the population and if the variance ⁇ 2 APMC_obs of the population of the k th cylinder are less than predetermined values of variance LSC var_ ⁇ P and LSC var_ APMC respectively.
  • both the pair (X, Y) belongs to S AP, 3 ⁇ S APMC, 3 and the variance ⁇ 2 ⁇ s_obs is lower than LCS var_ ⁇ P and the variance ⁇ 2 APMC_obs is lower than LSC var_APMC then the nominal state of The operation of the k th cylinder and the pressure acquisition lines in this k th cylinder and the angle of the driving shaft is diagnosed. Simultaneously test population mean and variance thus increasing the ability of the method to diagnose the nominal operating state.
  • the APMC of a nominal cylinder assembly being a Gaussian random variable of average m APMC and variance ⁇ 2 APMC , it is known that the random variable according to the relation (M -1) ⁇ 2 APMC_obs_nom ⁇ 2 APMC follows a chi- square law at M-1 degree of freedom, where ⁇ 2 APMC_obs_nom is the estimated variance of a population of M APMC of a nominal cylinder assembly.
  • LSC var_APMC of predetermined risk confidence r var_APMC for example 1%, based on the law of chi-two according to the relation: where ⁇ 2 M-1 is the inverse function of the cumulative distribution function of the chi-square law at M - 1 degree of freedom.
  • a predetermined risk threshold value LSC var_ ⁇ P of risk for example 1%, is determined for the variance of the population
  • a step 300 the method initializes a counter v to zero, then then increments in step 302 the counter value v by one step increment of one.
  • Each tuple is for example acquired during a cycle of the motor shaft.
  • the method then generates in a step 306, for each n-tuple of the population and for each cylinder, a ratio according to the relation:
  • step 312 of the method according to the invention consists in testing whether the tuple Z belongs to a first predetermined range P 1 representative of the nominal operating state of all the cylinders of the engine.
  • a cylinder j is then diagnosed as not working nominally if the j th component of the tuple Z is not within the range
  • step 314 If the nominal operating state of all the cylinders is not diagnosed in step 312, that is, if the tuple (Z 1 , Z 2 , ..., Z n ) n is not in the range P 1 , a test is carried out in a step 314 to find out if the value of the counter v is greater than or equal to a predetermined value v max . If the result of this test is negative, the method according to the invention then loop on step 302.
  • step 114 of determination includes less calculation and acquisition operations than step 102 of analysis. So, he is particularly advantageous to implement such a step for diagnose drifts rather than implement systematic step 102 of analysis.
  • the process 113 determines the ratio average tuple of this population in a similar manner to step 308 described above and records this tuple as the tuple (m 1 , m 2 , ..., m n ) of ratio reference values. .
  • the process 113 also determines the tuple of ratio variances this population, where ⁇ 2 is the variance of Rj related to ratios j th cylinder and then determines the set of confidence intervals according to these variances, depending on the relationship where t j is a number such that the probability P ( G ⁇ t j ) that a realization G of the reduced central G and Gaussian random variable is equal to 1- r j / 2.
  • crankshaft angles ⁇ 3 and ⁇ 4 are equal to the crankshaft angles ⁇ 1 and ⁇ 2 respectively, so that it is possible to use the populations of variations of the signals delivered by the pressure acquisition chains in the rolls, acquired in step 206 of the process 102 described in connection with FIG. 4, for calculating the ratio reference values and the confidence intervals as previously described.
  • the process does not then include a population acquisition step of variations, which accelerates the process according to the invention.
  • the statistical test on the .DELTA.S variation of the signal delivered by an acquisition chain of the pressure in a cylinder may be replaced by the ratio test R I obs , the principle of the process remaining the same.
  • Means 500 for acquiring means and variances of populations of signal variations delivered by a pressure acquisition system and APMC are inputted by the signals delivered by the pressure acquisition chains in the cylinders and the signal delivered by the chain of acquisition of the angle of the motor shaft.
  • the means 500 for acquiring means and variances are suitable for determining for each cylinder of the engine, the average .DELTA.S obs and the variance ⁇ 2 ⁇ S_obs of a population of N observed variations of the value of the signal delivered by the pressure acquisition chain in the cylinder by implementing the steps of the method 206 and 208 as described in connection with the figure 4, and the average APMC obs and the variance ⁇ 2 APMC_obs of a population of M APMC observed by implementing the steps 210 and 212 of the method as described in relation with FIG. 4.
  • the value of the averages is then supplied to means 502 for generating torque which are further connected to a list 504 of the reference means m ⁇ P and m APMC of a non-volatile memory 506.
  • the means 502 are suitable for generating a torque values (X, Y) as a function of the values of the averages received as inputs and of the reference means values by implementing step 214 of the method described above in relation to FIG. 4.
  • the pair (X, Y) is then supplied to first comparison means 508 which receive as a second input all the ranges S ⁇ P, i and S APMC, j of a list 510 of the ranges S ⁇ P, i and S APMC , j of the non-volatile memory 506.
  • the variances ⁇ 2 and ⁇ 2 ⁇ S_obs APMC_obs are provided with second means 512 for comparison which also receive the values LCS var_ ⁇ P and LSC var_APMC a list 514 of variance threshold values nonvolatile memory 506.
  • the first comparison means 508 determines which range the pair (x, Y) belongs to, and the second comparison means 512 determines whether each of the variances is less than its associated variance threshold value.
  • the first and second comparison means determine in particular whether the entire cylinder and associated acquisition chains operate in the nominal operating state characterized by the range S ⁇ P, 3 ⁇ S APMC, 3 and the variances less than their value. respective threshold by implementing the step 216 previously described in connection with FIG.
  • means 516 for identifying malfunctions and drifts which comprise storage means (not shown) of the L dys list of the malfunctions / drifts and are able to update it by according to the comparison results by implementing step 218 of the method described with reference to FIG. 4.
  • the system according to the invention comprises means 518 for acquiring ratio averages having, as inputs, the signals delivered by the pressure acquisition lines in the cylinders and the signal delivered by the angle acquisition chain. of the motor shaft.
  • the acquisition means 518 are adapted to acquire a tuple of ratio means implementing steps 304, 306 and 308 of the method according to the invention as described previously with reference to FIG.
  • Means 518 provide the ratio average tuple to tuple generation means 520.
  • the means 520 for generating n-tuple furthermore receive as second input the reference values of ratio m 1 , m 2 ,..., M n of a list 522 of ratio reference values of the non-volatile memory 506.
  • the tuple (Z 1 , Z 2 ,..., Z n ) thus generated is supplied to third comparison means 524 which determine whether this tuple belongs to the range P1 received as the second entry of a list 526. intervals of confidences of the non-volatile memory 506.
  • Means 516 for identifying malfunctions and drifts and the third comparison means 524 are connected to means 530 Central Management. These central management means 530 are furthermore connected to means 532 boot type identification. The means 532 boot type identification are suitable for determining, by implementing step 100 of the method, if a starting of the engine is the first start or if the start is successive to an intervention belonging to a predetermined list 534 of interventions stored in the non-volatile memory 506, and return the result of their determination to the means 530 central management.
  • the central management means 530 furthermore receive as input the number of KM kilometers traveled by the motor vehicle. They are also connected to the non-volatile memory 506 to receive a list 536 malfunctions and drifts corrigeable by the means of correction embedded in the motor vehicle.
  • the central management means 530 also receive as input the result of tests implemented by test means 531 adapted for determine whether the engine operation control unit 32 has committed a fault of the predetermined set of faults.
  • the means 530 of central management are also connected to means 538 for transmitting the necessary intervention signal, to the means 34 on-board correction, and means 540 of correction analysis by elsewhere connected to the on-board correction means 34.
  • the central management means 530 are adapted to trigger the different steps of the method according to the invention by controlling the means 500, 502, 516, 518, and 520 by generating a control signal E according to the entries they receive.
  • the central management means 530 If a start determined by the starting means 532 is the first start of the vehicle, or a successive start to an intervention of a predetermined type, the central management means 530 generates an activation signal of the means 500, 502 and 516 which then determine together whether the cylinders and the acquisition chains are operating in the nominal operating state or not. The means 530 receive in return the list L dys malfunctions / drifts.
  • the means 530 determine whether central management malfunctions and drifts in the list are correctable by on-board means 34 and correction by implementing step 222 of the method of 'invention..
  • the central management means 530 deactivate the means 500, 502 and 516 and activate the on-board correction means 34 and the correction analysis means 540.
  • the correction means 34 then receive the list L dys of the corrections to be made and provide the correction analysis means 540 with the results of the correction.
  • the correction analysis means 540 then evaluate the correction and in return provide their evaluation to the central management means 530.
