FR2910062A1

FR2910062A1 - Stressed component's e.g. bonnet, mechanical reliability controlling method for e.g. motor vehicle's oil engine, involves emitting alert or applying power reduction strategy to limit progression of damage to assure life time for component

Info

Publication number: FR2910062A1
Application number: FR0655541A
Authority: FR
Inventors: Yann Chazal; Guillaume Morin; Franck Simon
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2008-06-20
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: FR2910062B1

Abstract

The method involves estimating in real time damaging level of a stressed component and evolution rate of the damage based on utilization time or number of traveled kilometers. A preset maintenance alert is emitted or an engine power reduction strategy is applied when the damaging level or the evolution rate attains a limited value. The strategy is applied for limiting progression of the damage to assure a life time for the component coherent with preset reliability objectives. An independent claim is also included for a device for continuously controlling mechanical reliability of components.

Description

1 Procédé et dispositif de contrôle en continu de la fiabilité mécanique1 Method and device for continuous monitoring of mechanical reliability

d'un moteur à combustion interne en utilisation La présente invention concerne un procédé et un dispositif de contrôle en continu de la fiabilité mécanique des composants les plus sollicités d'un moteur à combustion interne lors de son utilisation. L'invention trouve notamment une application dans le domaine des moteurs Diesel et des moteurs à allumage commandé de véhicules automobiles. The present invention relates to a method and a device for continuously monitoring the mechanical reliability of the most stressed components of an internal combustion engine during its use. The invention finds particular application in the field of diesel engines and spark ignition engines of motor vehicles.

Ces composants peuvent être, notamment et de manière non limitative, la culasse, le carter, les cylindres, les pistons, l'équipage mobile, le collecteur d'échappement, le turbo compresseur. Or, de tels composants subissent des agressions du fait de l'utilisation même normale du véhicule et qui sont dues pour l'essentiel : - à des contraintes thermiques ; - à des efforts mécaniques. Particulièrement, ces contraintes et efforts sont produits par des variations brutales d'utilisation du véhicule par exemple lorsque le conducteur sollicite une accélération importante du véhicule ou un tirage d'une charge. Il en résulte que la durée de vie de l'un ou l'autre des composants du moteur à combustion est entamée par de telles contraintes ou de tels efforts. Or, la défaillance d'un seul composant est le plus souvent la cause d'une panne générale du moteur à combustion qui pénalise l'utilisation normale du véhicule. Dans l'état de la technique, on trouve des publications relatives à des stratégies de contrôle de certains paramètres thermiques ou mécaniques du fonctionnement du moteur, tels que des températures de fluide circulant dans le moteur. Un exemple d'un tel état de la technique se trouve dans le document 2910062 2 US-A-2003/10113213. D'autres publications concernent également le contrôle en temps réel du niveau d'endommagement d'une machine. Un exemple d'un tel état de la technique se trouve dans le document EP-A1-1.085.311. These components may be, in particular and without limitation, the cylinder head, the housing, the cylinders, the pistons, the moving equipment, the exhaust manifold, the turbo compressor. However, such components suffer aggression due to the even normal use of the vehicle and which are due essentially to: - thermal stresses; - mechanical forces. In particular, these stresses and forces are produced by abrupt variations in the use of the vehicle, for example when the driver is requesting a significant acceleration of the vehicle or a pull of a load. As a result, the service life of one or other of the components of the combustion engine is impaired by such stresses or forces. However, the failure of a single component is most often the cause of a general failure of the combustion engine that penalizes the normal use of the vehicle. In the state of the art, there are publications relating to control strategies of certain thermal or mechanical parameters of the operation of the engine, such as fluid temperatures circulating in the engine. An example of such a state of the art is found in US-A-2003/10113213. Other publications also concern the real-time control of the level of damage to a machine. An example of such a state of the art can be found in EP-A1-1.085.311.

5 Cependant, ces deux états de la technique n'indiquent pas de solution visant à protéger l'utilisateur d'une défaillance. L'objectif de cette invention est d'assurer la durée de vie optimale des pièces mécaniques les plus sollicitées d'un moteur à combustion interne, quelles que soient ses conditions d'utilisation 10 et d'éviter toute panne immobilisante au client suite à la défaillance de cette pièce. Pour cela, l'invention concerne un procédé de contrôle en continu de la fiabilité mécanique des composants les plus sollicités d'un moteur à combustion interne lors de son utilisation.However, these two prior art do not indicate a solution to protect the user from a failure. The objective of this invention is to ensure the optimal service life of the most stressed mechanical parts of an internal combustion engine, whatever its conditions of use and to avoid any immobilizing failure to the customer following the failure of this room. For this, the invention relates to a method for continuously monitoring the mechanical reliability of the most stressed components of an internal combustion engine during its use.

