FR2851654A1 - Rattling detection process for vehicle, involves normalizing instantaneous noise energy according to corrected theoretical noise energy and filtering noise energy according to average of instantaneous noise energy - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé de détection de cliquetisThe present invention relates to a knock detection method
utilisable en relation avec des moteurs thermiques et plus particulièrement ceux dits à allumage commandé notamment utilisés pour la propulsion de usable in conjunction with heat engines and more particularly those called spark ignition notably used for the propulsion of
véhicules automobiles.motor vehicles.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Dans un tel moteur thermique, dont une architecture classique met en oeuvre au moins un piston coulissant dans une chambre de combustion entre des points 10 morts haut et bas, il est utilisé un mélange inflammable qui, après avoir été admis dans la chambre de combustion, est comprimé par le piston se déplaçant vers son point mort haut avant d'être enflammé au moyen du dispositif d'allumage de telle manière que la combustion du mélange 15 engendre des gaz brlés dont la détente repousse le piston vers son point mort bas. Il arrive que la combustion soit irrégulière avec notamment une auto-inflammation (ou combustion anormale d'auto-inflammation) d'une partie du mélange. Ce phénomène, appelé cliquetis, est d à des 20 conditions de températures et de pression inadaptées résultant par exemple d'une avance trop importante de l'allumage par rapport à la fin de la compression. Le phénomène de cliquetis, s'il perdure, risque de détériorer le moteur thermique ou de provoquer une usure préma25 turée de celui-ci. BACKGROUND OF THE INVENTION In such a heat engine, of which a conventional architecture implements at least one piston sliding in a combustion chamber between top and bottom dead points, a flammable mixture is used which, after having been admitted in the combustion chamber, is compressed by the piston moving towards its top dead center before being ignited by means of the ignition device so that the combustion of the mixture 15 generates burnt gases whose expansion pushes the piston towards its bottom dead center. It happens that the combustion is irregular with in particular a self-ignition (or abnormal combustion of auto-ignition) of a part of the mixture. This phenomenon, called clicking, is due to unsuitable temperature and pressure conditions resulting, for example, from too great an advance of the ignition with respect to the end of compression. The rattling phenomenon, if it persists, risks damaging the internal combustion engine or causing premature wear thereof.
Dans les procédés utilisés pour détecter le cliquetis, il est connu de comparer une énergie de bruit du moteur thermique en utilisation à une énergie de bruit théorique déterminée à partir d'une cartographie pré30 établie, au banc d'essai sur un moteur dédié à cet effet, pour mettre en relation l'énergie de bruit et des paramètres de fonctionnement connus du moteur thermique dont le régime de rotation. Toutefois, il existe des dispersions entre les moteurs utilisés et le moteur-test qui influent 35 sur l'énergie de bruit à un régime donné, de même que les conditions d'utilisation - comme la nature du revêtement sur laquelle circulent les véhicules - influent également sur le bruit détecté par les capteurs utilisés pour la détection du bruit du moteur thermique. Il est alors dif5 ficile au moyen des procédés connu de distinguer avec certitude le bruit d'un moteur fonctionnant sans cliquetis du bruit d'un moteur fonctionnant avec cliquetis. In the methods used to detect knocking, it is known to compare a noise energy of the heat engine in use with a theoretical noise energy determined from a pre-established map, on the test bench on a motor dedicated to this purpose. Indeed, to relate the noise energy and known operating parameters of the heat engine including the rotation speed. However, there are dispersions between the engines used and the test engine which influence the noise energy at a given speed, just as the conditions of use - such as the nature of the coating on which vehicles circulate - influence also on the noise detected by the sensors used to detect the noise of the heat engine. It is therefore difficult by means of known methods to distinguish with certainty the noise of an engine operating without rattling from the noise of an engine operating with rattling.
