FR2889590A1 - Procede de gestion d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (10) selon lequel on saisit à l'aide d'au moins un capteur de bruit de structure, le bruit de structure généré par une variation de pression dans une chambre de combustion (14). A partir d'un signal de bruit de structure, on détermine une grandeur à l'aide d'un capteur de bruit de structure sans dérive (grandeur de référence), et pendant le fonctionnement courant du moteur à combustion interne (10), on détermine une grandeur (KS). A partir de la variation dans le temps (dKSRS) de la grandeur (KS) obtenue pendant le fonctionnement vis-à-vis d'une grandeur de référence (RS), on détermine une dérive (dKSRS) du capteur de bruit de structure.

Description

Domaine de l'invention

La présente invention concerne un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne, selon lequel on saisit à l'aide d'au moins un capteur de bruit de structure, le bruit de structure généré par une variation de pression dans une chambre de combustion et à partir de ce signal de bruit de structure, on détermine une grandeur. Etat de la technique Il est par exemple connu selon le document DE 198 45 232 Al d'exploiter l'évolution de combustion dans les chambres de combustion d'un moteur à combustion interne à l'aide des signaux fournis par un ou plusieurs capteurs de bruit de structure.

Ces capteurs de bruit de structure ont l'avantage d'être beaucoup plus économiques que les capteurs de pression utilisés pour la mesure directe de la pression dans les chambres de combustion et de s'installer d'une manière relativement simple. L'évolution ou courbe de pression dans les chambres de combustion se détecte avant tout par l'exploitation de la composante basse fréquence du signal de bruit de structure. Cette composante basse fréquence est générée par la contrainte du bloc moteur du moteur à combustion interne engendrée par la compression dans la chambre de combustion. Le signal fourni par de tels capteurs. de bruit de structure subit toutefois une dérive en partie considérable à long terme.

But de l'invention La présente invention a pour but de détecter de manière.

fiable une telle dérive du capteur de.bruit de structure pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne.

Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on détermine, la grandeur à l'aide d'un capteur de bruit de structure sans dérive (grandeur de référence), pendant le fonctionnement, courant du moteur à combustion interne, on détermine grandeur l'aide d'au moins un capteur de bruit de structure, et à partir de la variation dans le temps de la grandeur obtenue pendant le fonctionnement vis-à-vis d'une grandeur de référence, on détermine une dérive du capteur de bruit de structure.

L'invention concerne également un programme d'ordinateur pour l'exécution de ce procédé ainsi qu'un support de mémoire électrique et une installation de commande et/ ou de régulation.

Selon le procédé de l'invention, on détecte et on quantifie la dérive du capteur de bruit de structure pendant toute sa durée de vie. Cela permet d'exploiter de manière fiable la qualité du signal fourni par le capteur de bruit de structure. Par exemple, si la dérive dépasse une valeur limite, on enregistre le fait dans une mémoire de défaut si bien que lors de l'intervention d'entretien suivante, on pourra remplacer le capteur de bruit de structure correspondant.

Il est toutefois particulièrement avantageux si à l'aide de la dérive obtenue et du signal de bruit de structure saisi, on forme un signal de bruit de structure dont la dérive est compensée. Cela augmente considérablement la durée d'utilisation d'un capteur de bruit de structure ce qui réduit les coûts de gestion ou de fonctionnement du moteur à combustion interne. En même temps, on améliore la qualité des informations fournies par le capteur de bruit de structure ce qui permet une meilleure commande ou une meilleure régulation de l'opération de combustion dans les chambres de combustion. Enfin, cela in- fluence avantageusement les émissions et la consommation de carburant.

La base du procédé de l'invention est de saisir ou dé-terminer dans le cas d'un capteur nouveau de bruit de structure qui ne présente pas encore de dérive, de préférence dans un certain état de fonctionnement de référence, un signal de référence ou une grandeur de référence reposant sur ce signal. Cela peut se faire soit sur un moteur à combustion interne spécifique dans lequel on installera ultérieurement le capteur de bruit de structure, soit sur un moteur à combustion in-terne de référence. Comme grandeur de référence simple à définir, il y a par exemple l'amplitude maximale du signal de bruit de structure basse fréquence. Cela permet de définir l'état initial du capteur de bruit de structure.

Comme l'état de fonctionnement de référence peut également être produit pendant le fonctionnement normal du moteur à combustion interne et que la grandeur de référence sélectionnée se dé- termine également pendant le mode de fonctionnement normal du moteur à combustion interne, lors du fonctionnement ultérieur du moteur, on pourra déterminer de manière simple toute modification de la grandeur déterminée par rapport à la grandeur de référence. Cette modifica- tion correspond directement à la dérive du capteur de bruit de structure si l'on utilise comme grandeur de référence, l'amplitude maximale du signal. Pour exécuter le procédé, il ne faut aucun capteur supplémentaire ce qui supprime le coût d'installation de tels capteurs.