15 Le procédé consiste à estimer en temps réel le niveau d'endommagement de la pièce et son taux d'évolution en fonction du temps d'utilisation ou du nombre de kilomètres parcourus ; puis, lorsque cet endommagement ou son taux d'évolution atteignent une ou plusieurs valeurs limites, à appliquer 20 ^ soit une stratégie de réduction de la puissance du moteur afin de limiter la progression de cet endommagement pour assurer une durée de vie de la pièce cohérente avec des objectifs de fiabilité prédéterminés ; • soit une alerte de maintenance prédéterminée est 25 émise. Selon un aspect de l'invention, l'étape d'estimation du degré d'endommagement comporte une étape pour exécuter la simulation du comportement thermique de la pièce ou composant et/ou de l'ensemble du moteur thermique contrôlé sur la base d'un 30 modèle thermique MT() qui dépend de l'estimation de puissance et/ou de son historique. Selon un aspect de l'invention, l'étape d'estimation du niveau d'endommagement comporte ensuite une étape pour 2910062 3 exécuter la simulation du comportement thermo mécanique de la pièce ou composant et/ou de l'ensemble du moteur thermique contrôlé sur la base d'un modèle de comportement thermo mécanique MTM() qui dépend d'un profil de températures issu de 5 la simulation du comportement thermique de ladite pièce ou composant et/ou de l'ensemble du moteur thermique contrôlé. Selon un aspect de l'invention, le procédé comporte ensuite une étape d'identification de zones critiques de chaque composant surveillé ou contrôlé, pour chacune desquelles une 10 grandeur indicatrice des contraintes locales thermo mécaniques est produite. Selon un aspect de l'invention, le procédé comporte ensuite une étape pour produire l'historique de l'ensemble des grandeurs indicatrices des contraintes locales thermo mécaniques 15 de chaque zone critique de chaque composant surveillé ou contrôlé sur la base dudit modèle de comportement thermo mécanique MTM(), puis en ce que, sur la base des contraintes locales thermo mécaniques, une estimation du degré d'endommagement DE relatif au composant est produite.The method consists in estimating in real time the level of damage to the part and its rate of change as a function of the time of use or the number of kilometers traveled; then, when this damage or its rate of evolution reaches one or more limit values, to apply 20 ^ is a strategy of reduction of the engine power in order to limit the progression of this damage to ensure a lifetime of the coherent part with predetermined reliability objectives; Or a predetermined maintenance alert is issued. According to one aspect of the invention, the step of estimating the degree of damage comprises a step for performing the simulation of the thermal behavior of the part or component and / or of the entire controlled heat engine on the basis of a thermal model MT () which depends on the power estimate and / or its history. According to one aspect of the invention, the step of estimating the level of damage then comprises a step for performing the simulation of the thermo-mechanical behavior of the part or component and / or of the entire controlled combustion engine. the basis of a thermomechanical behavior model MTM () which depends on a temperature profile resulting from the simulation of the thermal behavior of said component or part and / or of the entire controlled thermal engine. According to one aspect of the invention, the method then comprises a step of identifying critical zones of each monitored or controlled component, for each of which a magnitude indicative of the local thermomechanical stresses is produced. According to one aspect of the invention, the method then comprises a step for producing the history of the set of indicator quantities of the thermomechanical local stresses 15 of each critical zone of each component monitored or controlled on the basis of said thermo-thermal behavior model. mechanical MTM (), then that, on the basis of local thermo mechanical stresses, an estimate of the degree of damage DE relative to the component is produced.

20 Selon un aspect de l'invention, si l'évolution de l'endommagement ou l'évaluation du niveau final d'endommagement s'améliore, la stratégie de réduction de la puissance du moteur est assouplie, éventuellement jusqu'à revenir au niveau de performances initiale.According to one aspect of the invention, if the evolution of the damage or the evaluation of the final level of damage improves, the strategy for reducing the power of the engine is relaxed, possibly until it returns to the level of the engine. initial performance.

25 Selon un aspect de l'invention, la stratégie de protection est déclenchée uniquement pour les moteurs et/ou les composants qui risquent de subir une défaillance. L'invention concerne aussi un dispositif de contrôle en continu de la fiabilité mécanique des composants les plus 30 sollicités d'un moteur à combustion interne lors de son utilisation du genre comprenant : - une mémoire de fichiers déterminant des données d'exploitation, 2910062 4 - une section de mesure de puissance instantanée du moteur - une section de mesures de paramètres d'utilisation - une section pour produire un degré d'endommagement 5 d'au moins un composant du moteur - une section pour exécuter un scénario en réponse à la mesure du degré d'endommagement. Selon un aspect de l'invention, la section de mesure de puissance comporte un module d'entrée alimenté par au moins 10 une mesure du couple et/ou du régime de rotation du moteur, stockées en temps réel dans un premier fichier à une fréquence d'écriture déterminée. Selon un aspect de l'invention, la section de mesures de paramètres d'utilisation comporte des moyens de mesure de 15 données caractéristiques du moteur et de chaque composant contrôlé du moteur, initialement chargées dans un second fichier de la mémoire du calculateur. Selon un aspect de l'invention, la section pour produire un degré d'endommagement d'au moins un composant du moteur 20 coopère avec un premier module d'exécution d'algorithme pour évaluer les évolutions temporelles de la température de différents points ou zones critiques de chaque composant ou du moteur contrôlé. Selon un aspect de l'invention, la section pour produire un 25 degré d'endommagement d'au moins un composant du moteur coopère avec un deuxième module d'exécution d'algorithme pour, à partir de ces évolutions ainsi que celles d'autres paramètres de chargement mécanique tels que la pression de combustion, calculer l'évolution de grandeurs mécaniques caractéristiques 30 dans les zones les plus critiques de la pièce puis évaluer un indicateur d'endommagement cumulé de la pièce depuis sa mise en service ainsi que son taux d'évolution en fonction du temps d'utilisation ou du kilométrage parcouru.According to one aspect of the invention, the protection strategy is triggered only for the motors and / or components that are likely to fail. The invention also relates to a device for continuously monitoring the mechanical reliability of the most stressed components of an internal combustion engine during its use of the type comprising: a file memory determining operating data, 2910062 4 an instantaneous motor power measurement section; a usage parameter measurement section; a section for producing a degree of damage of at least one engine component; a section for executing a scenario in response to the measuring the degree of damage. According to one aspect of the invention, the power measurement section comprises an input module powered by at least one measurement of the torque and / or the rotational speed of the motor, stored in real time in a first file at a frequency of writing determined. According to one aspect of the invention, the usage parameter measurement section comprises means for measuring data characteristic of the engine and of each controlled component of the engine, initially loaded into a second file of the computer memory. According to one aspect of the invention, the section for producing a degree of damage of at least one component of the motor 20 cooperates with a first algorithm execution module for evaluating the temporal evolutions of the temperature of different points or zones. critical to each component or the engine being controlled. According to one aspect of the invention, the section for producing a degree of damage of at least one engine component cooperates with a second algorithm execution module for, from these evolutions as well as those of others. mechanical loading parameters such as combustion pressure, calculate the evolution of characteristic mechanical quantities in the most critical areas of the room and then evaluate an indicator of cumulative damage to the room since its commissioning as well as its rate of evolution according to the time of use or the mileage traveled.