  • the central management means 530 then activate the means 538 for transmitting the necessary intervention signal.
  • the central management means 530 deactivate the correction and correction analysis means and then activate the means 518, and 520.
  • the central management means 530 determine and memorize the ratio reference values and the associated confidence intervals by implementing the step 113 of the method described in relation with FIG. 2 and activate the means 518 and 520 for carrying out step 114 of the method.
  • the central management means 530 deactivate the means 500, 502 and 516 and subsequently implement the trigger test step 118 of the method according to the invention as a function of the number of kilometers traveled KM by the vehicle and test results delivered by the means 531.
  • the means 530 then activate the means 518 and 520 which determine the drift state of the engine cylinders if the result of this test is positive.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un moteur (10) Diesel pour véhicule automobile, ce moteur (10) comportant une chaîne (18a, 18b, 18c,18d) d'acquisition de pression associée à chaque cylindre (12a, 12b, 12c, 12d) du moteur pour acquérir la pression dans chaque cylindre, une chaîne (30) d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur adaptée pour délivrer l'angle vilebrequin de chaque cylindre et des moyens (34) de correction embarqués propres à corriger un ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives des cylindres et des chaînes d'acquisition, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes : d'analyse (102) du fonctionnement de chaque cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur, consistant à identifier un état de fonctionnement de l'ensemble composé de ceux-ci parmi un état nominal de fonctionnement, et un ensemble de dysfonctionnements et de dérives prédéterminés en fonction de caractéristiques prédéterminées du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre ; et de correction (106) consistant à corriger des dysfonctionnements et des dérives identifiées appartenant à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un moteur Diesel pour véhicule automobile.
Il est connu dans l'état de la technique des systèmes de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un moteur Diesel pour véhicule automobile qui utilisent des informations délivrées par des chaínes d'acquisition de signaux associées au moteur, généralement des chaínes d'acquisition de la pression dans les cylindres et une chaíne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur classiquement associées au moteur Diesel, notamment pour établir un diagnostic de fuites dans les cylindres.
De plus, il est connu des stratégies de contrôle du fonctionnement du moteur utilisant un signal de pression cylindre pour d'autres fonctions du contrôle moteur. Le type de systèmes utilisant de telles stratégies suppose que les chaínes d'acquisition fonctionnent correctement et sont parfaitement calibrées. Par conséquent, si au moins une chaíne d'acquisition est défaillante, un diagnostic de fuite peut être établi alors même que le ou les cylindres mis en cause fonctionnent de manière satisfaisante, ou le contrôle moteur peut provoquer des dysfonctionnements et une augmentation des émissions polluantes en cas de non prise en compte de cette défaillance ou dérive.
De plus en cas d'une défaillance ou d'une dérive prédéterminée du moteur ou des chaínes d'acquisition, ces systèmes de l'état de la technique émettent uniquement un diagnostic à l'attention de l'utilisateur du véhicule pour une intervention de réparation humaine alors que, d'une manière générale, le moteur est associé à des moyens de correction embarquée propres à corriger ces défaillances et/ou dérives.
Par ailleurs, de manière classique, de tels systèmes mettent en oeuvre des algorithmes se fondant sur des modèles paramétriques du moteur ou de l'évolution de la pression dans les cylindres. Ces algorithmes nécessitent généralement un nombre d'opérations important, de sorte que la mise en oeuvre du traitement de données correspondant par un calculateur embarqué dans le véhicule, généralement un micro-contrôleur à capacité de calcul réduite, est difficilement envisageable.
La présente invention a pour but de résoudre les problèmes susmentionnés en proposant un procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un moteur Diesel pour véhicule automobile consistant à tester le bon fonctionnement des chaínes d'acquisition de la pression dans les cylindres et de la chaíne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur et à identifier des dysfonctionnement et des dérives de fonctionnement du moteur en fonction de l'évolution de la pression dans les cylindres de celui-ci.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de diagnostic consistant à déclencher une correction automatique de ceux-ci par des moyens de correction embarqués dans le véhicule automobile.
A cet effet l'invention a pour objet un procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un moteur Diesel pour véhicule automobile, ce moteur comportant une chaíne d'acquisition de pression associée à chaque cylindre du moteur pour acquérir la pression dans chaque cylindre, une chaíne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur adaptée pour délivrer l'angle vilebrequin de chaque cylindre et des moyens de correction embarqués propres à corriger un ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives des cylindres et des chaínes d'acquisition, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes :
  • d'analyse du fonctionnement de chaque cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur, consistant à identifier un état de fonctionnement de l'ensemble composé de ceux-ci parmi un état nominal de fonctionnement, et un ensemble de dysfonctionnements et de dérives prédéterminés en fonction de caractéristiques prédéterminées du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre ; et
  • de correction consistant à corriger des dysfonctionnements et des dérives identifiées appartenant à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de détermination (114) de l'état de fonctionnement de chaque cylindre par rapport à un état prédéterminé de fonctionnement nominal du cylindre consistant à identifier un état de fonctionnement du cylindre parmi l'état prédéterminé de fonctionnement nominal du cylindre et un état de dérive prédéterminé en fonction de l'évolution de la pression dans les cylindres, et ce qu'il est adapté pour déclencher l'étape (102) d'analyse lorsque l'étape (114) de détermination détermine au moins un état de dérive d'un cylindre.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'analyse du fonctionnement de chaque cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur comprend les étapes:
  • de détermination d'un écart de variation entre la variation du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression pour une première plage prédéterminée d'angles vilebrequin du cylindre et un modèle prédéterminé de variation de pression dans le cylindre ;
  • de détermination d'un écart d'angle entre l'angle de pression maximale de la phase de compression du cycle du cylindre et un modèle prédéterminé d'angle de pression maximale de la phase de compression du cylindre ; et
  • d'identification de l'état de fonctionnement du cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur en fonction des écarts de variation et d'angle déterminés et de plages prédéterminées d'écarts de variation et d'écart d'angle de pression maximale de la phase de compression.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape de détermination de l'écart de variation consiste à acquérir une population d'un nombre prédéterminé de valeurs de la variation du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre pour la première plage prédéterminée d'angles vilebrequin et à déterminer l'écart de variation comme la différence entre la moyenne de cette population et une valeur prédéterminée de référence de variation de pression dans le cylindre pour la plage prédéterminée d'angles vilebrequin.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape de détermination de l'écart d'angle consiste à acquérir une population d'un nombre prédéterminé de valeurs d'angle de pression maximale de la phase de compression du cycle du cylindre et à déterminer l'écart d'angle comme la différence entre la moyenne de cette population et une valeur prédéterminée de référence d'angle de pression maximale de la phase de compression du cylindre.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'identification de l'état de fonctionnement consiste à identifier l'état nominal de fonctionnement du cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur si l'écart de variation déterminé est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts de variation et si l'écart d'angle déterminé est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts d'angle.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'identification de l'état de fonctionnement consiste à identifier l'état nominal de fonctionnement du cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur si l'écart de variation déterminé est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts de variation et si l'écart d'angle déterminés est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts d'angle et si la variance de la population de valeurs de variation est inférieure à un seuil prédéterminé de variance de variation et si la variance de la population de valeurs d'angle est inférieure à un seuil prédéterminé de variance d'angle.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'identification de l'état de fonctionnement du cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur consiste en outre à identifier un dysfonctionnement ou une dérive dans le cylindre et/ou la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre et/ou la chaíne d'acquisition de l'angle moteur lorsque l'état nominal de fonctionnement n'est pas identifié, et à déterminer si le dysfonctionnement ou la dérive identifié appartient à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués dans le véhicule automobile.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à émettre un signal d'intervention nécessaire si au moins un dysfonctionnement est identifié comme non corrigeable par les moyens de correction embarqués, et en ce que l'étape de correction est déclenchée si au moins un dysfonctionnement est identifié comme corrigeable par les moyens de correction embarqués.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'analyse du fonctionnement de chaque cylindre, et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur est déclenchée à la suite du premier démarrage du moteur ou du démarrage de celui-ci à la suite d'interventions prédéterminées, le moteur étant au ralenti.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce l'étape de détermination de l'état de fonctionnement de chaque cylindre par rapport à l'état nominal de fonctionnement prédéterminé comprend les étapes :
  • de détermination d'un écart de ratio entre le ratio d'une variation de pression dans le cylindre sur la somme de variations de la pression dans les autres cylindres et un modèle prédéterminé de ratio, chacune des variations de la pression dans un cylindre correspondant à la variation de pression pour une seconde plage prédéterminée d'angles vilebrequin ; et
  • d'identification d'un état de dérive du fonctionnement du cylindre parmi l'état nominal et l'état de dérive de fonctionnement du cylindre en fonction d'une plage prédéterminée d'écarts de ratio.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape de détermination d'un écart de ratio comprend :
  • une étape d'acquisition d'une population d'un nombre prédéterminé de n-uplets des valeurs de variation de pression pour la seconde plage d'angles vilebrequin dans chaque cylindre du moteur, où n est le nombre de cylindres du moteur ;
  • une étape de génération pour chaque n-uplet du ratio de la valeur de la variation de pression dans le cylindre sur la somme des valeurs de la variation de pression dans les autres cylindres afin d'obtenir une population de ratios pour le cylindre ; et
  • une étape de détermination de l'écart de ratio comme la différence entre la moyenne de la population de ratios pour le cylindre et une valeur de référence prédéterminée de ratio pour le cylindre.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'identification de l'état de dérive du fonctionnement du cylindre consiste à déterminer l'état nominal de fonctionnement du cylindre si l'écart de ratio est compris dans la première plage prédéterminée de ratios.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que la valeur de référence de ratio de pression dans le cylindre et la première plage d'écarts de ratio sont respectivement la moyenne et un intervalle de confiance de risque prédéterminé d'une distribution gaussienne de la moyenne du ratio de pression dans le cylindre, déterminés à la suite du premier démarrage du moteur.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape de détermination des dérives du fonctionnement de chaque cylindre est déclenchée si l'état nominal de fonctionnement a été identifié pour chaque cylindre et les chaínes d'acquisition de la pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape de détermination de l'état de fonctionnement de chaque cylindre est déclenchée régulièrement.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'évaluation des résultats de la correction mise en oeuvre par les moyens de correction embarqués, et en ce qu'il consiste à émettre un signal d'intervention nécessaire si l'évaluation des résultats de la correction détermine un échec de la correction.