On peut encore augmenter la fiabilité dans l'application du procédé de l'invention par un contr6le de plausibilité. Pour cela, il faut au moins un second capteur dont le signal est lié à la même chambre de combustion que celui du premier capteur. Si pour cette chambre de combustion, la grandeur obtenue ne diffère de la grandeur de référence que pour le premier capteur et non pour le second capteur, cela cons- titue une indication sans équivoque de la dérive du premier capteur.

Le contrôle de plausibilité peut également se faire après compensation de la dérive du signal de bruit de structure des deux capteurs: Pour cela, dans le cas d'une certaine chambre de combustion, on forme tout d'abord un premier rapport entre les deux grandeurs de référence des deux capteurs puis, à partir des signaux de bruit de structure dont on a compensé la dérive pour les deux capteurs, on forme un second rapport. Pour la compensation idéale de la dérive, la différence entre les deux rapports est égale à zéro. En déterminant la différence entre les deux rapports, on peut ainsi conclure à la qualité de la compensation de dérive qui a été faite.

La signification de la détermination de la dérive est encore améliorée si on détermine la grandeur de référence pour différents états de fonctionnement de référence et que l'on forme à partir de là une courbe caractéristique de référence. De plus, pour déterminer la dérive, on n'est pas tenu à un certain état de fonctionnement de référence ce qui permet d'exécuter beaucoup plus fréquemment la compensation de la dérive pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne.

Le procédé de compensation de la dérive fonctionne d'une manière particulièrement précise si aucun carburant n'est injecté pendant l'état de fonctionnement de référence et que le moteur à com- bustion interne se trouve ainsi en mode de poussée ou mode de poussée inertielle. La composante de signal basse fréquence générée de cette manière n'est que faiblement encombrée par le bruit.

Il est particulièrement avantageux d'utiliser le signal de bruit de structure dont on a compensé la dérive pour un diagnostic de cylindre. Il est particulièrement important pour un tel diagnostic d'exclure comme cause du signal inhabituel, une dérive du capteur de bruit de structure. Grâce à un tel diagnostic de cylindre, on pourra pendant le fonctionnement déclenché (enflammé), déceler toute perte inacceptable de compression dans la chambre de combustion et tout injecteur défectueux.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière particulièrement avantageuse à l'aide d'exemples de réalisation de l'invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion in- terne avec un premier capteur de bruit de structure et un second capteur de bruit de structure, - la figure 2 est un diagramme donnant le signal de référence et le si-gnal obtenu pendant le fonctionnement pour le premier capteur de bruit de structure de la figure 1 pour une première chambre de combustion en fonction de l'angle du vilebrequin, - la figure 3 est un ordinogramme du procédé de compensation de dé-rive du premier capteur de bruit de structure, - la figure 4 est un diagramme analogue à celui de la figure 2 pour un second capteur de bruit de structure et pour la première chambre de combustion, - la figure 5 est un diagramme identique à celui de la figure 2 pour expliciter un procédé de contrôle de plausibilité, - la figure 6 est un diagramme analogue à celui de la figure 5 pour le second capteur et la première chambre de combustion, - la figure 7 est un diagramme analogue à celui de la figure 5 pour le premier capteur et une seconde chambre de combustion, - la figure 8 est un diagramme analogue à celui de la figure 5 pour le second capteur et la seconde chambre de combustion, et - la figure 9 est un ordinogramme pour la description du procédé de contrôle de plausibilité selon les figures 5 à 8.

Description des modes de réalisation

Selon la figure 1, un moteur à combustion interne porte globalement la référence 10. Il entraîne un véhicule automobile non représenté à la figure 1 et fonctionne selon le principe du moteur Diesel. Le bloc moteur 12 comporte quatre chambres de combustion 14a, 14b, 14c, 14d en série. De façon connue, le moteur à combustion interne 10 entraîne un vilebrequin 16 dont on détecte la vitesse de rotation (régime) et la position angulaire à l'aide d'un capteur 18.

Au milieu entre les chambres de combustion 14a, 14b le bloc moteur 12 comporte un premier capteur de bruit de structure 20. au milieu entre les chambres de combustion 14c, 14d, le bloc moteur 12 comporte un second capteur de bruit de structure 22. Les signaux des capteurs 18, 20, 22 sont appliqués à une installation de commande. et/ ou de régulation qui commande (gère) ou régule le fonctionnement du moteur à combustion interne 10.