2910062 5 Selon un aspect de l'invention, la section pour produire un degré d'endommagement d'au moins un composant du moteur coopère avec un troisième module d'exécution de test du niveau d'endommagement et de son taux d'évolution afin d'extrapoler le 5 niveau d'endommagement pour le temps ou le kilométrage d'utilisation maximaux compte tenu du cahier des charges de fiabilité du moteur ou du véhicule, enregistré sous forme d'un troisième fichier enregistré dans la mémoire du calculateur du véhicule.According to one aspect of the invention, the section for producing a degree of damage of at least one engine component cooperates with a third damage level test execution module and its rate of change so that to extrapolate the level of damage for the maximum time or mileage of use taking into account the reliability specifications of the engine or the vehicle, recorded as a third file stored in the memory of the vehicle calculator.

10 Selon un aspect de l'invention, sur la base du niveau limite de résistance de la pièce, déterminé préalablement par essai et stocké dans le troisième fichier dans la mémoire du calculateur, un quatrième fichier enregistré dans la mémoire enregistre une mémoire de scénarios d'au moins une stratégie de protection du 15 client exécutée afin de lui éviter une panne immobilisante. Selon un aspect de l'invention, le dispositif coopère avec un moyen de contrôle du niveau de performance du moteur selon un scénario prédéterminé afin de limiter les sollicitations thermiques et mécaniques appliquées à la ou aux pièces les plus 20 critiques. Selon un aspect de l'invention, le niveau de performance du moteur est défini en terme de niveau de couple maximal disponible en fonction du régime moteur et en ce que le moyen de contrôle agit sur le niveau de couple en fonction de la mesure 25 produit par des capteurs de mesure ou des estimateurs logiciels : - de paramètres de températures comprenant de manière non limitative : air extérieur, liquide de refroidissement, huile ; - de paramètres d'utilisation du groupe motopropulseur comprenant de manière non limitative : régime moteur, position de 30 l'accélérateur, rapport de boîte de vitesse, - de paramètres temporels comprenant de manière non limitative : durée d'utilisation du couple maximal avant passage à un niveau de couple réduit, nombre d'utilisations du couple 2910062 6 maximal sur une période donnée, temps minimal entre deux utilisations du couple maximal. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des 5 dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 représente un organigramme d'un mode de réalisation du procédé de l'invention ; - la figure 2 représente un schéma bloc d'un dispositif de contrôle selon un mode particulier de réalisation de l'invention.According to one aspect of the invention, on the basis of the resistance level of the workpiece, previously determined by test and stored in the third file in the computer memory, a fourth file stored in the memory stores a memory of scenarios of at least one client protection strategy executed in order to avoid an immobilizing failure. According to one aspect of the invention, the device cooperates with a means of controlling the engine performance level according to a predetermined scenario in order to limit the thermal and mechanical stresses applied to the most critical part (s). According to one aspect of the invention, the engine performance level is defined in terms of the maximum available torque level depending on the engine speed and that the control means acts on the torque level as a function of the measurement produced. by measurement sensors or software estimators: - temperature parameters including but not limited to: outside air, coolant, oil; - Parameters of use of the powertrain including but not limited to: engine speed, throttle position, gear ratio, - time parameters including but not limited to: duration of use of the maximum torque before passage at a reduced torque level, the number of uses of the maximum torque over a given period, the minimum time between two uses of the maximum torque. Other features and advantages of the present invention will be better understood from the description and the accompanying drawings, in which: FIG. 1 represents a flowchart of an embodiment of the method of the invention; - Figure 2 shows a block diagram of a control device according to a particular embodiment of the invention.

10 Sur les moteurs de puissance spécifique élevée, dont les composants mécaniques sont très sollicités, le procédé de l'invention permet de protéger les utilisations extrêmes d'une panne immobilisante sans avoir à limiter systématiquement les performances pour l'ensemble des utilisations plus modérées.On high specific power motors, whose mechanical components are highly stressed, the method of the invention makes it possible to protect the extreme uses of an immobilizing failure without having to systematically limit the performance for all the more moderate uses.

15 A cet effet, l'invention concerne un procédé de contrôle en continu de la fiabilité mécanique des composants les plus sollicités d'un moteur à combustion interne lors de son utilisation. Le procédé de l'invention consiste à estimer la puissance instantanée délivrée par le moteur à explosion au moins à des 20 instants déterminés. Après chaque estimation de puissance, ou après un échantillonnage de ces estimations, il est exécuté une estimation d'un degré d'endommagement de chaque composant surveillé du moteur. Puis, on exécute une comparaison du degré d'endommagement du composant avec un historique des 25 endommagements. Enfin, une action corrective sur la commande du moteur est exécutée en fonction de contraintes établies en réponse à la comparaison du degré d'endommagement et de l'historique d'endommagement. Selon un mode de réalisation de l'invention, un programme 30 de calcul spécifique est embarqué sur un calculateur du véhicule. Ce programme comporte un module d'entrée alimenté par les deux données suivantes, le couple et le régime de rotation du moteur. Ces données sont stockées en temps réel dans un fichier.To this end, the invention relates to a method of continuously monitoring the mechanical reliability of the most stressed components of an internal combustion engine during its use. The method of the invention consists in estimating the instantaneous power delivered by the combustion engine at least at given times. After each power estimate, or after sampling of these estimates, an estimate of a degree of damage of each monitored component of the engine is performed. Then, a comparison is made of the degree of damage of the component with a history of the damage. Finally, a corrective action on the engine control is performed according to constraints established in response to the comparison of the degree of damage and the history of damage. According to one embodiment of the invention, a specific calculation program 30 is embedded on a computer of the vehicle. This program includes an input module powered by the following two data, the torque and the rotational speed of the engine. These data are stored in real time in a file.