La présente invention a également pour objet un système de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un moteur Diesel du type susmentionnée mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et prise en relation avec les dessins annexés, dans lesquels des références identiques concernent des éléments identiques ou analogues, et dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue schématique d'un moteur Diesel à rampe commune d'alimentation équipé de chaínes d'acquisition de pression dans les cylindres et d'une chaíne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur, et d'une unité de contrôle du fonctionnement du moteur;
  • la figure 2 est un organigramme des principales étapes du procédé selon l'invention ;
  • la figure 3 est un plan de diagnostic de l'état de fonctionnement des cylindres et des chaínes d'acquisition de la pression dans les cylindres et de l'angle de l'arbre moteur ;
  • la figure 4 est un organigramme de l'étape d'analyse, pour chaque cylindre du moteur, du fonctionnement de ce cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans ce cylindre et de l'angle de l'arbre moteur du procédé selon l'invention;
  • la figure 5 est un organigramme de l'étape de détermination des dérives du fonctionnement de chaque cylindre par rapport à l'état nominal de fonctionnement prédéterminé du cylindre du procédé selon l'invention ; et
  • la figure 6 est une vue schématique d'un mode de réalisation préféré de l'unité de diagnostic de l'état de fonctionnement entrant dans la constitution du système de la figure 1.
Sur la figure 1, est illustré sous la référence générale 10 un moteur Diesel pour véhicule automobile équipé par exemple de quatre cylindres 12a, 12b, 12c, 12d. Chaque cylindre du moteur comprend un injecteur 14a, 14b, 14c, 14d, une culasse 18a, 18b, 18c, 18d, un piston 20a, 20b, 20c, 20d et une chambre de combustion 22a, 22b, 22c, 22d délimitée par le piston et la culasse du cylindre. L'injecteur du cylindre, compris dans la culasse du cylindre, est raccordé à une rampe commune d'alimentation 24 du moteur et est adapté pour alimenter la chambre de combustion 22a, 22b, 22c, 22d du cylindre en carburant selon au moins une injection pilote et une injection principale de carburant, comme cela est connu dans l'état de la technique.
Chaque cylindre est par ailleurs associé à une chaíne 24a, 24b, 24c, 24d d'acquisition de pression dans le cylindre, comprenant par exemple un capteur 26a, 26b, 26c, 26d de déformation à élément piézoélectrique inséré dans la culasse du cylindre ou intégré à la bougie de préchauffage, et propre à mesurer des déformations de celle-ci sous l'effet de variations de pression dans la chambre de combustion du cylindre. Les pistons 20a, 20b, 20c, 20d sont raccordés à un arbre moteur 28 du moteur 10. L'arbre moteur 28 est associé à une chaíne 30 d'acquisition de l'angle d'arbre moteur, comprenant par exemple un capteur à effet Hall associé à une roue dentée fixée sur l'arbre moteur. Cette chaíne est en outre propre à délivrer l'angle vilebrequin de chaque cylindre d'une manière connue en soi.
Les chaínes 24a, 24b, 24c, 24d d'acquisition de pression dans les cylindres et la chaíne 30 d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur sont raccordées à une unité 32 de contrôle du fonctionnement du moteur adaptée pour commander le fonctionnement du moteur en fonction des mesures de pression dans les cylindres et d'angle de l'arbre moteur. L'unité 32 de contrôle du fonctionnement est raccordée aux injecteurs des cylindres du moteur et à la rampe commune d'alimentation 24 et est adaptée pour commander différents paramètres de fonctionnement du moteur comme par exemple les caractéristiques des injections, etc, en fonction de mesures de pression et d'angle de l'arbre moteur délivrées par les différentes chaínes d'acquisition.
L'unité 32 de contrôle comprend des moyens 34 de correction de dysfonctionnements/dérives embarqués adaptés pour corriger un ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives du moteur et des chaínes d'acquisition de pression dans les cylindre et de l'angle de l'arbre moteur comme par exemple un mauvais calibrage d'un capteur, un mauvais calage angulaire, une inversion de certains branchements etc...
Enfin, l'unité 32 de contrôle comprend une unité 36 de diagnostic de l'état de fonctionnement du moteur mettant en oeuvre le procédé objet de l'invention.
La figure 2 est un organigramme du procédé de diagnostic de l'état fonctionnement d'un moteur Diesel selon l'invention mis en oeuvre par l'unité 36 de diagnostic de l'unité du contrôle du fonctionnement du moteur et appliqué au diagnostic de l'état de fonctionnement du moteur de la figure 1.
A une première étape 100, consécutive à un démarrage du moteur 10, le procédé consiste à tester si le démarrage est le premier démarrage du moteur ou est consécutif à une intervention comprise dans un ensemble prédéterminé d'interventions. Si le résultat de ce test est positif, une étape 102 d'analyse, pour chaque cylindre du moteur, du fonctionnement du cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur, est déclenchée.
L'étape d'analyse 102, mise en oeuvre lorsque le moteur est au ralenti, consiste à déterminer pour chaque ensemble composé d'un cylindre, de la chaíne d'acquisition de pression dans ce cylindre et de la chaíne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur, si cet ensemble fonctionne dans un état nominal prédéterminé de fonctionnement ou s'il est sujet à un dysfonctionnement ou une dérive prédéterminé, et à identifier le dysfonctionnement ou la dérive si cet ensemble ne fonctionne pas de manière nominale, comme cela sera expliqué plus en détail par la suite.
Lorsque le moteur démarre pour la première fois ou à la suite d'une intervention humaine de l'ensemble prédéterminé d'interventions, certains dysfonctionnements sont susceptibles de se produire, comme par exemple un mauvais branchement de connexions électriques, un capteur de pression défectueux, un mauvais calage angulaire de la roue dentée de la chaíne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur, une fuite dans un cylindre, un mauvais calibrage d'une chaíne d'acquisition de pression dans un cylindre, etc.
Si un ou plusieurs dysfonctionnements ou dérives ont été identifiés lors de l'étape 102, le procédé teste dans une étape 104 si chaque dysfonctionnement et dérive identifié(e) appartient à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens 34 de correction de dysfonctionnements/dérives embarqués. Si chaque dysfonctionnement et chaque dérive identifié(e) est effectivement corrigeable par les moyens 34 de correction, le procédé selon l'invention consiste alors, dans une étape 106 de correction d'état non nominal, à corriger par les moyens 34 de correction embarqués les dysfonctionnements identifiés.
Une fois la correction effectuée pour chaque dysfonctionnement corrigeable, le procédé consiste ensuite, dans une étape 108, à évaluer les résultats de la correction. Si l'évaluation est négative, c'est-à-dire si la correction a échoué, le procédé est propre, dans une étape 110, à émettre un signal à l'attention de l'utilisateur du véhicule pour lui signifier qu'une intervention est nécessaire. Le procédé bascule ensuite, dans une étape 112, successive à l'étape 110 d'émission du signal d'intervention, le moteur dans un mode dégradé de fonctionnement prédéterminé.