Pour obvier à cet inconvénient, on a pensé à effectuer une comparaison de l'énergie de bruit du moteur 10 thermique mesurée en utilisation à l'énergie de bruit que devrait normalement présenter ce moteur dans les mêmes conditions d'utilisation. Pour ce faire, en considérant que le cliquetis apparaît de façon ponctuelle, il est procédé à un filtrage de l'énergie de bruit mesurée afin 15 d'en éliminer ou d'en atténuer les composantes ponctuelles de sorte que l'énergie de bruit filtrée correspond à un fonctionnement sans cliquetis. L'énergie de bruit filtrée est alors comparée à l'énergie de bruit mesurée pour détecter un fonctionnement avec cliquetis en 20 s'affranchissant des problèmes de détection liés aux dispersions. Cependant, particulièrement lors de variations rapides de régime, le filtrage réalisé introduit un retard tel que l'énergie de bruit filtrée n'est plus suffisamment représentative pour pouvoir être utilement compa25 rée à l'énergie de bruit mesurée. To overcome this drawback, it has been thought to make a comparison of the noise energy of the heat engine 10 measured in use with the noise energy that this engine would normally have under the same conditions of use. To do this, by considering that the knocking appears in a punctual manner, a filtering of the measured noise energy is carried out in order to eliminate or attenuate its point components so that the noise energy filtered corresponds to clickless operation. The filtered noise energy is then compared to the measured noise energy to detect a knock operation while eliminating the detection problems associated with dispersions. However, particularly during rapid variations in speed, the filtering performed introduces a delay such that the filtered noise energy is no longer sufficiently representative to be able to be usefully compared to the measured noise energy.
OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de fournir un moyen permettant une détection de cliquetis qui soit rapide et fiable. OBJECT OF THE INVENTION An object of the invention is to provide a means enabling knock detection which is rapid and reliable.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTIONBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un procédé de détection de cliquetis dans un moteur thermique, comprenant les étapes de: - déterminer une énergie de bruit théorique en 35 fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du mo- teur et mesurer une énergie de bruit instantané, effectuer une correction de l'énergie de bruit théorique en fonction d'un moyennage de l'énergie de bruit instantané, - normaliser l'énergie de bruit instantané en fonction de l'énergie de bruit corrigée, - filtrer l'énergie de bruit normalisée en effectuant un moyennage de celle-ci, comparer l'énergie de bruit normalisée avant 10 filtrage et l'énergie de bruit normalisée filtrée. For this purpose, provision is made, according to the invention, for a knock detection method in a heat engine, comprising the steps of: - determining a theoretical noise energy as a function of at least one operating parameter of the engine and measuring an instantaneous noise energy, carrying out a correction of the theoretical noise energy as a function of averaging the instantaneous noise energy, - normalizing the instantaneous noise energy as a function of the corrected noise energy, filtering the normalized noise energy by averaging it, comparing the normalized noise energy before filtering and the filtered normalized noise energy.
Le procédé de l'invention permet d'obtenir une grandeur représentative de l'énergie de bruit instantané, à savoir l'énergie de bruit normalisée, qui varie lentement selon des amplitudes faibles de sorte que, d'une 15 part, le filtrage ultérieurement réalisé introduit un retard peu ou pas pénalisant et que, d'autre part, la comparaison de l'énergie de bruit normalisée avant filtrage avec l'énergie de bruit normalisée filtrée permet une détection fiable du cliquetis. The method of the invention makes it possible to obtain a quantity representative of the instantaneous noise energy, namely the normalized noise energy, which varies slowly at low amplitudes so that, on the one hand, the filtering subsequently realized introduces a delay which is little or not penalizing and that, on the other hand, the comparison of the normalized noise energy before filtering with the filtered normalized noise energy allows reliable detection of knocking.
Selon un premier mode de mise en oeuvre, la correction de l'énergie de bruit théorique comprend les phases de: - soustraire l'énergie de bruit théorique à l'énergie de bruit instantané pour obtenir une informa25 tion intermédiaire, - moyenner l'information intermédiaire pour obtenir une information de correction, - ajouter l'information de correction à l'énergie de bruit théorique pour obtenir l'énergie de bruit corri30 gée. According to a first mode of implementation, the correction of the theoretical noise energy comprises the phases of: - subtracting the theoretical noise energy from the instantaneous noise energy to obtain intermediate information, - averaging the information intermediate to obtain correction information, - add correction information to the theoretical noise energy to obtain the corrected noise energy.
