FR3064310A1 - Procede pour evaluer du cliquetis dans un moteur a combustion interne a allumage commande - Google Patents
Procede pour evaluer du cliquetis dans un moteur a combustion interne a allumage commande Download PDFInfo
- Publication number
- FR3064310A1 FR3064310A1 FR1752457A FR1752457A FR3064310A1 FR 3064310 A1 FR3064310 A1 FR 3064310A1 FR 1752457 A FR1752457 A FR 1752457A FR 1752457 A FR1752457 A FR 1752457A FR 3064310 A1 FR3064310 A1 FR 3064310A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- noise
- cylinder
- angular
- knock
- ttr
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 14
- 102100036233 Cylicin-1 Human genes 0.000 claims description 9
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 claims 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 101000947434 Homo sapiens Cylicin-1 Proteins 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/027—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
- F02D41/28—Interface circuits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
- G01L23/222—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines using piezoelectric devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
- G01L23/225—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines circuit arrangements therefor
- G01L23/227—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines circuit arrangements therefor using numerical analyses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1413—Controller structures or design
- F02D2041/1432—Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
- F02D41/28—Interface circuits
- F02D2041/286—Interface circuits comprising means for signal processing
- F02D2041/288—Interface circuits comprising means for signal processing for performing a transformation into the frequency domain, e.g. Fourier transformation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2409—Addressing techniques specially adapted therefor
- F02D41/2416—Interpolation techniques
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
La présente invention a pour objet un procédé pour gérer du cliquetis dans un cylindre d'un moteur à combustion interne, dans un système comprenant au moins un capteur acoustique (2) et un calculateur (1), pour prendre en compte une pollution acoustique provenant d'un bruit parasite (5), le procédé comprenant : - mettre en forme et numériser (82) les signaux (20) du capteur, - appliquer un filtre passe bande (84) pour obtenir un bruit filtré (24), - déterminer une fonction de correction (86) à gain ajustable utilisant une courbe de correction de gain (7), et déterminer, en fonction de la position angulaire de fin d'injection, le point de courbe de correction de gain à utiliser pour transformer le bruit filtré en score de cliquetis corrigé, - comparer (88) un score de cliquetis corrigé ainsi obtenu à un seuil de décision de cliquetis, pour corriger l'avance d'allumage, - la courbe de correction de gain étant définie par une valeur de calibration (Gin) et quatre points angulaires (A, B, C, D), les quatre points angulaires étant obtenus par calcul, à partir des positions de début et fin (WS1, WS2) de la fenêtre d'observation de cliquetis et au moins d'une caractéristique connue du bruit.
Description
Titulaire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée, CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée.
PROCEDE POUR EVALUER DU CLIQUETIS DANS UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A ALLUMAGE COMMANDE.
FR 3 064 310 - A1 (op) La présente invention a pour objet un procédé pour gerer du cliquetis dans un cylindre d'un moteur à combustion interne, dans un système comprenant au moins un capteur acoustique (2) et un calculateur (1), pour prendre en compte une pollution acoustique provenant d'un bruit parasite (5), le procédé comprenant:
- mettre en forme et numériser (82) les signaux (20) du capteur,
- appliquer un filtre passe bande (84) pour obtenir un bruit filtré (24),
- déterminer une fonction de correction (86) à gain ajustable utilisant une courbe de correction de gain (7), et déterminer, en fonction de la position angulaire de fin d'injection, le point de courbe de correction de gain à utiliser pour transformer le bruit filtré en score de cliquetis corrigé,
- comparer (88) un score de cliquetis corrigé ainsi obtenu à un seuil de décision de cliquetis, pour corriger l'avance d'allumage,
- la courbe de correction de gain étant définie par une valeur de calibration (Gin) et quatre points angulaires (A, B, C, D), les quatre points angulaires étant obtenus par calcul, à partir des positions de début et fin (WS1, WS2) de la fenêtre d'observation de cliquetis et au moins d'une caracté-
La présente invention concerne les procédés pour détecter et évaluer un niveau de cliquetis dans un cylindre d’un moteur à combustion interne à allumage commandé.
Dans les moteurs à allumage commandé, une étincelle de bougie est générée par une impulsion électrique commandée par un calculateur électronique, cette impulsion étant positionnée par rapport au point mort haut avec une certaine avance à l’allumage.
Dans certains cas, le mélange compressé peut faire l’objet d’un autoallumage, phénomène à éviter.
Une avance à l’allumage trop prononcée ou un auto-allumage conduisent à un phénomène connu de cliquetis (aussi appelé ‘cognement’ ou ‘knock’ en anglais).