Si le résultat du test mis en oeuvre lors de l'étape 104 est négatif, c'est-à-dire si un dysfonctionnement ou une dérive identifié(e) n'appartient pas à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens 34 de correction embarqués, l'étape 110 d'émission de signal d'intervention nécessaire est alors déclenchée.
Si le processus 102 d'analyse détermine le fonctionnement nominal pour chaque cylindre et les chaínes d'acquisition de la pression dans celui-ci et de l'angle de l'arbre moteur, et donc l'absence de dysfonctionnement, le procédé consiste alors, dans une étape 113 , à déterminer et mémoriser des valeurs utilisées dans une étape 114 de détermination de l'état de fonctionnement de chaque cylindre, comme cela sera également expliqué plus en détail par la suite.
Le processus 114 détermine notamment si chaque cylindre fonctionne dans son état nominal et détermine un état de dérive du fonctionnement de celui-ci si tel n'est pas le cas.
L'état de dérive d'un cylindre est ainsi déterminé une fois diagnostiqué que les chaínes d'acquisition de pression et de l'angle de l'arbre moteur fonctionnent de manière satisfaisante, de sorte que cette détermination n'est pas faussée par un élément des chaínes d'acquisition défectueux ou fonctionnant de manière non satisfaisante.
Une fois l'étape 114 de détermination effectuée, si au moins une dérive du fonctionnement d'un cylindre a été diagnostiquée, le procédé reboucle sur l'étape 102 d'analyse du fonctionnement du cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur pour identifier cette au moins une dérive.
Lorsque le résultat du test de l'étape 100 du procédé pour savoir si le démarrage est le premier démarrage du moteur ou est consécutif à une intervention de l'ensemble prédéterminé d'interventions est négatif, le procédé consiste, dans une étape 118, à tester une condition de déclenchement de l'étape 114 de détermination de l'état de dérive de chaque cylindre. Par exemple le processus 118 teste si le nombre de kilomètres parcourus par le véhicule depuis la dernière détermination des dérives est supérieur ou égal à une valeur prédéterminée de kilomètres. Le processus 118 teste également si l'unité 32 de contrôle du fonctionnement du moteur a commis une faute comprise dans une liste prédéterminée de fautes. Cette liste prédéterminé comprend par exemple des fautes de l'unité 32 de contrôle qui ont pour conséquence des valeurs non cohérente de la régulation du contrôle moteur en fonction des signaux de pression cylindre délivrés par les chaínes d'acquisition de pression dans les cylindres.
Si le résultat de ce test est négatif, l'occurrence de la satisfaction de la condition de déclenchement continue d'être scrutée. Si le résultat de ce test est positif, l'étape 114 de détermination est alors déclenchée.
Enfin si le résultat de l'évaluation des résultats de la correction d'état non nominal mis en oeuvre à l'étape 108 du procédé est positif, l'étape 118 de test de la condition de déclenchement de l'étape 114 de détermination des dérives est alors déclenchée.
Il va maintenant être décrit, en relation avec la figure 3 et la figure 4, l'étape 102 d'analyse, pour chaque cylindre du moteur, du fonctionnement de ce cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans ce cylindre et de l'angle de l'arbre moteur.
L'étape 102 d'analyse est mise en oeuvre cylindre par cylindre de manière séquentielle, le moteur étant au ralenti, en supprimant l'injection pilote sur le cylindre en cours de diagnostic ainsi qu'en en sous-calant l'injection principale pour que la combustion commence plus de 5° vilebrequin après le point mort haut, et/ou en supprimant la recirculation des gaz d'échappement, ci-après « EGR », si la précision de la détermination et l'identification des dysfonctionnements et des dérives est améliorée sur le type de véhicule auquel s'applique le procédé selon l'invention comme cela a été déterminé lors d'une étude statistique préalable.
L'étape 102 consiste, pour un cylindre, tout d'abord à analyser simultanément l'amplitude du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre et l'angle de pression maximale de la courbe de compression du cycle du cylindre, ci-après « APMC ». Plus particulièrement le procédé consiste à acquérir lors de la phase de compression du cycle du cylindre, la valeur du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre et la valeur de l'angle de l'arbre moteur délivrée par la chaíne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur afin d'obtenir l'évolution du signal délivré par la chaíne d'acquisition en fonction de l'angle vilebrequin du cylindre.
La recherche directe de la valeur maximale du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre ne présente pas d'une manière générale une bonne précision du fait qu'une faible variation de pression au voisinage immédiat du point mort haut du cycle du cylindre peut être noyée dans le bruit de mesure.
Le processus 102 échantillonne tout d'abord le signal délivré par la chaíne d'acquisition dans une fenêtre prédéterminée de ±5° vilebrequin autour d'une estimation du point mort et obtient ainsi une courbe échantillonnée.
Ensuite, le processus 102 détermine le centre de symétrie de cette courbe, c'est-à-dire l'APMC, en ajustant par exemple par les moindres carrés un polynôme du second degré aux données échantillonnées de la courbe puis détermine la position du maximum de ce polynôme et donc l'APMC.
De manière avantageuse la détermination de l'APMC par les moindres carrés nécessite très peu de calculs. En effet cette valeur de position du maximum est exprimable sous forme polynomiale. En notant xi les valeurs d'angle aux points d'échantillonnage, et yi les valeurs de pression à ces points, et si les échantillons sont pris de façon symétrique autour de zéro afin d'avoir
Figure 00120001
l'APMC est déterminé par le processus 102 selon la relation :
Figure 00120002
L'analyse en amplitude consiste à comparer la variation ΔS = S(α2)-S(α1) de la valeur S du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre, entre deux angles vilebrequin prédéterminés α1 et α2 de la phase de compression du cycle du cylindre, à une valeur prédéterminée correspondant à une variation de pression représentative d'un ensemble de moteurs de la famille du moteur Diesel auquel le procédé selon l'invention s'applique.
De manière analogue, l'analyse de l'angle de pression maximale de la courbe de compression consiste à comparer l'APMC observé du cylindre à une valeur prédéterminée correspondant à un angle de pression maximale de la phase de compression représentatif de l'ensemble de moteurs de la famille du moteur Diesel, auquel le procédé selon l'invention s'applique.
Lors d'une étude antérieure, des populations de variations de pression entre les angles vilebrequin α1 et α2 APMC ont été observées pour les cylindres de l'ensemble de moteurs dans différents états d'usures et différentes conditions de fonctionnement, mais présentant l'état nominal de fonctionnement des cylindres et des chaínes d'acquisition. Pour des raisons de concision, un cylindre d'un moteur associé à des chaínes d'acquisition de pression dans celui-ci et d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur qui fonctionnent de manière nominale sera qualifié par la suite d' « ensemble cylindre nominal ». Cette étude statistique détermine également si la coupure de l'EGR susmentionnée améliore de manière utile la précision de diagnostic pour le type de moteur Diesel objet du diagnostic mis en oeuvre par le procédé selon l'invention.
Une étude statistique de la population de variations de pression ainsi acquise établit que l'accroissement de pression, pour un ensemble cylindre nominal entre les angles vilebrequin prédéterminés α1 et α2 de la phase de compression, est une variable aléatoire gaussienne de moyenne mΔP et de variance σ2 ΔP. D'une manière analogue, une étude statistique de la population d'APMC ainsi acquise établit que l'APMC pour un ensemble cylindre nominal est une variable aléatoire gaussienne de moyenne mAPMC et de variance σ2 APMC.
La figure 3 est une partition d'un plan de diagnostic obtenue également lors de l'étude antérieure. Ce plan permet de caractériser le fonctionnement du cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans celui-ci et de l'angle de l'arbre moteur en fonction des écarts de fonctionnement de cet ensemble par rapport au couple de valeurs (mΔP,mAPMC) représentatif de l'état nominal de fonctionnement.
Ce plan de diagnostic est pourvu d'un repère orthogonal d'origine (mΔP,mAPMC) dont l'abscisse repère la moyenne d'une population observée de N variations ΔSobs de la valeur du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre entre les angles vilebrequin α1 et α2 à laquelle est soustraite la valeur mΔP, et dont l'ordonnée repère la moyenne d'une population observée de M angles de pression maximale de la courbe de compression APMCobs du cylindre à laquelle est soustraite la valeur mAPMC, où M et N sont des nombres prédéterminés.