2910062 7 Une fréquence d'écriture de ces données de l'ordre de 1 Hz est suffisante. A partir de ces données temporelles et d'un certain nombre de données caractéristiques du moteur et de la pièce initialement 5 chargées dans un second fichier de la mémoire du calculateur, un premier module d'exécution d'algorithme est en mesure d'évaluer les évolutions temporelles de la température de différents points critiques de la ou des pièces considérées. Un deuxième module d'exécution d'algorithme permet, à 10 partir de ces évolutions ainsi que celles d'autres paramètres de chargement mécanique tels que la pression de combustion, de calculer l'évolution de grandeurs mécaniques caractéristiques dans les zones les plus critiques de la pièce puis d'évaluer un indicateur d'endommagement cumulé de la pièce depuis sa mise 15 en service ainsi que son taux d'évolution en fonction du temps d'utilisation ou du kilométrage parcouru. Régulièrement dans un troisième module d'exécution de test, le niveau d'endommagement et son taux d'évolution sont utilisés afin d'extrapoler le niveau d'endommagement pour le 20 temps ou le kilométrage d'utilisation maximaux compte tenu du cahier des charges de fiabilité du moteur ou du véhicule, enregistré sous forme d'un troisième fichier enregistré dans la mémoire du calculateur du véhicule. Si ce niveau extrapolé dépasse le niveau limite de résistance de la pièce, déterminé 25 préalablement par essai et stocké dans le troisième fichier dans la mémoire du calculateur, une stratégie de protection du client est mise en place afin de lui éviter une panne immobilisante. Cette stratégie est enregistrée sous forme de scénarios dans un quatrième fichier enregistré dans la mémoire du calculateur du 30 véhicule et comporte deux scénarios complémentaires. Le premier scénario consiste à contrôler le niveau de performance du moteur, afin de limiter les sollicitations thermiques et mécaniques appliquées à la ou aux pièces les plus 2910062 8 critiques. La performance du moteur est définie en terme de niveau de couple maximal disponible en fonction du régime moteur. Ce niveau de couple peut être limité en fonction : - de paramètres de températures comprenant de manière 5 non limitative : air extérieur, liquide de refroidissement, huile ; - de paramètres d'utilisation du groupe motopropulseur comprenant de manière non limitative : régime moteur, position de l'accélérateur, rapport de boîte de vitesse, - de paramètres temporels comprenant de manière non 10 limitative : durée d'utilisation du couple maximal avant passage à un niveau de couple réduit, nombre d'utilisations du couple maximal sur une période donnée, temps minimal entre deux utilisations du couple maximal. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, tous 15 ces paramètres sont enregistrés dans une mémoire de cartographie en fonction du régime. Si cette stratégie, ou une modification des conditions d'utilisation du moteur, conduisent à une réduction significative du taux d'évolution de l'endommagement et donc de l'évaluation du 20 niveau final au terme de l'objectif d'utilisation, la stratégie de protection peut être assouplie, éventuellement jusqu'à revenir au niveau de performances initiale. Le second scénario consiste à émettre vers l'utilisateur un message d'alerte l'invitant à contacter le service après-vente du 25 véhicule afin de vérifier l'état de la pièce concernée et de procéder si nécessaire à un remplacement préventif. La stratégie de protection est déclenchée automatique-ment. Dans un mode particulier de réalisation, la stratégie de protection est déclenchée uniquement pour les clients qui risquent 30 de subir une défaillance. Cette stratégie de protection exploite uniquement des informations fournies par des capteurs déjà existant sur le moteur : couple, régime, rapport de boîte, température d'air, d'eau 2910062 9 d'huile. Aucun capteur spécifique et intrusif dans les pièces (températures de matière, jauge de déformation) n'est nécessaire. Dans un mode particulier de réalisation, la stratégie de protection est un scénario réversible. Si le taux d'évolution de 5 l'endommagement en fonction du temps d'utilisation revient à des valeurs acceptables, la stratégie de réduction de performance peut être assouplie, voire supprimée. Sur les moteurs de puissance spécifique élevée, dont les composants mécaniques sont très sollicités, l'invention permet de 10 protéger les clients aux utilisations extrêmes d'une panne immobilisante sans avoir à limiter systématiquement les performances pour l'ensemble des clients. Selon le mode de réalisation préféré, l'invention comprend les éléments suivants 15 - une intégration du programme de calcul de niveau d'endommagement dans le calculateur du moteur ; - un stockage des données caractéristiques du moteur dans la mémoire du calculateur ; - la réalisation du calcul du niveau d'endommagement en 20 temps réel, à partir des paramètres d'utilisation du moteur gérés par le calculateur et comparaison avec les valeurs limites ; - en cas de dépassement des valeurs limites, activation des stratégies de protection de l'utilisateur prédéfinies par réduction des performances ; 25 - un bouclage sur le niveau d'endommagement ; - si les stratégies de protection n'apparaissent pas suffisantes, émission du message d'alerte. A la figure 1, on a représenté un organigramme d'un mode de réalisation du procédé de l'invention. Après une étape de 30 début de contrôle E1 , le procédé consiste à initialiser une boucle B de contrôle qui débute par une étape d'estimation de la puissance moteur E2.A writing frequency of these data of the order of 1 Hz is sufficient. From these temporal data and a certain number of characteristic data of the engine and the part initially loaded into a second file of the computer memory, a first algorithm execution module is able to evaluate the temporal evolutions of the temperature of different critical points of the part (s) considered. A second algorithm execution module makes it possible, from these evolutions as well as those of other mechanical loading parameters such as the combustion pressure, to calculate the evolution of characteristic mechanical quantities in the most critical zones of the system. the piece then evaluate a cumulative damage indicator of the part since its commissioning and its rate of change according to the time of use or the mileage traveled. Regularly in a third test execution module, the level of damage and its rate of change are used in order to extrapolate the level of damage for the maximum time or mileage of use taking into account the specifications. reliability of the engine or the vehicle, recorded as a third file stored in the memory of the vehicle calculator. If this extrapolated level exceeds the limit level of resistance of the part, previously determined by trial and stored in the third file in the memory of the computer, a client protection strategy is implemented in order to avoid an immobilizing failure. This strategy is recorded as scenarios in a fourth file stored in the vehicle calculator memory and has two complementary scenarios. The first scenario consists in controlling the level of engine performance, in order to limit the thermal and mechanical stresses applied to the most critical part (s). The engine performance is defined in terms of the maximum available torque level depending on the engine speed. This level of torque may be limited as a function of: temperature parameters including but not limited to: outside air, coolant, oil; - Parameters of use of the powertrain including but not limited to: engine speed, throttle position, gear ratio, - time parameters including but not limited to: duration of use of the maximum torque before passage at a reduced torque level, number of uses of the maximum torque over a given period, minimum time between two uses of the maximum torque. In a particular embodiment of the invention, all these parameters are recorded in a mapping memory according to the regime. If this strategy, or a modification of the conditions of use of the engine, leads to a significant reduction in the rate of evolution of the damage and therefore of the evaluation of the final level at the end of the utilization objective, the Protection strategy can be relaxed, eventually to return to the initial performance level. The second scenario is to send the user an alert message inviting him to contact the vehicle's after-sales service to check the status of the part concerned and to proceed if necessary with a preventive replacement. The protection strategy is triggered automatically. In a particular embodiment, the protection strategy is triggered only for those clients at risk of failure. This protection strategy uses only information provided by sensors already existing on the engine: torque, rpm, gear ratio, air temperature, water 2910062 9 oil. No specific and intrusive sensor in the parts (material temperatures, strain gauge) is necessary. In a particular embodiment, the protection strategy is a reversible scenario. If the rate of change in time-of-use damage returns to acceptable values, the performance reduction strategy can be relaxed or even eliminated. On the high specific power motors, whose mechanical components are highly stressed, the invention makes it possible to protect the customers with the extreme uses of an immobilizing failure without having to systematically limit the performances for all the customers. According to the preferred embodiment, the invention comprises the following elements: an integration of the damage level calculation program in the engine computer; storage of the characteristic data of the engine in the memory of the computer; realizing the calculation of the level of damage in real time, based on the engine utilization parameters managed by the computer and comparison with the limit values; - if the limit values are exceeded, the predefined user protection policies are activated by reducing the performance; A buckling on the level of damage; - if the protection strategies do not appear sufficient, issue the alert message. In Figure 1, there is shown a flow chart of an embodiment of the method of the invention. After a control start step E1, the method consists of initializing a control loop B which starts with a step of estimating the motor power E2.