Le moyennage de l'écart entre l'énergie de bruit théorique et l'énergie de bruit instantané est une opération relativement rapide qui permet à ce mode de correction d'être bien adapté lorsque les variations de 35 l'énergie de bruit instantané sont rapides. L'information de correction ainsi obtenue est représentative du bruit réel du moteur en cours d'utilisation et permet d'adapter l'énergie de bruit théorique au moteur en cours d'utilisation en tenant compte des conditions 5 d'utilisation et des dispersions de caractéristiques entre le moteur en cours d'utilisation et le moteur-test. The averaging of the difference between the theoretical noise energy and the instantaneous noise energy is a relatively fast operation which allows this correction mode to be well adapted when the variations of the instantaneous noise energy are rapid. . The correction information thus obtained is representative of the actual noise of the engine in use and makes it possible to adapt the theoretical noise energy to the engine in use taking into account the conditions of use and the dispersions of characteristics between the engine in use and the test engine.
Selon un deuxième mode de mise en oeuvre, la correction de l'énergie de bruit théorique comprend les phases de: - intégrer l'énergie de bruit normalisée filtrée pour obtenir une information de correction, - ajouter l'information de correction à l'énergie de bruit théorique pour obtenir l'énergie de bruit corrigée. According to a second implementation mode, the correction of the theoretical noise energy comprises the phases of: - integrating the filtered normalized noise energy to obtain correction information, - adding the correction information to the energy theoretical noise to obtain the corrected noise energy.
L'intégration de l'énergie de bruit normalisée permet d'obtenir une information représentative du bruit réel du moteur en cours d'utilisation. Cette information, dite de correction, est dès lors utilisable pour corriger l'énergie de bruit théorique afin de tenir compte des 20 conditions d'utilisation et des dispersions de caractéristiques entre le moteur en cours d'utilisation et le moteur-test. Ce mode de correction est lui bien adapté à des variations lentes de l'énergie de bruit instantané. The integration of the normalized noise energy makes it possible to obtain information representative of the real noise of the engine in use. This so-called correction information can therefore be used to correct the theoretical noise energy in order to take account of the conditions of use and the dispersions of characteristics between the engine in use and the test engine. This correction mode is well suited to slow variations in the instantaneous noise energy.
D'autres caractéristiques et avantages ressorti25 ront à la lecture de la description qui suit de modes de mise en oeuvre particuliers non limitatifs de l'invention. Other characteristics and advantages will emerge on reading the following description of particular non-limiting embodiments of the invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi 30 lesquels: - la figure 1 est une vue schématique par blocs d'un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique par blocs d'un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention. 35 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'invention est ici décrite en application à un moteur thermique à combustion interne comprenant de façon classique un bloc-moteur dans lequel sont montés mobiles des pistons pour délimiter des chambres de combustion. Le 5 bloc-moteur est pourvu de moyens d'admission d'un mélange inflammable, ici un mélange air - essence, dans chaque chambre de combustion, de moyens d'échappement de gaz brlés hors de chaque chambre de combustion et d'un dispositif d'allumage destiné à amorcer la combustion du mé10 lange inflammable dans les chambres de combustion. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Reference will be made to the appended drawings, among which: - Figure 1 is a schematic block view of a first embodiment of the invention, - Figure 2 is a schematic block view of a second embodiment of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention is here described in application to an internal combustion engine comprising conventionally an engine block in which pistons are movably mounted to delimit combustion chambers. The 5 engine block is provided with means for admitting a flammable mixture, here an air-gasoline mixture, into each combustion chamber, means for exhausting burnt gases from each combustion chamber and a device ignition to initiate combustion of the flammable mixture in the combustion chambers.