L'axe des abscisses est divisé en cinq segments, à savoir
Figure 00140001
Figure 00140002
où, LICΔP,1 et LSCΔP,1 sont les bornes inférieure et supérieure respectivement d'un premier intervalle de confiance prédéterminé, de risque rΔP,1, et LICΔP,2 et LSCΔP,2 sont les bornes inférieure et supérieure respectivement d'un second intervalle de confiance prédéterminé, de risque rΔP,2, d'une variable aléatoire selon la relation :
Figure 00140003
   où x andi, i=1,..., N, est une variable aléatoire gaussienne de moyenne mΔP et de variance σ2 ΔP.
L'axe des ordonnées est également divisé en cinq segments, à savoir
Figure 00140004
Figure 00150001
et
Figure 00150002
où LICAPMC,1 et LSCAPMC,1 sont les bornes inférieure et supérieure respectivement d'un premier intervalle de confiance prédéterminé, de risque rAPMC,1, et LICAPMC,2 et LSCAPMC,2 sont les bornes inférieure et supérieure respectivement d'un second intervalle prédéterminé de confiance, de risque rAPMC,2 de la variable aléatoire selon la relation :
Figure 00150003
   où y andi, i=1,..., M, est une variable aléatoire de moyenne mAPMC et de variance σ2 APMC.
Il peut être rappelé qu'un intervalle de confiance [LIC ; LSC] de risque α associé à une variable aléatoire gaussienne
Figure 00150004
où w andi, i=1,..., N, est une variable aléatoire gaussienne de moyenne mw et de variance σ2 w , est l'intervalle
Figure 00150005
où tα est un nombre tel que la probabilité P(G < tα) qu'une réalisation G de la variable aléatoire G and gaussienne centrale réduite soit égale à 1 - α / 2.
Chacune des plages prédéterminées SΔP,i × SAPMC,j, i=1,2,...,5; j=1,2,...,5 est représentative d'un état de fonctionnement prédéterminé du cylindre et des chaínes d'acquisition de la pression dans celui-ci et de l'angle de l'arbre moteur, c'est-à-dire l'état nominal, un dysfonctionnement prédéterminé ou une dérive prédéterminée.
La plage centrale SΔP,3 × SAPMC,3 est représentative de l'état nominal de fonctionnement. Si le fonctionnement du cylindre et des chaínes d'acquisition associées est tel que le couple (X, Y), constitué par une réalisation de la variable X and et une réalisation de la variable Y and respectivement, s'écarte du couple (mΔP,mAPMC) d'une quantité telle qu'il est compris dans la plage SΔP,3 × SAPMC,3, alors il est diagnostiqué que le cylindre et les chaínes d'acquisition associées fonctionnent dans l'état nominal de fonctionnement et ne présentent donc pas ni de dysfonctionnement ni de dérive.
Les autres plages correspondent à un état non nominal de fonctionnement. Chacune de celles-ci est représentative d'un dysfonctionnement ou d'une dérive parmi un ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives. Plus particulièrement :
  • les plages SΔP,2 × SAPMC,3 et SΔP,4 × SAPMC,3 sont représentatives d'une dérive de la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre. Celle-ci n'est plus calibrée de manière satisfaisante et renvoie une mesure de la pression non représentative de la valeur réelle de la pression dans le cylindre ;
  • la plage SΔP,2 × SAPMC,2 est représentative d'une fuite sur le cylindre ;
  • les plages SΔP,1 × SAPMC,i i = 1,..., 5, sont représentatives d'une absence du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression ;
  • les plages SΔP,5 × SAPMC,i, i = 1,..., 5, sont représentatives d'une saturation de la chaíne d'acquisition de pression ; et
  • les autres plages sont représentatives d'un problème de calage angulaire de la chaíne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur.
De manière avantageuse, les risques rΔP,1 et rAPMC,1 sont égaux à 1%. Ainsi, si la moyenne d'une population de variations observées du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre n'est pas comprise dans SΔP,3, alors la probabilité que le cylindre et les chaínes d'acquisition associées ne fonctionnent pas comme un ensemble cylindre nominal caractérisé par une variation de pression gaussienne, de moyenne mΔP et de variance σ2 ΔP, est inférieure à 1%. D'une manière analogue, si la moyenne d'une population d'APMC observés n'est pas comprise dans la plage SAPMC,3 alors la probabilité que le cylindre et les chaínes d'acquisition associées ne fonctionnent pas comme un ensemble cylindre nominal caractérisé par un APMC gaussien, de moyenne mAPMC et de variance σ2 APMC, est inférieure à 1%.
La figure 4 est un organigramme de l'étape 102 d'analyse, pour chaque cylindre du moteur, du fonctionnement de ce cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans ce cylindre et de l'angle de l'arbre moteur.
Successivement à l'étape 100 du procédé selon l'invention décrite en relation avec la figure 1, le moteur étant au ralenti, une étape 200 d'initialisation est déclenchée et consiste notamment à initialiser à zéro un compteur k de cylindres et une liste Ldys de dysfonctionnements/dérives. Dans une étape 202 suivante, le compteur k de cylindre est incrémenté d'un pas d'incrément de un, et un test est alors réalisé dans une étape 204 pour savoir si la valeur de ce compteur k est supérieure au nombre total n de cylindres du moteur.
Si le résultat de ce test est négatif, le procédé selon l'invention consiste, dans une étape 206, à supprimer l'injection pilote sur le cylindre en cours de diagnostic ainsi qu'à en sous-caler si nécessaire l'injection principale pour que la combustion du carburant de l'injection principale commence plus de 5° vilebrequin après le point mort haut, et éventuellement à supprimer l'EGR si cela améliore la précision du diagnostic comme cela a été décrit précédemment. L'étape 206 consiste ensuite à acquérir une population
Figure 00170001
de N variations du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le kième cylindre du moteur entre les angles vilebrequin α1 et α2 de la phase de compression du cycle du cylindre.
La moyenne
Figure 00170002
de cette population est alors ensuite générée dans une étape 208 du procédé, ainsi qu'une valeur X selon la relation X = ΔS obs- mΔP.
Lorsque le résultat du test sur la valeur du compteur k de cylindre est négatif, le procédé consiste également, dans une étape 210, à acquérir une population
Figure 00170003
de M APMC pour le kième cylindre du moteur. La moyenne
Figure 00180001
est alors ensuite générée dans une étape 212 successive ainsi qu'une valeur Y selon la relation : Y =APMC obs-mAPMC.
Le procédé consiste ensuite, dans une étape 214, déclenchée lorsque les étapes 208 et 212 du procédé sont terminées, à générer le couple de valeur (X, Y) pour le kième cylindre, puis à tester dans une étape 216 si ce couple appartient à la plage prédéterminée SΔP,3 × SAPMC,3 représentative de l'état nominal de fonctionnement de l'ensemble formé du kième cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans celui-ci et de l'angle de l'arbre moteur.
Si le résultat de ce test sur la valeur du couple (X,Y) est positif, le procédé boucle alors sur l'étape 202 afin de tester le cylindre suivant. Si le résultat de ce test est négatif, c'est-à-dire si un dysfonctionnement ou une dérive est déterminé(e) pour l'ensemble constitué du kième cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans ce kième cylindre et de l'angle de l'arbre moteur, le procédé identifie, dans une étape 218, un dysfonctionnement ou une dérive en fonction de la plage prédéterminée à laquelle appartient le couple de valeurs (X,Y) et met alors à jours la liste Ldys de dysfonctionnements/dérives en lui ajoutant le dysfonctionnement ou la dérive identifié(e). Le procédé boucle alors ensuite sur l'étape 202.
Si le résultat du test sur la valeur du compteur k de cylindre est positif, c'est-à-dire que tous les ensembles constitués d'un cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans ce cylindre et de l'angle de l'arbre moteur ont été testés, le procédé teste dans une étape 220 l'état de la liste Ldys de dysfonctionnements/dérives. Si la liste Ldys est vide, c'est-à-dire si aucun dysfonctionnement ni aucune dérive n'a été identifié, l'état nominal de fonctionnement des cylindres et des chaínes d'acquisition est alors diagnostiqué. Sinon un état non nominal est diagnostiqué et la liste Ldys de dysfonctionnements/dérives est utilisée dans une étape 222 pour l'identification des dysfonctionnements et des dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués. A cet effet, le procédé détermine si chaque dysfonctionnementet chaque dérive listé(e) dans la liste Ldys appartient à l'ensemble des dysfonctionnements et des dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués.