2910062 10 L'étape d'estimation de puissance est préférentiellement exécutée à une fréquence déterminée comme une fréquence de 1 Hz. L'estimation de puissance est alors enregistrée dans un fichier d'estimation des puissances. Dans un mode particulier de 5 réalisation, l'estimation de puissance P_mot est exécutée sur la base de la mesure du couple moteur C_mot appliqué par l'équipage mobile du moteur à combustion interne contrôlé et de la mesure du régime moteur instantané N_mot. La puissance instantanée P_mot est alors estimée par une relation de la forme 10 P mot = C mot * N mot. Lors d'une étape suivante E3, on exécute une estimation du degré d'endommagement DE d'au moins un composant du moteur à combustion interne contrôlé par le dispositif de l'invention selon le procédé de l'invention.The power estimation step is preferably performed at a frequency determined as a frequency of 1 Hz. The power estimate is then recorded in a power estimation file. In a particular embodiment, the power estimate P_mot is executed on the basis of the measurement of the engine torque C_mot applied by the mobile unit of the controlled internal combustion engine and the measurement of the instantaneous engine speed N_mot. The instantaneous power P_mot is then estimated by a relation of the form P word = C word * N word. In a subsequent step E3, an estimate of the degree of damage DE of at least one component of the internal combustion engine controlled by the device of the invention according to the method of the invention is carried out.

15 Lors d'une étape suivante E4, on exécute ensuite sur la base du degré d'endommagement estimé DE et de l'historique des endommagements subis par l'ensemble des composants et/ou du moteur à combustion interne contrôlé, le calcul d'un critère d'endommagement en fonction d'une liste de contraintes 20 d'endommagement enregistrée dans la mémoire de programmes du contrôleur de l'invention sous la forme d'une fonction prédéfinie CritèreEndom() qui admet deux arguments, respectivement : - le degré d'endommagement estimé DE et 25 -l'historique Hist des endommagements ou contraintes subis par le moteur. Lors d'une étape suivante E5, on exécute le test d'une fonction de fiabilité F0, dépendant du critère d'endommagement calculé précédemment CE à l'étape E4 par rapport à un seuil de 30 fiabilité prédéterminé, Seuil_ Fiabilité, par exemple établi lors de la production du véhicule, et enregistrée dans la mémoire associée au contrôleur de l'invention. Le test est dans un exemple de réalisation définie par une relation de la forme : 2910062 11 F(CE) < Seuil_ Fiabilité. Si le test E5 est positif (OK), le contrôle passe à une étape ultérieure E7. Si le test E5 est négatif (KO), le contrôle passe alors à une étape ultérieure E6 dans laquelle on applique une action corrective.In a next step E4, then, based on the estimated degree of damage DE and the history of the damage to all the components and / or the controlled internal combustion engine, the calculation is carried out. a damage criterion according to a list of damage stresses stored in the program memory of the controller of the invention in the form of a predefined function CriterionEndom () which admits two arguments, respectively: - the degree estimated damage DE and 25-hist Hist of damage or stress suffered by the engine. In a subsequent step E5, the test of a reliability function F0 is executed, depending on the previously calculated damage criterion CE in step E4 with respect to a predetermined reliability threshold, Threshold_Liability, for example established. during the production of the vehicle, and stored in the memory associated with the controller of the invention. The test is in an exemplary embodiment defined by a relation of the form: ## EQU1 ## If the E5 test is positive (OK), the control goes to a later step E7. If the test E5 is negative (KO), the control then passes to a subsequent step E6 in which a corrective action is applied.