Le moteur thermique est associé à une unité de contrôle qui gère électroniquement le fonctionnement du moteur thermique à partir de paramètres de fonctionnement du moteur qui lui sont fournis par des capteurs, tels que 15 le régime de rotation, le débit et la pression de mélange gazeux, la position angulaire du vilebrequin, la température du moteur, l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, la présence de cliquetis... Le capteur de cliquetis est du type accéléromètre et est fixé sur le 20 bloc-moteur pour fournir à l'unité de contrôle une énergie de bruit instantané du moteur thermique. The heat engine is associated with a control unit which electronically manages the operation of the heat engine from engine operating parameters supplied to it by sensors, such as the rotation speed, the flow rate and the pressure of the gas mixture. , the angular position of the crankshaft, the engine temperature, the depressing of the accelerator pedal, the presence of rattling ... The rattling sensor is of the accelerometer type and is fixed on the engine block to provide the control unit instantaneous noise energy from the combustion engine.
L'unité de contrôle comprend un module de calcul tel qu'un microprocesseur et un module mémoire contenant des cartographies mettant en relation les paramètres de 25 fonctionnement du moteur, afin de lui permettre de commander les moyens d'admission, le dispositif d'allumage et tous les autres organes participant au fonctionnement du moteur thermique. The control unit comprises a calculation module such as a microprocessor and a memory module containing maps relating the operating parameters of the engine, in order to allow it to control the intake means, the ignition device. and all the other organs involved in the operation of the heat engine.
Le procédé de détection conforme à l'invention 30 est mis en oeuvre par l'unité de contrôle pour lui permettre par exemple de commander le dispositif d'allumage en vue de diminuer ou d'augmenter l'avance à l'allumage en fonction respectivement de la présence ou de l'absence de cliquetis. 3 5 The detection method according to the invention 30 is implemented by the control unit to allow it, for example, to control the ignition device with a view to decreasing or increasing the ignition advance depending respectively the presence or absence of rattling. 3 5
En référence à la figure 1, le procédé conforme au premier mode de mise en oeuvre de l'invention commence par l'étape de déterminer une énergie de bruit théorique en fonction du régime moteur fourni par le capteur dédié à cet effet. L'énergie de bruit théorique est déterminée 5 à partir d'une cartographie, élaborée au banc d'essai sur un moteur-test, mettant en relation l'énergie de bruit théorique et le régime moteur. Par ailleurs, une énergie de bruit instantané est mesurée par le capteur de cliquetis et fournie à l'unité de contrôle. With reference to FIG. 1, the method according to the first embodiment of the invention begins with the step of determining a theoretical noise energy as a function of the engine speed supplied by the sensor dedicated for this purpose. The theoretical noise energy is determined from a map, developed on the test bench on a test engine, relating the theoretical noise energy and the engine speed. In addition, instant noise energy is measured by the knock sensor and supplied to the control unit.
Il est ensuite réalisé une correction de l'énergie de bruit théorique en fonction d'un moyennage de l'énergie de bruit instantané. Plus précisément, la correction de l'énergie de bruit théorique comprend les phases de: - soustraire l'énergie de bruit théorique à l'énergie de bruit instantané pour obtenir une information intermédiaire égale à l'écart entre l'énergie de bruit instantané et l'énergie de bruit théorique, moyenner l'information intermédiaire pour obte20 nir une information de correction afin d'atténuer les composantes de l'information intermédiaire qui pourraient résulter de la présence de cliquetis, - ajouter l'information de correction à l'énergie de bruit théorique pour obtenir l'énergie de bruit corri25 gée. A correction of the theoretical noise energy is then carried out as a function of an averaging of the instantaneous noise energy. More precisely, the correction of the theoretical noise energy comprises the phases of: - subtracting the theoretical noise energy from the instantaneous noise energy to obtain intermediate information equal to the difference between the instantaneous noise energy and theoretical noise energy, average the intermediate information to obtain correction information in order to attenuate the components of the intermediate information which could result from the presence of knocking, - add the correction information to the energy theoretical noise to obtain the corrected noise energy.