Un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention consiste lors de l'étape 216 de test pour savoir si le couple de valeurs (X,Y) appartient à la plage prédéterminée SΔP,3 × SAPMC,3 à tester également si la variance σ2 ΔS_obs de la population
Figure 00190001
et si la variance σ2 APMC_obs de la population
Figure 00190002
du kième cylindre sont inférieures à des valeurs prédéterminées de variance LSCvar_ΔP et LSCvar_ APMC respectivement. Si à la fois le couple (X, Y) appartient à SAP,3 × SAPMC,3 et la variance σ2 Δs_obs est inférieure à LCSvar_ΔP et la variance σ2 APMC_obs est inférieure à LSCvar_APMC alors l'état nominal de fonctionnement du kième cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans ce kième cylindre et de l'angle de l'arbre moteur est diagnostiqué. Tester simultanément la moyenne et la variance des populations
Figure 00190003
accroít ainsi la capacité du procédé à diagnostiquer l'état nominal de fonctionnement.
L'APMC d'un ensemble cylindre nominal étant une variable aléatoire gaussienne de moyenne mAPMC et de variance σ2 APMC, il est connu que la variable aléatoire selon la relation (M -1)σ2 APMC_obs_nom σ2 APMC    suit une loi du chi-deux à M-1 degré de liberté, où σ2 APMC_obs_nom est la variance estimée d'une population de M APMC d'un ensemble cylindre nominal. Il est donc possible de déterminer une valeur seuil LSCvar_APMC de confiance de risque prédéterminé r var_APMC, Par exemple 1%, basé sur la loi du chi-deux selon la relation :
Figure 00200001
   où χ2 M-1 est la fonction inverse de la fonction de distribution cumulée de la loi du chi-deux à M - 1 degré de liberté.
D'une manière analogue, une valeur seuil de confiance LSCvar_ΔP de risque prédéterminé, par exemple 1 %, est déterminée pour la variance de la population
Figure 00200002
Il va maintenant être décrit, en relation avec la figure 5, l'étape de détermination de l'état de fonctionnement de chaque cylindre par rapport à l'état nominal de fonctionnement prédéterminé du cylindre du procédé selon l'invention.
Dans une étape 300, le procédé initialise un compteur v à zéro, puis incrémente ensuite dans une étape 302, la valeur du compteur v d'un pas d'incrément de un.
A une étape 304, une population d'un nombre Q prédéterminé de n-uplets
Figure 00200003
est acquise, où ΔSobs j,i , j=1,...,N, i=1,...,Q est une ième variation observée de la valeur du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le jème cylindre entre deux angles vilebrequin prédéterminés α3 et α4 de la phase de compression du cycle du cylindre. Chaque n-uplet est par exemple acquis au cours d'un cycle de l'arbre moteur.
Le procédé génère ensuite dans une étape 306, pour chaque n-uplet de la population et pour chaque cylindre, un ratio selon la relation :
Figure 00200004
Il est ainsi obtenu une population de Q n-uplets de ratios
Figure 00200005
L'étape 308 suivante consiste à former le n-uplet de moyenne de ratios
Figure 00210001
   où
Figure 00210002
j=1,...,n, est la moyenne des ratios relatifs au jième cylindre.
Le procédé génère ensuite dans une étape 310 le n-uplet Z=(Z1,Z2,...,Zn), où Zj =R j obs-mj, j=1,..., n, et mj est une valeur prédéterminée de référence de ratio représentative du fonctionnement nominal du jième cylindre.
L'étape suivante 312 suivante du procédé selon l'invention consiste à tester si le n-uplet Z appartient à une première plage prédéterminée P1 représentative de l'état nominal de fonctionnement de tous les cylindres du moteur. La plage P1 est centrée sur le n-uplet (m1,m2,...,mn), et est égale à :
Figure 00210003
   où
Figure 00210004
j=1,...,n, est une plage prédéterminée représentative du fonctionnement nominal du jième cylindre, et LICR,j et LSCR,j sont la borne inférieure et supérieure respectivement d'un intervalle prédéterminé de confiance de risque prédéterminé rj associé à une variable aléatoire gaussienne représentative de l'état nominal de fonctionnement du jième cylindre, comme cela sera expliqué plus en détail par la suite. Un cylindre j est alors diagnostiqué comme ne fonctionnant pas de manière nominale si la jième composante du n-uplet Z n'est pas comprise dans la plage
Figure 00210005
Si l'état nominal de fonctionnement de tous les cylindres n'est pas diagnostiqué lors de l'étape 312, c'est-à-dire si le n-uplet (Z1, Z2,..., Zn) n'appartient pas à la plage P1, un test est mis en oeuvre dans une étape 314 pour savoir si la valeur du compteur v est supérieure ou égale à une valeur prédéterminée vmax. Si le résultat de ce test est négatif, le procédé selon l'invention boucle alors sur l'étape 302.
Si le résultat de ce test est positif, c'est-à-dire si vmax diagnostics successifs ont déterminé qu'au moins un cylindre ne fonctionne pas de manière nominale, un état de dérive de ce au moins un cylindre, et en définitive du moteur, est diagnostiqué. Le procédé boucle alors sur l'étape 102 décrite précédemment pour une identification de dérive comme cela a été décrit précédemment.
Comme on peut le constater, l'étape 114 de détermination comprend moins d'opérations de calcul et d'acquisition que l'étape 102 d'analyse. Ainsi il est particulièrement avantageux de mettre en oeuvre une telle étape pour diagnostiquer des dérives plutôt que de mettre en oeuvre de manière systématique l'étape 102 d'analyse.
La détermination des valeurs de référence de ratio mj et des intervalles de confiances associes est réalisé lors de l'étape 113 du procédé de la figure 2.
A la suite du premier démarrage du moteur ou d'une intervention humaine de l'ensemble prédéterminé d'interventions, lorsque l'étape 102 du procédé détermine que les cylindres et les chaínes d'acquisition de pression dans les cylindres et de l'angle de l'arbre moteur fonctionnent dans l'état nominal de fonctionnement, c'est-à-dire sans présenter de dysfonctionnement ni de dérive, le procédé consiste dans l'étape 113 à acquérir une population de T n-uplet de ratios {(R obs 1,i , R obs 2,i ,..., R obs n,i ); i =1,...,T} pour les angles α3 et α4 de la phase de compression du cycle du cylindre d'une manière analogue aux étapes 304 et 306 décrites ci-dessus en relation avec la figure 5, où T est un nombre prédéterminé.
Le processus 113 détermine alors le n-uplet de moyenne de ratios
Figure 00220001
de cette population d'une manière analogue à l'étape 308 décrite ci-dessus et enregistre ce n-uplet en tant que le n-uplet (m1,m2,...,mn) de valeurs de référence de ratio.
Le processus 113 détermine également le n-uplet de variances de ratios
Figure 00220002
de cette population, où σ 2 Rj est la variance des ratios relatifs au jième cylindre et détermine ensuite l'ensemble des intervalles de confiance
Figure 00220003
en fonction de ces variances, selon la relation
Figure 00230001
où t j est un nombre tel que la probabilité P(G < tj ) qu'une réalisation G de la variable aléatoire G and gaussienne centrale réduite soit égale à 1- r j / 2.
De manière avantageuse, les angles vilebrequin α3 et α4 sont égaux aux angles vilebrequin α1 et α2 respectivement, de sorte qu'il est possible d'utiliser les populations de variations des signaux délivrés par les chaíne d'acquisition de pression dans les cylindre, acquises lors de l'étape 206 du processus 102 décrite en relation avec la figure 4, pour calculer les valeurs de référence de ratio et les intervalles de confiance de la manière décrite précédemment. Le processus ne comprend alors pas d'étape d'acquisition de population de variations, ce qui accélère le procédé selon l'invention.
Le test statistique portant sur la variation ΔS du signal délivré par une chaíne d'acquisition de la pression dans un cylindre, par exemple le jième cylindre mis en oeuvre dans les étapes 206, 208 et 214 décrit en relation avec la figure 1, peut être remplacé par le test portant sur le ratio R j obs, le principe du procédé restant le même.
Il va maintenant être décrit en relation avec la figure 6, un agencement préféré de l'unité 36 de diagnostic de l'état de fonctionnement de l'unité 32 de contrôle du fonctionnement du moteur entrant dans la constitution du système de la figure 1, et mettant en oeuvre le procédé objet de l'invention tel que décrit précédemment en relation avec les figures 2 à 5.