Pour déceler la dérive du signal par exemple celui du premier capteur de bruit de structure 20, pouvoir quantifier cette dérive et pouvoir la compenser, on applique le procédé décrit en référence aux figures 2 et 3. Ce procédé ainsi que d'autres procédés qui seront décrits ensuite peuvent être enregistrés sous la forme d'un programme d'ordinateur dans la mémoire de l'installation de commande et de régulation 24.

Tout d'abord, immédiatement après la construction du moteur à combustion interne 10, on saisit le signal du premier, capteur de bruit de structure 20. Pour cela, on fait fonctionner le moteur à combustion interne 10 selon un état de fonctionnement de référence par exemple un état pendant lequel on n'injecte aucun carburant dans les chambres de combustion 14 (mode de fonctionnement par poussée). La compression dans les chambres combustion 14 produit une mise en tension du bloc moteur 12 qui se détecte sous la forme de composantes de signaux basse fréquence du premier capteur de bruit de structure 20.

Pour la chambre de combustion 14b suivante, considérée comme première chambre de combustion, pendant une phase de compression, on aura dans la chambre de combustion 14b un signal basse fréquence correspondant à la courbe 16 de la figure 2. L'amplitude maximale est appelée grandeur de référence; cette amplitude a pour valeur RS11. Le premier indice indique que cette grandeur de référence concerne une compression dans la première chambre de combustion 14b alors que le second indice indique que la grandeur de référence repose sur le signal fourni par le premier capteur de bruit de structure 20.

Pour déterminer la grandeur de référence, on pourrait également utiliser un moteur à combustion interne de référence., particulier, qui serait analogue au moteur à combustion interne utilisé effectivement. Il pourrait également s'agir de celui-ci. Il est en outre possible de former la grandeur de référence RS pour différents états de fonctionnement de référence c'est-à-dire non seulement le mode de poussée et d'en déduire une courbe caractéristique de référence; Lors du fonctionnement ultérieur du moteur à combustion interne 10, après un certain temps de fonctionnement, par exemple après 100 heures de fonctionnement, on remet le moteur à combustion interne 10 dans le. même état de fonctionnement de référence de préférence en mode de poussée inertielle. Il est également possible d'appliquer simplement le procédé décrit ci-après lorsque le moteur à combustion interne 10 se trouve de toute façon dans cet état de fonctionnement de référence c'est-à-dire en mode de poussée. Dans cet état de fonctionnement, de référence, on enregistre pour une compression dans la première chambre de combustion 14b, une nouvelle fois le signal du premier capteur de bruit de structure 20 ce qui conduit à la courbe 28 de la figure 2. Cette amplitude maximale à la valeur KS11 est significativement en dessous de la grandeur de référence RS11.

La différence dKSRS entre la grandeur de référence RS11 et la grandeur KS11 effectivement obtenue dans un état de fonctionnement de référence analogue, pour la même chambre de combustion 14b et à partir du même capteur 20, est interprétée comme dérive du premier capteur de bruit de structure 20.

Selon la figure 3, à l'aide de la dérive ainsi détectée, on forme selon l'étape de procédé portant la référence 30, un coefficient de correction FKOR1. Ce coefficient de correction est multiplié par le signal effectif 28 du premier capteur de bruit de structure 20 et donne dans une étape de procédé portant la référence 32, un signal KSKORI1 corn- pensé en dérive. Ce signal effectivement compensé en dérive KSKOR est identique à la courbe de référence 26, pour l'état de fonctionnement de référence pour le premier état de fonctionnement 14b directement après la compensation de dérive dans le cas idéal.

On peut contrôler la plausibilité du fait que la différence dKSRS entre la grandeur de référence RS11 et la grandeur effective KS11 correspond à une dérive en utilisant le signal du second capteur de bruit de structure 22. Même pour celui-ci, immédiatement après la construction du moteur 10, pour un second capteur de bruit de structure 22 non encore entaché de dérive, le signal de bruit de structure correspondant serait remarquable pour une compression dans la chambre de combustion 14. ce signal porte la référence 34 à la figure 4 son amplitude maximale a pour valeur RS12 et se situe en dessous de l'amplitude maximale RS11 du premier capteur de bruit de structure 20; cela est compréhensible du fait du plus grand éloignement du se- Gond capteur de bruit de structure 22 par rapport à la chambre de combustion 14b.