C’est dans ce contexte que les systèmes de contrôle moteur font maintenant appel à une fonction de détection de cliquetis, grâce à un capteur acoustique, notamment piézoélectrique, installé sur le carter cylindre.
La présence de signaux significatifs dans une certaine gamme de fréquence, typiquement entre 5 kHz et 25 kHz, est caractéristique de la présence d’un tel phénomène de cliquetis. Si du cliquetis est détecté, alors l’avance à l’allumage doit être réduite.
Toutefois, la détection du phénomène de cliquetis peut être polluée par des bruits auxiliaires parasites. Par exemple, il a été découvert que la fermeture d’un injecteur provoque un bruit qui comporte des composantes fréquentielles dans la gamme spectrale d’intérêt pour le cliquetis.
Suivant les différentes conditions de fonctionnement du moteur, la position angulaire de la fermeture de chaque injecteur évolue.
Pour la détection du cliquetis, pour chaque cylindre, on prévoit généralement une fenêtre temporelle d’observation, pour éliminer les bruits parasites qui ne coïncident pas temporellement avec le moment où le cliquetis peut apparaître.
Mais, pour certaines conditions de fonctionnement du moteur, il s’avère qu’un bruit de fermeture d’injecteur peut ‘tomber’ dans la fenêtre temporelle d’observation et peut provoquer des non détection ou des détections à tort.
Le document US2012192835A1 propose une solution visant à réduire ce problème. Toutefois, dans le cas où la position angulaire de la fermeture de l’injecteur évolue rapidement ou de manière discontinue, il reste des cas de non détection et/ou des cas de détection à tort.
Il subsiste donc un besoin d'améliorer les solutions existantes pour proposer un procédé d’évaluation de cliquetis qui ne soit pas perturbé par le fait qu’un bruit parasite (tel que le bruit de fermeture d’injecteur) puisse ‘tomber’ dans la fenêtre temporelle d’observation du cliquetis.
À cet effet, il est proposé ici un procédé pour gérer (à savoir détecter / évaluer / corriger) du cliquetis dans un cylindre d’un moteur à combustion interne, le procédé étant mis en œuvre dans un système comprenant au moins un capteur acoustique, un calculateur (unité de calcul), le procédé étant destiné à prendre en compte une pollution acoustique provenant d'un bruit parasite répétable connu et de position temporelle variable, le procédé comprenant :
• mettre en forme et numériser les signaux en provenance du capteur acoustique, • appliquer un filtre passe bande pour ne conserver que la gamme de fréquences d’intérêt pour le cliquetis, dans un bruit filtré, • déterminer une fonction de correction à gain ajustable utilisant une courbe de correction de gain, destinée à diminuer l’influence du bruit parasite, • déterminer, en fonction de la position angulaire de fin d'injection, le point de courbe de correction de gain à utiliser pour transformer le bruit filtré en score de cliquetis corrigé, • comparer un score de cliquetis corrigé ainsi obtenu à un seuil de décision de cliquetis, • en déduire une valeur de correction d'avance d'allumage à appliquer au prochain cycle, caractérisé en ce que la courbe de correction de gain est définie par une valeur de calibration et quatre points angulaires, lesdits quatre points angulaires étant obtenus par calcul, à partir des positions de début et fin de la fenêtre d’observation de cliquetis et au moins d'une caractéristique connue du bruit.
Grâce aux dispositions ci-dessus, on peut diminuer très fortement l'influence d'un bruit parasite qui tombe dans la fenêtre d'observation, sans modification importante de la structure logicielle préexistante.
La correction de gain fonctionne immédiatement sans aucun délai lorsque la fermeture d’injecteur évolue rapidement ou par saut et tombe dans la fenêtre d'observation.
Dans divers modes de réalisation de l’invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l’une et/ou à l’autre des dispositions suivantes.
Selon une option, le calcul des quatre points angulaires est effectué à partir d'une caractéristique de durée de bruit et d'une caractéristique de temps de transmission de bruit vers le capteur acoustique ces deux valeurs étant prises comme caractéristiques connues du bruit.
Bénéfice ainsi obtenu : en connaissant seulement deux paramètres relatifs au bruit parasite, on arrive à construire la courbe de correction qui va permettre d'atténuer l'effet de ce bruit parasite.
Selon une option, le bruit parasite auquel on s'intéresse est un bruit de fermeture d’injecteur. Il s'avère que ce bruit est parfois prépondérant car il provient d'une source proche, directement fixée sur le carter cylindre
En pratique, il s'agit du bruit de fermeture de l'injecteur du cylindre suivant dans le cycle, c'est-à-dire celui qui suit le cylindre en cours d'explosion dans la séquence de fonctionnement du moteur.