Des moyens 500 d'acquisition de moyennes et de variances de populations de variations de signal délivré par une chaíne d'acquisition de pression et d'APMC ont pour entrées les signaux délivrés par les chaínes d'acquisition de pression dans les cylindres et le signal délivré par la chaíne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur. Les moyens 500 d'acquisition de moyennes et de variances sont propres à déterminer pour chaque cylindre du moteur, la moyenne ΔS obs et la variance σ2 ΔS_obs d'une population de N variations observées de la valeur du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre en mettant en oeuvre les étapes du procédé 206 et 208 telles que décrites en relation avec la figure 4, et la moyenne APMC obs et la variance σ2 APMC_obs d'une population de M APMC observés en mettant en oeuvre les étapes 210 et 212 du procédé telles que décrites en relation avec la figure 4.
La valeur des moyennes est alors fournie à des moyens 502 de génération de couple qui sont en outre raccordés à une liste 504 des moyennes de références mΔP et mAPMC d'une mémoire non volatile 506. Les moyens 502 sont propres à générer un couple de valeurs (X, Y) en fonction des valeurs des moyennes reçues en entrées et des valeurs de moyennes de référence en mettant en oeuvre l'étape 214 du procédé décrit précédemment en relation avec la figure 4.
Le couple (X,Y) est alors fourni à des premiers moyens 508 de comparaison qui reçoivent comme seconde entrée l'ensemble des plages SΔP,i et SAPMC,j d'une liste 510 des plages SΔP,i et SAPMC,j de la mémoire non volatile 506. Par ailleurs, les variances σ2 ΔS_obs et σ2 APMC_obs sont fournies à des seconds moyens 512 de comparaison qui reçoivent également les valeurs LCSvar_ΔP et LSCvar_APMC d'une liste 514 de valeurs seuil de variance de la mémoire non volatile 506.
Les premiers moyens 508 de comparaison déterminent à quelle plage appartient le couple (x,Y) et les seconds moyens 512 de comparaison déterminent si chacune des variances est inférieure à sa valeur de seuil de variance associée. Les premiers et seconds moyens de comparaison déterminent notamment si l'ensemble du cylindre et des chaínes d'acquisition associée fonctionne dans l'état nominal de fonctionnement caractérisé par la plage SΔP,3 × SAPMC,3 et les variances inférieures à leur valeur de seuil respective en mettant en oeuvre l'étape 216 précédemment décrite en relation avec la figure 4
Les résultats de ces comparaisons sont alors fournis à des moyens 516 d'identification de dysfonctionnements et de dérives qui comprennent des moyens de mémorisation (non représentés) de la liste Ldys des dysfonctionnements/dérives et sont propres à mettre à jour celle-ci en fonction des résultats de comparaison en mettant en oeuvre l'étape 218 du procédé décrite en relation avec la figure 4.
En outre le système selon l'invention comprend des moyens 518 d'acquisition de moyennes de ratio ayant comme entrées les signaux délivrés par les chaínes d'acquisition de pression dans les cylindres et le signal délivré par la chaíne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur. Les moyens 518 d'acquisition sont adaptés pour acquérir un n-uplet de moyennes de ratio
Figure 00250001
en mettant en oeuvre les étapes 304, 306 et 308 du procédé selon l'invention comme décrit précédemment en relation avec la figure 5.
Les moyens 518 fournissent le n-uplet de moyennes de ratio à des moyens 520 de génération de n-uplet. Les moyens 520 de génération de n-uplet reçoivent en outre comme seconde entrée les valeurs de référence de ratio m1, m2 ,..., mn d'une liste 522 de valeurs de référence de ratio de la mémoire non volatile 506. Les moyens 520 de génération génèrent alors en réponse le n-uplet Z=(Z1,Z2,...,Zn) en mettant en oeuvre l'étape 310 du procédé objet de l'invention en fonction des entrées qu'ils reçoivent.
Le n-uplet (Z1, Z2,..., Zn) ainsi généré est fourni à des troisièmes moyens 524 de comparaison qui déterminent si ce n-uplet appartient à la plage P1 reçue comme seconde entrée d'une liste 526 d'intervalles de confiances de la mémoire non volatile 506.
Les moyens 516 d'identification de dysfonctionnements et de dérives et les troisièmes moyens 524 de comparaison sont raccordés à des moyens 530 de gestion centrale. Ces moyens 530 de gestion centrale sont en outre raccordés à des moyens 532 d'identification de type de démarrage. Les moyens 532 d'identification de type de démarrage sont propres à déterminer, en mettant en oeuvre l'étape 100 du procédé, si un démarrage du moteur est le premier démarrage ou si le démarrage est successif à une intervention appartenant à une liste 534 prédéterminée d'interventions mémorisée dans la mémoire non volatile 506, et renvoient le résultat de leur détermination aux moyens 530 de gestion centrale.
Les moyens 530 de gestion centrale reçoivent en outre en entrée le nombre de kilomètres KM parcourus par le véhicule automobile. Ils sont également raccordés à la mémoire non volatile 506 pour recevoir une liste 536 des dysfonctionnements et dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués dans le véhicule automobile.
Les moyens 530 de gestion centrale reçoivent également en entrée le résultat de tests mis en oeuvre par des moyens 531 de test adaptés pour déterminer si l'unité 32 de contrôle du fonctionnement du moteur a commis une faute de l'ensemble prédéterminé de fautes.
Les moyens 530 de gestion centrale sont par ailleurs raccordés à des moyens 538 d'émission de signal d'intervention nécessaire, aux moyens 34 de correction embarqués, et à des moyens 540 d'analyse de correction par ailleurs raccordés aux moyens 34 de correction embarqués.
Les moyens 530 de gestion centrale sont adaptés pour déclencher les différentes étapes du procédé selon l'invention en commandant les moyens 500, 502, 516, 518, et 520 par la génération d'un signal de commande E en fonction des entrées qu'ils reçoivent.
Si un démarrage déterminé par les moyens 532 de démarrage est le premier démarrage du véhicule, ou un démarrage successif à une intervention d'un type prédéterminé, les moyens 530 de gestion centrale génèrent un signal d'activation des moyens 500, 502 et 516 qui déterminent alors ensemble si les cylindres et les chaínes d'acquisition fonctionnent ou non dans l'état nominal de fonctionnement. Les moyens 530 reçoivent en retour la liste Ldys des dysfonctionnements/dérives.
Si la liste Ldys de dysfonctionnements/dérives est non vide, les moyens 530 de gestion centrale déterminent si les dysfonctionnements et les dérives de la liste sont corrigeables par les moyens 34 de correction embarqués en mettant en oeuvre l'étape 222 du procédé selon l'invention..
Si les dysfonctionnements sont corrigeables, les moyens 530 de gestion centrale désactivent les moyens 500, 502 et 516 et activent les moyens 34 de correction embarqués et les moyens 540 d'analyse de correction. Les moyens 34 de correction reçoivent alors la liste Ldys des corrections à effectuer et fournissent aux moyens 540 d'analyse de correction les résultats de la correction. Les moyens 540 d'analyse de correction évaluent alors la correction et fournissent en retour leur évaluation aux moyens 530 de gestion centrale.
Si la correction a échouée, les moyens 530 de gestion centrale activent alors les moyens 538 d'émission de signal d'intervention nécessaire.
Si la correction est un succès, les moyens 530 de gestion centrale désactivent les moyens de correction et d'analyse de correction et activent alors les moyens 518, et 520.
Si la liste Ldys est vide, les moyens 530 de gestion centrale déterminent et mémorisent les valeurs de référence de ratio et les intervalles de confiances associés en mettant en oeuvre l'étape 113 du procédé décrite en relation avec la figure 2 et activent les moyens 518 et 520 pour la mise en oeuvre de l'étape 114 du procédé.
Si le premier démarrage n'est ni un premier démarrage ni un démarrage successif à une intervention de l'ensemble prédéterminé d'intervention, les moyens 530 de gestion centrale désactivent les moyens 500, 502 et 516 et mettent en suite en oeuvre l'étape 118 de test du déclenchement du procédé selon l'invention en fonction du nombre de kilomètres parcourus KM par le véhicule et des résultats de test délivrés par les moyens 531.
Les moyens 530 activent ensuite les moyens 518 et 520 qui déterminent l'état de dérive des cylindres du moteur si le résultat de ce test est positif.
Les moyens 518, et 520 déterminent alors ensemble l'état de dérive des cylindres et les moyens 530 de gestion centrale activent alors en fonction du résultats délivré par les moyens 524 de comparaison les moyens 500, 502 et 516 si un état de dérive est diagnostiqué.
De nombreuses variations peuvent être envisagées pas l'homme du métier. Par exemple, plutôt que de déclencher une correction si chaque dysfonctionnement ou dérive est identifié comme corrigeable, il est possible de déclencher la correction par les moyens de correction embarqués d'un dysfonctionnement ou d'une dérive identifié(e) comme corrigeable, même si d'autres dysfonctionnements ou dérives sont par ailleurs identifié(e)s comme non corrigeables.