L'énergie de bruit instantané est ensuite normalisée en fonction de l'énergie de bruit corrigée. En l'espèce, l'énergie de bruit instantané est divisée par l'énergie de bruit corrigée. The instantaneous noise energy is then normalized as a function of the corrected noise energy. In this case, the instantaneous noise energy is divided by the corrected noise energy.
L'information ainsi obtenue, nommée énergie de bruit normalisée, est filtrée en effectuant un moyennage afin d'atténuer les composantes ponctuelles de celle-ci, ces composantes ponctuelles, lorsqu'il y en a, résultant en général de la présence de cliquetis. Le moyennage réa35 lisé peut par exemple consister en un calcul d'une moyenne glissante sur un nombre prédéterminé d'acquisitions. The information thus obtained, called normalized noise energy, is filtered by performing an averaging in order to attenuate the point components thereof, these point components, when there are any, generally resulting from the presence of knocking. The averaging performed can for example consist of a calculation of a sliding average over a predetermined number of acquisitions.
Il est ensuite effectué une comparaison de l'énergie de bruit normalisée avant filtrage et de l'énergie de bruit normalisée filtrée. A comparison is then made of the normalized noise energy before filtering and of the normalized noise energy filtered.
Si l'énergie de bruit normalisée avant filtrage est supérieure à l'énergie de bruit normalisée filtrée, le moteur fonctionne avec cliquetis et l'unité de contrôle peut commander une. réduction de l'avance à 10 l'allumage. If the normalized noise energy before filtering is greater than the filtered normalized noise energy, the motor operates with clicking and the control unit can control one. reduction of the ignition advance.
Si l'énergie de bruit normalisée avant filtrage est égale à l'énergie de bruit normalisée filtrée, le moteur fonctionne sans cliquetis et l'unité de contrôle peut commander une augmentation de l'avance à l'allumage. 15 En référence à la figure 2, le procédé conforme au deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention diffère de celui du premier mode de mise en oeuvre uniquement en ce que l'étape de correction est effectuée différemment. If the normalized noise energy before filtering is equal to the filtered normalized noise energy, the engine operates without rattling and the control unit can command an increase in the ignition advance. With reference to FIG. 2, the method according to the second embodiment of the invention differs from that of the first embodiment only in that the correction step is carried out differently.
Ainsi, dans le deuxième mode de mise en oeuvre, la 20 correction de l'énergie de bruit théorique comprend les phases de: - intégrer l'énergie de bruit normalisée filtrée pour obtenir une information de correction, ajouter l'information de correction à l'énergie 25 de bruit théorique pour obtenir l'énergie de bruit corrigée. Thus, in the second embodiment, the correction of the theoretical noise energy comprises the phases of: - integrating the filtered normalized noise energy to obtain correction information, adding the correction information to the theoretical noise energy to obtain the corrected noise energy.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en òuvre décrits et des variantes de ceuxci peuvent être mises en oeuvre sans sortir du cadre de 30 l'invention telle que définie par les revendications. Of course, the invention is not limited to the modes of implementation described and variants of these can be implemented without departing from the scope of the invention as defined by the claims.
En particulier, l'énergie de bruit théorique peut être déterminée à partir de plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur comme par exemple le régime de rotation et une indication qu'un équipement bruyant du véhi35 cule est en fonctionnement (ventilateur, turbocompres- seur...). In particular, the theoretical noise energy can be determined from several operating parameters of the engine such as for example the rotation speed and an indication that a noisy equipment of the vehicle is in operation (fan, turbocharger. .).
En outre, les opérations de moyennage peuvent être remplacées par toute opération de filtrage permettant d'atténuer ou d'éliminer les composantes ponctuelles 5 du signal subissant le filtrage et par exemple un filtrage temporel. In addition, the averaging operations can be replaced by any filtering operation making it possible to attenuate or eliminate the point components 5 of the signal undergoing filtering and for example a temporal filtering.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20191006 |