5 À l'issue de l'étape E6 le contrôle passe à l'étape E7 de test de condition de fin de contrôle. Si le test est positif (OK), on exécute alors une étape de fin de contrôle E8. Si le test est négatif (KO), on exécute alors un retour au point d'entrée de la boucle B.At the end of step E6, the control goes to step E7 of the end of control condition test. If the test is positive (OK), then an end of control step E8 is executed. If the test is negative (KO), then a return is made to the entry point of the B loop.

10 Dans un mode particulier de réalisation, l'estimation du degré d'endommagement DE est exécutée à l'aide de deux algorithmes qui sont appliqués successivement. Dans une première étape particulière, on exécute une simulation du comportement thermique d'un modèle thermique MT 15 du composant ou, le cas échéant, de l'ensemble du moteur thermique, de façon à en déduire un profil de températures appliqué au composant, et/ou à l'ensemble du moteur thermique. Le modèle thermique MT est constitué par un programme thermique qui est préétabli et enregistré dans une mémoire 20 convenable du dispositif de contrôle de l'invention. Le modèle thermique MT est programmé et testé lors de la fabrication du véhicule pour chaque composant du moteur et/ou pour l'ensemble du moteur thermique contrôlé. Dans un mode particulier de réalisation, le modèle 25 thermique MT admet, pour un composant déterminé et/ou pour l'ensemble du moteur thermique contrôlé, deux paramètres de contrôle qui sont respectivement le couple moteur instantané C_mot et le régime moteur instantané N_mot. Dans un mode particulier de réalisation, le modèle 30 thermique MT produit en réponse un profil T_Comp(P_mot) de températures caractéristiques de la réponse instantané du modèle thermique du composant que et/ou de l'ensemble du moteur thermique contrôlé. La fonction du profil de températures 2910062 12 T_Comp() dépend des deux paramètres de couple et de régime qui sont fournis à entrée du modèle thermique. La fonction du profil de températures T_Comp() dépend aussi du composant. Elle est fournie en entrée d'un second 5 modèle de simulation du comportement thermo mécanique de la pièce ou composant et/ou de l'ensemble du moteur thermique contrôlé. Le modèle de comportement thermo mécanique MTM() est constitué par un programme thermo mécanique qui est préétabli et enregistré dans une mémoire convenable du dispositif 10 de contrôle de l'invention. Le modèle de comportement thermo mécanique MTM() est programmé et testé lors de la fabrication du véhicule pour chaque composant du moteur et/ou pour l'ensemble du moteur thermique contrôlé. Dans un mode particulier de réalisation, le modèle de 15 comportement thermo mécanique MTM() admet, pour un composant déterminé et/ou pour l'ensemble moteur thermique contrôlé, le profil de températures T_Comp() produit en sortie du premier modèle de simulation MT, décrit ci-dessus. De plus, le modèle de comportement thermo mécanique MTM() admet aussi 20 en entrée d'autres paramètres de contrainte mécanique, tels que la pression de combustion, ou les actions d'autres composants du moteur thermique en interaction mécanique et /ou thermique avec le composant en cours de simulation. Le modèle de comportement thermo mécanique MTM() comporte l'identification de zones 25 critiques de chaque composant surveillé ou contrôlé, pour chacune desquelles il produit, essentiellement par accumulation, une grandeur indicatrice des contraintes locales thermo mécaniques Dans un mode particulier de réalisation, le modèle de 30 comportement thermo mécanique MTM() produit en réponse à l'historique de l'ensemble des grandeurs indicatrices des contraintes locales thermo mécaniques de chaque zone critique de chaque composant surveillé ou contrôlé, par accumulation des 2910062 13 dites grandeurs par exemple sous forme vectorielle, chaque composante du vecteur correspondant à une zone critique déterminée du composant. Sur la base du vecteur d'accumulation des contraintes locales thermo mécaniques, ou le modèle de 5 comportement thermo mécanique MTM() produit alors en réponse une estimation du degré d'endommagement DE relatif au composant. L'ensemble de ces données sera ultérieurement, lors de l'étape E3, consolidé de manière à produire un degré d'endommagement du composant et/ou de l'ensemble du moteur 10 thermique. A la figure 2, on a représenté sous forme schématique le moteur 10 associé à son organe de commande moteur 20, particulièrement un organe de commande 20 du genre comportant la pédale d'accélérateur à la disposition du conducteur, 15 préférentiellement par l'intermédiaire d'un calculateur de contrôle du moteur doté de moyens capables de moduler la puissance de consigne fournie par le moteur 10. Ainsi qu'il est connu, le moteur comprend essentiellement un module d'allumage ou d'injection 11, un Carter 12 et des 20 modules d'admission et d'échappement, respectivement 13 et 14, de sorte que de la puissance mécanique est disponible sur un équipage mobile 15. Selon l'invention, on connecte un contrôleur ou dispositif de contrôle 1, à des capteurs notamment pour modéliser 25 l'utilisation réelle des composants du moteur thermique, mais aussi pour réaliser la mesure de la puissance instantané du moteur. Le contrôleur 1 comporte un premier module d'estimation de puissance 2, un second module d'estimation de l'utilisation des 30 composant du moteur 3, un module de calcul du degré d'endommagement 4, un module d'exécution de scénarios 5 et une mémoire 7.In a particular embodiment, the estimation of the degree of damage DE is performed using two algorithms which are applied successively. In a first particular step, a simulation of the thermal behavior of a thermal model MT 15 of the component or, as the case may be, of the whole of the heat engine, so as to deduce a temperature profile applied to the component, and / or to the entire engine. The thermal model MT is constituted by a thermal program which is pre-established and recorded in a suitable memory of the control device of the invention. The thermal model MT is programmed and tested during the manufacture of the vehicle for each component of the engine and / or for the entire controlled heat engine. In a particular embodiment, the thermal model MT admits, for a given component and / or for the entire controlled thermal engine, two control parameters which are respectively the instantaneous engine torque C_mot and the instantaneous engine speed N_mot. In a particular embodiment, the thermal model MT produces in response a T_Comp profile (P_mot) of characteristic temperatures of the instantaneous response of the thermal model of the component and / or of the entire controlled thermal engine. The function of the temperature profile 2910062 12 T_Comp () depends on the two torque and speed parameters that are supplied at the input of the thermal model. The function of the temperature profile T_Comp () also depends on the component. It is provided as input to a second model for simulating the thermo-mechanical behavior of the part or component and / or the entire controlled thermal engine. The thermomechanical behavior model MTM () is constituted by a thermomechanical program which is pre-established and stored in a suitable memory of the control device 10 of the invention. The thermomechanical behavior model MTM () is programmed and tested during manufacture of the vehicle for each component of the engine and / or for the entire controlled combustion engine. In a particular embodiment, the thermomechanical behavior model MTM () admits, for a given component and / or for the controlled heat engine assembly, the temperature profile T_Comp () produced at the output of the first simulation model MT. , described above. In addition, the thermomechanical behavior model MTM () also admits at input other mechanical stress parameters, such as the combustion pressure, or the actions of other components of the heat engine in mechanical and / or thermal interaction with the engine. the component being simulated. The thermomechanical behavior model MTM () comprises the identification of critical zones of each monitored or controlled component, for each of which it produces, essentially by accumulation, a quantity indicative of the local thermomechanical stresses. In a particular embodiment, the model of thermomechanical behavior MTM () produced in response to the history of the set of indicator quantities of the thermomechanical local stresses of each critical zone of each monitored or controlled component, by accumulation of the 2910062 13 said quantities for example in the form vector, each component of the vector corresponding to a determined critical zone of the component. On the basis of the thermo-mechanical local stress accumulation vector, the thermomechanical model MTM () then produces in response an estimate of the degree of DE damage to the component. All of these data will subsequently be consolidated in step E3 so as to produce a degree of damage to the component and / or the entire thermal engine. FIG. 2 shows schematically the motor 10 associated with its motor control member 20, particularly a control member 20 of the kind comprising the accelerator pedal at the disposal of the driver, preferably via an engine control computer having means capable of modulating the target power supplied by the engine 10. As is known, the engine essentially comprises an ignition or injection module 11, a Carter 12 and 20 intake and exhaust modules, respectively 13 and 14, so that mechanical power is available on a mobile assembly 15. According to the invention, a controller or control device 1 is connected to sensors, particularly for model the actual use of the components of the engine, but also to realize the measurement of the instantaneous power of the engine. The controller 1 comprises a first power estimation module 2, a second module for estimating the use of the components of the engine 3, a module for calculating the degree of damage 4, a scenario execution module 5 and a memory 7.