Au même instant auquel on a compensé la dérive décrite en relation avec les figures 2 et 3, un second capteur de bruit de structure 22 enregistre un signal correspondant à une compression dans la chambre de combustion 14b pour le même état de fonctionnement de référence. A la figure 4 ce signal porte la référence 36. L'amplitude maximale correspondante porte la référence KS12. On voit que les deux signaux 34, 36 et les deux amplitudes maximales RS12 et KS12 sont pratiquement identiques. Cela signifie que la compression dans la chambre de combustion 14b n'a pas changé par rapport à l'état de fonctionne-ment de référence et qu'ainsi la différence constatée à la figure 2 entre les valeurs RS11 et KS11 correspond à une dérive. En revanche, les faits représentés à la figure 4 montrent que le second capteur de bruit de structure 22 n'est pas encore entaché d'une dérive.

Un procédé de contrôle de plausibilité plus complexe sera décrit en référence aux figures 5 à 9. Pour cela, on utilise dans un but de simplification les mêmes références que ci-dessus pour des concepts fonctionnellement équivalents.

Le diagramme de la figure 5 est identique à celui de la fi- gure 2. Le diagramme de la figure 6 est analogue à celui de la figure 4; toutefois, dans l'exemple de réalisation considéré ici, le second capteur de bruit de structure 22 est entaché d'une dérive ce qui s'exprime par la différence dKSRS12 entre la grandeur de référence RS12 et la grandeur KS12 effectivement obtenue. Le diagramme de la figure 7 montre une courbe de référence 38 fournie par le premier capteur de bruit de structure 20 en mode de poussée inertielle, immédiatement après la construction du moteur 10 pour une compression dans la chambre de combustion 14c (encore appelée seconde chambre de combustion). La courbe 40 présentée à la figure 7 correspond à un instant ultérieur pour le même état de fonctionnement de référence, également à une compression dans la seconde chambre de combustion 14c pour le signal fourni par le premier capteur de bruit de structure 20. On remarque également ici la dérive du premier capteur de bruit de structure 20 à partir de la différence dKSRS21 entre la grandeur de référence RS21 et la grandeur effectivement déterminée KS21.

De façon analogue, à la figure 8, la référence 42 désigne le signal du second capteur de bruit de structure 22 que fournit ce capteur en mode de poussée inertielle, directement après la construction du moteur à combustion interne 10, pour une compression dans la se- conde chambre de combustion 14c. La référence 44 désigne la courbe saisie à un instant ultérieur, également en mode de poussée inertielle pour une compression dans la seconde chambre de combustion 14c, le signal étant fourni par le second capteur de bruit de structure 22. Dans ce cas également, on constate la dérive déjà indiquée à la figure 6 du second capteur de bruit de structure 22 par la différence dKSR22 entre cette grandeur de référence RS22 et la grandeur effective KS22.

De façon analogue au procédé présenté à la figure 3, selon l'ordinogramme de la figure 9, dans une étape de procédé 30 pour le premier capteur de bruit de. structure 20, on détermine un coefficient de correction FKOR1, par exemple comme valeur moyenne des dérives dKSRS11 et dKSRS21 résultant des figures 5 et 7. Egalement dans l'étape de procédé 30, on détermine un coefficient de correction FKOR2 pour le. second capteur de bruit de structure 22 également par exemple comme valeur moyenne des dérives dKSRS21, et DKSRS22, résultant des dia- grammes 6 et 8. A l'aide des coefficients de correction FKOR1 et FKOR2, à l'aide des signaux effectifs fournis par les deux capteurs de bruit de structure 20, 22, on calcule des signaux compensés en dérive KSKORI1, KSKOR12, KSKOR21 et KSKOR22 (étape 45 à la figure 9).

La compensation de la dérive par les coefficients FKOR1 et FKOR-. peut être soumise. à un contrôle de plausibilité. Pour cela, dans n'importe quel état de fonctionnement des chambres de combustion, on forme pour la première chambre de combustion 14b un premier rapport XR1 à partir des deux grandeur de référence RS11 et RS12 des deux capteurs de bruit de structure 21, 22. De façon analogue, pour la seconde chambre de combustion 14c, on forme un second rapport XR2 (étape de procédé 46 à la figure 9). En outre, dans une étape de procédé 48, pour la première chambre de combustion 14b, on forme un second rapport XI entre les grandeurs compensées en dérive KSKORI1 et KSKOR12 des deux capteurs de bruit de structure 21, 22. De façon analogue, pour la seconde chambre de combustion 14c, on forme un second rapport X2.