Claims (19)

  1. Procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un moteur (10) Diesel pour véhicule automobile, ce moteur (10) comportant une chaíne (18a, 18b, 18c,18d) d'acquisition de pression associée à chaque cylindre (12a, 12b, 12c, 12d) du moteur pour acquérir la pression dans chaque cylindre, une chaíne (30) d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur adaptée pour délivrer l'angle vilebrequin de chaque cylindre et des moyens (34) de correction embarqués propres à corriger un ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives des cylindres et des chaínes d'acquisition, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes :
    d'analyse (102) du fonctionnement de chaque cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur, consistant à identifier un état de fonctionnement de l'ensemble composé de ceux-ci parmi un état nominal de fonctionnement, et un ensemble de dysfonctionnements et de dérives prédéterminés en fonction de caractéristiques prédéterminées du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre ; et
    de correction (106) consistant à corriger des dysfonctionnements et des dérives identifiées appartenant à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de détermination (114) de l'état de fonctionnement de chaque cylindre par rapport à un état prédéterminé de fonctionnement nominal du cylindre consistant à identifier un état de fonctionnement du cylindre parmi l'état prédéterminé de fonctionnement nominal du cylindre et un état de dérive prédéterminé en fonction de l'évolution de la pression dans les cylindres, et en ce qu'il est adapté pour déclencher l'étape (102) d'analyse lorsque l'étape (114) de détermination détermine au moins un état de dérive d'un cylindre.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape d'analyse (102) du fonctionnement de chaque cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur comprend les étapes:
    de détermination (206, 208) d'un écart de variation entre la variation du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression pour une première plage prédéterminée d'angles vilebrequin du cylindre et un modèle prédéterminé de variation de pression dans le cylindre ;
    de détermination (210, 212) d'un écart d'angle entre l'angle de pression maximale de la phase de compression du cycle du cylindre et un modèle prédéterminé d'angle de pression maximale de la phase de compression du cylindre ; et
    d'identification (216, 218) de l'état de fonctionnement du cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur en fonction des écarts de variation et d'angle déterminés et de plages prédéterminées d'écarts de variation et d'écart d'angle de pression maximale de la phase de compression.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape (206, 208) de détermination de l'écart de variation consiste à acquérir une population d'un nombre prédéterminé de valeurs de la variation du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre pour la première plage prédéterminée d'angles vilebrequin et à déterminer l'écart de variation comme la différence entre la moyenne de cette population et une valeur prédéterminée de référence de variation de pression dans le cylindre pour la plage prédéterminée d'angles vilebrequin.
  5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'étape (210, 212) de détermination de l'écart d'angle consiste à acquérir une population d'un nombre prédéterminé de valeurs d'angle de pression maximale de la phase de compression du cycle du cylindre et à déterminer l'écart d'angle comme la différence entre la moyenne de cette population et une valeur prédéterminée de référence d'angle de pression maximale de la phase de compression du cylindre.
  6. Procédé selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que l'étape (216, 218) d'identification de l'état de fonctionnement consiste à identifier l'état nominal de fonctionnement du cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur si l'écart de variation déterminé est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts de variation et si l'écart d'angle déterminé est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts d'angle.
  7. Procédé selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que l'étape (216, 218, 222) d'identification de l'état de fonctionnement consiste à identifier l'état nominal de fonctionnement du cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur si l'écart de variation déterminé est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts de variation et si l'écart d'angle déterminés est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts d'angle et si la variance de la population de valeurs de variation est inférieure à un seuil prédéterminé de variance de variation et si la variance de la population de valeurs d'angle est inférieure à un seuil prédéterminé de variance d'angle.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en que l'étape d'identification (216, 218, 222) de l'état de fonctionnement du cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur consiste en outre à identifier un dysfonctionnement ou une dérive dans le cylindre et/ou la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre et/ou la chaíne d'acquisition de l'angle moteur lorsque l'état nominal de fonctionnement n'est pas identifié, et à déterminer si le dysfonctionnement ou la dérive identifié appartient à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués dans le véhicule automobile.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à émettre un signal d'intervention nécessaire si au moins un dysfonctionnement est identifié comme non corrigeable par les moyens de correction embarqués, et en ce que l'étape de correction est déclenchée si au moins un dysfonctionnement est identifié comme corrigeable par les moyens de correction embarqués.
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (102) d'analyse du fonctionnement de chaque cylindre, et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur est déclenchée à la suite du premier démarrage du moteur ou du démarrage de celui-ci à la suite d'interventions prédéterminées, le moteur étant au ralenti.
  11. Procédé selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que l'étape (114) de détermination de l'état de fonctionnement de chaque cylindre par rapport à l'état nominal de fonctionnement prédéterminé comprend les étapes :
    de détermination (304, 306, 308, 310) d'un écart de ratio entre le ratio d'une variation de pression dans le cylindre sur la somme de variations de la pression dans les autres cylindres et un modèle prédéterminé de ratio, chacune des variations de la pression dans un cylindre correspondant à la variation de pression pour une seconde plage prédéterminée d'angles vilebrequin ; et
    d'identification (312, 314) d'un état de dérive du fonctionnement du cylindre parmi l'état nominal et l'état de dérive de fonctionnement du cylindre en fonction d'une plage prédéterminée d'écarts de ratio.
  12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape (304, 306, 308, 310) de détermination d'un écart de ratio comprend :
    une étape (304) d'acquisition d'une population d'un nombre prédéterminé de n-uplets des valeurs de variation de pression pour la seconde plage d'angles vilebrequin dans chaque cylindre du moteur, où n est le nombre de cylindres du moteur ;
    une étape (306) de génération pour chaque n-uplet du ratio de la valeur de la variation de pression dans le cylindre sur la somme des valeurs de la variation de pression dans les autres cylindres afin d'obtenir une population de ratios pour le cylindre ; et
    une étape (308, 310) de détermination de l'écart de ratio comme la différence entre la moyenne de la population de ratios pour le cylindre et une valeur de référence prédéterminée de ratio pour le cylindre.
  13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'étape (312, 314) d'identification de l'état de dérive du fonctionnement du cylindre consiste à déterminer l'état nominal de fonctionnement du cylindre si l'écart de ratio est compris dans la première plage prédéterminée de ratios.
  14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la valeur de référence de ratio de pression dans le cylindre et la première plage d'écarts de ratio sont respectivement la moyenne et un intervalle de confiance de risque prédéterminé d'une distribution gaussienne de la moyenne du ratio de pression dans le cylindre, déterminés à la suite du premier démarrage du moteur.
  15. Procédé selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 à 14, caractérisé en ce que l'étape de détermination des dérives du fonctionnement de chaque cylindre est déclenchée si l'état nominal de fonctionnement a été identifié pour chaque cylindre et les chaínes d'acquisition de la pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur.
  16. Procédé selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 à 15, caractérisé en ce que l'étape (114) de détermination de l'état de fonctionnement de chaque cylindre est déclenchée régulièrement.
  17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (108) d'évaluation des résultats de la correction mise en oeuvre par les moyens de correction embarqués, et en ce qu'il consiste à émettre un signal d'intervention nécessaire si l'évaluation des résultats de la correction détermine un échec de la correction.
  18. Système de diagnostic (32) de l'état de fonctionnement d'un moteur (10) Diesel pour véhicule automobile, ce moteur (10) comportant une chaíne (18a, 18b, 18c, 18d) d'acquisition de pression associée à chaque cylindre (12a, 12b, 12c, 12d) du moteur pour acquérir la pression dans chaque cylindre et une chaíne (30) d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur adaptée pour délivrer l'angle vilebrequin de chaque cylindre, et des moyens (34) de correction embarqués propres à corriger un ensemble prédéterminé de dysfonctionnement des cylindres et des chaínes d'acquisition et de dérives de fonctionnement des cylindres, caractérisé en ce qu'il comprend au moins :
    des moyens (500, 502, 516) d'analyse du fonctionnement, de chaque cylindre et des chaínes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur, adaptés pour identifier un état de fonctionnement de l'ensemble composé de ceux-ci parmi un état nominal de fonctionnement et un ensemble de dysfonctionnements et de dérives prédéterminés en fonction de caractéristiques prédéterminées du signal délivré par la chaíne d'acquisition de pression dans le cylindre ; et
    des moyens (34, 530) de correction adaptés pour corriger des dysfonctionnements et des dérives identifiés appartenant à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens (34) de correction embarqués.
  19. Système selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il est adapté pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'une quelconque des revendication 2 à 17.
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