2910062 14 Ainsi qu'on l'a déjà décrit plus haut, le contrôleur 1 comporte un premier module d'exécution algorithme pour évaluer les évolutions temporelles de la température de différents points critiques de la ou des pièces considérées, un second module 5 d'exécution d'algorithmes pour produire un indicateur d'endommagement cumulé de la pièce et un troisième module d'exécution de test. Ainsi qu'on a déjà décrit plus haut, la mémoire 7 du contrôleur 1 contient une pluralité de fichiers nécessaires à 10 l'exécution des algorithmes dans les modules d'exécution décrits plus haut. Parmi ces fichiers, on trouve notamment : - - un fichier 7 -- 1 destiné à stocker en temps réel avec une fréquence d'écriture déterminée les données d'estimation de la puissance moteur, et notamment les données de couple et de 15 régime de rotation du moteur ; - - un fichier 7 -- 2 destiné à stocker des données caractéristiques du moteur et de chaque composant contrôlé par le dispositif de l'invention de façon notamment à déterminer les points ou zones critiques exploités dans le second modèle thermo 20 mécanique MTM ; - - un fichier 7 -- 3 destiné à stocker des données caractéristiques des niveaux limite de résistance thermo mécanique de chaque pièce ou composant contrôlé par le dispositif de l'invention de façon à déterminer le seuil de fiabilité 25 testé lors de l'étape E5 précitée ; et - - un fichier 7 -- 4 destiné à enregistrer une pluralité de scénarios dans la mémoire de calculateur, chaque scénario étant adapté à un type d'utilisation, ainsi que à une stratégie particulier ainsi qu'il a été décrit plus haut destiné à mettre en oeuvre 30 l'action corrective décrite à l'aide de l'étape E6 du procédé. On a aussi représenté un module d'édition d'alerte 6 connecté au module d'exécution de scénario 5. Lorsque le module 5 d'exécution de scénarios est programmé de manière à produire 2910062 15 un scénario d'édition d'une alerte, le scénario est exécuté et les données d'alerte sont éditées sur le module d'édition d'alertes. On a aussi représenté une liaison entre le module d'exécution de scénario 5 interne au contrôleur 1 et un module 5 adapté de l'organe de commande du moteur 20 de manière à appliquer, à titre d'action corrective, notamment une consigne de réduction de la puissance délivrée instantanément par le moteur de façon à protéger au moins le composant pour lequel a été signalé un degré d'endommagement critique à l'étape E5. Dans ce io cas, l'organe de commande du moteur 20 doit comporter un module de consigne de la puissance moteur connecté à un actionneur convenable du moteur 10.As has already been described above, the controller 1 comprises a first execution module algorithm for evaluating the temporal evolutions of the temperature of different critical points of the part or parts considered, a second module 5 of executing algorithms to produce a cumulative damage indicator of the part and a third test execution module. As already described above, the memory 7 of the controller 1 contains a plurality of files necessary for the execution of the algorithms in the execution modules described above. Among these files, there are notably: - a file 7 - 1 intended to store in real time with a given writing frequency the data for estimating the engine power, and in particular the torque and speed data of the engine. motor rotation; a file 7-2 intended to store characteristic data of the engine and of each component controlled by the device of the invention, in particular so as to determine the critical points or zones exploited in the second thermomechanical model MTM; a file 7 - 3 intended to store data characteristic of the thermo-mechanical resistance limit levels of each component or component controlled by the device of the invention so as to determine the reliability threshold tested during step E5 aforementioned; and a file 7 - 4 for recording a plurality of scenarios in the computer memory, each scenario being adapted to a type of use, as well as to a particular strategy as described above intended for implement the corrective action described using step E6 of the method. An alert editing module 6 connected to the scenario execution module 5 has also been shown. When the scenario execution module 5 is programmed so as to produce a scenario for editing an alert, the scenario is executed and the alert data is edited on the alert editing module. A link has also been shown between the scenario execution module 5 internal to the controller 1 and a module 5 adapted from the engine control member 20 so as to apply, as a corrective action, in particular a reduction instruction the power delivered instantly by the engine so as to protect at least the component for which a degree of critical damage has been reported in step E5. In this case, the motor controller 20 must have a motor power setpoint module connected to a suitable actuator of the motor 10.