Dans l'étape de procédé 50, on vérifie si la différence entre le premier rapport XR1 et le second rapport X2 (pour la première chambre de combustion 14b) ou la différence entre le premier rapport XR1 et le second rapport X1. (pour la seconde chambre de combustion 14c) est chaque fois inférieure à une valeur limite. Si cela est le cas, la compensation de la. dérive a donné un résultat satisfaisant (étape de procédé 52). Dans le cas contraire, on émet un signal de défaut dans l'étape de procédé 54).

A l'aide des signaux compensés en dérive, dans une étape de procédé 56, on peut faire un diagnostic fiable de l'état de compression et/ou de combustion dans les chambres de combustion 14a-14d. Si par exemple on constate que les deux capteurs de bruit de structure 20, 21 pour la chambre de combustion 14a présentent une différence entre la grandeur de référence et la grandeur saisie actuellement, cela constitue une indication d'une perte de compression effective ou encore i0 d'un défaut de fonctionnement d'un injecteur associé à cette chambre de combustion 14a.

La même remarque s'applique au cas où le contrôle de plausibilité dans les étapes de procédé 46-50 montre certes une cour- s pensation réussie de la dérive pour le mode de poussée, pour la même chambre de combustion par exemple la chambre de combustion 14d toutefois à l'état déclenché pendant lequel du carburant est injecté dans la chambre de combustion 14b avec une différence entre un signal de référence correspondant et la grandeur effectivement saisie. Un tel état de fonctionnement peut être par exemple le mode de ralenti du moteur à combustion interne 10 pendant lequel on a des états relativement stationnaires.

Il est évident que les grandeurs de référence correspondantes sont enregistrées dans une mémoire de l'installation de commande et de régulation 24. Ces grandeurs de référence peuvent également être enregistrées sous la forme de courbes caractéristiques et pour différents états de fonctionnement de référence du moteur à combustion interne 10.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 ) Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (10) selon lequel on saisit à l'aide d'au moins un capteur de bruit de structure (20, 22), le bruit de structure généré par une variation de pression dans une chambre de combustion (14) et à partir de ce signal de bruit de structure, on détermine une grandeur (RS, KS), caractérisé en ce qu' on détermine la grandeur (RS) à l'aide d'un capteur de bruit de structure sans dérive (20, 22) (grandeur de référence), pendant le fonctionnement courant du moteur à combustion interne (10), on détermine la grandeur (KS) à l'aide d'au moins un capteur de bruit de structure (20, 22), et à partir de la variation dans le temps (dKSRS) de la grandeur (KS) obtenue pendant le fonctionnement vis-à-vis d'une grandeur de référence (RS), on détermine une dérive (dKSRS) du capteur de bruit de structure (20, 22).

2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à l'aide de la dérive obtenue (dKSR) du signal de bruit de structure saisi (KS), on recueille un signal de bruit de structure dont la dérive est compensée (KSKOR).

3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on effectue, un contrôle de plausibilité de la dérive détectée (dKSRS) par le signal (KS) fourni par au moins un second capteur (20, 22) concernant la même chambre de combustion (14).

4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' à partir des grandeurs de référence (RS) des deux capteurs (20, 22) pour chambre de combustion (14), on forme (46) un premier rapport (XR) à partir des signaux de bruit de structure (KSKOR) dont on a compensé la dérive et qui sont fournis par les deux capteurs (20, 22) pour la même chambre de combustion (14), on forme (48) un second rapport (X) et le contrôle de la compensation de dérive de la différence entre le premier et le second rapport est comparé (50) à au moins une valeur de seuil (G).

5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on forme la grandeur de référence (RS) avec un moteur à combustion interne de référence.

6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur de référence est une amplitude maximale (RS).

7 ) Procédé selon la revendicationl, caractérisé en ce que la grandeur de référence (RS) se détermine pour différents états de fonctionnement de référence et permet de former une courbe caractéristique de référence.

8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine les grandeurs dans un état de fonctionnement de référence au cours duquel il n'y a pas injection de carburant.

9 ) Procédé selon la revendication2, caractérisé en ce qu' à partir du signal de bruit de structure dans la dérive des compensés (KSKOR), on effectue un diagnostic des cylindres en mode de fonctionnement enflammé (56).

10 ) Programme d'ordinateur, caractérisé en ce qu' il est programmé pour appliquer un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 précédentes.

11 ) Support électrique de mémoire pour une installation de commande et/ou de régulation (24) d'un moteur à combustion interne (10), caractérisé en ce qu' il contient en mémoire un programme d'ordinateur destiné à appliquer 5 le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à .9.

12 ) Installation de commande et/ou de régulation (24) d'un moteur à combustion interne, caractérisée en ce qu' elle est programmée pour appliquer un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.