Claims

1. A method of continuously monitoring the reliability of the most stressed components of an internal engine during its use, characterized in that it estimates in real time the level of piece damage and its rate of change in function time or number of kilometers traveled; then, when this damage or its rate of evolution reaches one or more limit values, to be applied (E6): • a strategy of reducing the power of the engine in order to limit the progression of this damage to ensure a lifetime coherent piece with predetermined reliability objectives; Or a predetermined maintenance alert is issued.

2 - Process according to claim 1, characterized in that the step of estimating the level of damage (E3) comprises a step for performing the simulation of the thermal behavior of the part or component and / or the whole of the 20 thermal engine controlled on the basis of a thermal model MT () which depends on the power estimate and / or its history.

3 - Process according to claim 2, characterized in that the step of estimating the level of damage (E3) then comprises a step for performing the simulation of the thermo-mechanical behavior of the part or component and / or the all of the heat engine controlled on the basis of a model of thermomechanical behavior MTM () which depends on a temperature profile resulting from the simulation of the thermal behavior of said component or part and / or of the entire heat engine control.

4 - Process according to claim 3, characterized in that it then comprises a step of identification of zones 1 combustion mechanics consists of (E3) of the use of 2910062 17 critical of each component monitored or controlled, for each of which a magnitude Indicator of thermo mechanical local stresses is produced.

5 - Process according to claim 4, characterized in that it then comprises a step for producing the history of all the indicative quantities of the local thermomechanical stresses of each critical zone of each component monitored or controlled on the basis of said model thermomechanical behavior MTM (), and in that, on the basis of local thermo mechanical stresses, an estimate of the degree of damage DE relative to the component is produced.

6 - Process according to claim 1, characterized in that if the evolution of the damage or the evaluation of the final level of damage improves, the strategy of reducing the power of the engine is relaxed, possibly up to return to the initial performance level.

7 - Process according to claim 1, characterized in that the protection strategy is triggered only for engines and / or components that may fail.

8 - Device for continuously monitoring the mechanical reliability of the most stressed components (11-15) of an internal combustion engine (10) during its use, characterized in that it comprises: a memory (7) of data files determining operating data, - a section (2) for instantaneous power measurement of the motor, a section (3) of measurement of usage parameters, - a section (4) for producing a degree of damage to the engine. at least one engine component, a section (5) for executing a scenario in response to the measurement of the degree of damage.

Device according to Claim 8, characterized in that the power measurement section (2) comprises an input module powered by at least one measurement of the torque and / or the rotational speed of the motor, stored in real time. in a first file (7ù1) at a given writing frequency.

Device according to claim 9, characterized in that the section (3) of utilization parameter measurements comprises means for measuring characteristic data of the engine and of each controlled component of the engine, initially loaded into a second file of the memory of the calculator. 11. Device according to claim 10, characterized in that the section (4) for producing a degree of damage of at least one engine component cooperates with a first algorithm execution module for evaluating the temporal evolutions of the engine. temperature of different points or critical areas of each component or the engine being controlled. Device according to claim 11, characterized in that the section (4) for producing a degree of damage of at least one component of the motor cooperates with a second algorithm execution module for, from these evolutions as well as those of other mechanical loading parameters such as combustion pressure, calculate the evolution of 25 characteristic mechanical quantities in the most critical zones of the part and then evaluate an indicator of cumulated damage of the part since its setting in service and its rate of change according to the time of use or the mileage traveled. 13 ù Device according to claim 11, characterized in that the section (4) to produce a degree of damage of at least one component of the engine cooperates with a third test module of the level of damage and sound evolution rate 2910062 19 to extrapolate the level of damage for the maximum time or mileage of use taking into account the reliability specifications of the engine or the vehicle, recorded as a third file (7- 3) stored in the vehicle calculator memory. 14 - Apparatus according to claim 13, characterized in that on the basis of the resistance level of the workpiece, previously determined by test and stored in the third file in the computer memory, a fourth file 10 stored in the memory records a scenario memory of at least one client protection strategy executed in order to avoid an immobilizing failure. 15. Device according to claim 14, characterized in that it cooperates with a means of controlling the engine performance level according to a predetermined scenario in order to limit the thermal and mechanical stresses applied to the most critical part or parts. Device according to Claim 14, characterized in that the engine performance level is defined in terms of the maximum available torque level as a function of the engine speed and that the control means acts on the torque level in dependence. the measurement produced by measuring sensors or software estimators: - temperature parameters including but not limited to: outside air, coolant, oil; - Parameters of use of the powertrain including but not limited to: engine speed, throttle position, gear ratio, - time parameters including but not limited to: duration of use of the maximum torque before passage at a reduced torque level, number of uses of the maximum torque over a given period, minimum time between two uses of the maximum torque.