Selon une option, le temps de transmission du bruit est issu d’un ensemble de paramètres de temps de transmission, un paramètre pour chaque couple (cylindre en fin d’injection, cylindre en cours d'explosion). Avantageusement on prend ainsi en compte la configuration géométrique du moteur avec les temps de transmission qui peuvent être différents pour chaque couple de cylindres successifs dans la séquence.
Selon une option, la valeur de calibration représente le plateau bas de la courbe de correction de gain entre les deuxième et troisième points angulaires, et la courbe de correction de gain prend la valeur 1 pour les points antérieurs au premier point angulaire et pour les points postérieurs au quatrième point angulaire.
Selon une option, on utilise une interpolation linéaire pour obtenir les valeurs de la courbe de correction entre les premier et deuxième points angulaires, et entre les troisième et quatrième points angulaires. Avantageusement, ce calcul simple est très rapide et mobilise très peu de ressources du microcontrôleur.
Selon une option, on utilise, pour calibrer la valeur de calibration, une calibration simple à deux dimensions selon la charge moteur et le régime moteur. Avantageusement, cette calibration simple est très peu gourmande en mémoire.
Selon une option, les valeurs de calibration sont comprises entre 0,25 et 1.
Selon une option, les valeurs de calibration décroissent au fur et à mesure que la charge moteur augmente.
Selon une option, on calcule les abscisses Xa, Xb, Xc, Xd des quatre points angulaires comme suit :
Xa = WS1 - (Tbr + Ttr)*6*RPM Xb = WS1 - (Ttr)*6*RPM Xc = WS2 - (Tbr + Ttr)*6*RPM Xd = WS2 - (Ttr)*6*RPM
Où :
- WS1 et WS2 représentent respectivement les positions de début et de fin de la fenêtre d’observation de cliquetis, exprimées en degrés de rotation du vilebrequin,
- Tbr représente une caractéristique de durée de bruit exprimée en seconde,
- Ttr représente une caractéristique de temps de transmission de bruit vers le capteur acoustique exprimée en seconde,
RPM représente le régime moteur exprimé en tours par minute.
Selon une option, le seuil de décision de cliquetis KSC est déterminé par l’expression KSC = G*KS + 1 - G, où :
- KS représente le seuil en l'absence de bruit, et
- G représente la valeur sur la courbe de correction au point de l'angle de fermeture de l'injecteur.
Selon une option, le procédé est effectué en temps réel, pour chaque cylindre et à chaque cycle. Avantageusement, il n'y a aucun délai de prise en compte, par exemple si la fermeture injecteur connaît un saut d'angle, la prise en compte de la nouvelle situation est immédiate.
Selon une option, le filtre passe bande est de [5 kHz - 25 kHz], On élimine ainsi avantageusement tous les bruits qui se trouvent en dehors de cette bande.
L'invention vise aussi un système pour gérer du cliquetis dans un cylindre d’un moteur à combustion interne, le système comprenant au moins un capteur acoustique et un calculateur caractérisé en ce que ce dernier est configuré pour mettre en œuvre le procédé tel que décrit ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints, sur lesquels :
- les figures 1 et 1A montrent schématiquement le système et les composants dans lesquels le procédé selon l’invention est mis en œuvre,
- la figure 2 représente un chronogramme illustratif,
- la figure 3 illustre la courbe de gain de correction,
- la figure 4 illustre une cartographie en deux dimensions de correction,
- la figure 5 montre un bloc-diagramme schématique du processus de calcul de correction,
- la figure 6 montre un diagramme illustrant les étapes du procédé.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Pour des raisons de clarté de l'exposé, certaines éléments temporels ne sont pas représentés à l'échelle.
Sur la figure 1, on a représenté un calculateur 1 pour gérer un moteur à explosion, typiquement un moteur à combustion interne à essence.
L'exemple illustré est basé sur un moteur à quatre cylindres, mais le procédé peut tout aussi bien être appliqué à un moteur à trois cylindres, voire un moteur à six cylindres en ligne ou en V.
Il faut noter que l’invention pourrait être appliquée à un moteur fonctionnant au GPL ou Gaz de Pétrole Liquéfié, et plus généralement à tout moteur à combustion interne à allumage commandé.
Chacun des cylindres est équipé d'un injecteur de carburant avec un nez d’injection donnant directement dans la chambre de combustion : un injecteur 31 dans le premier cylindre CYLC1, un injecteur 32 dans le deuxième cylindre CYL C2, un injecteur 33 dans le troisième cylindre CYL C3, un injecteur 34 dans le quatrième cylindre CYL C4.
Sur le carter-cylindre 4 (autrement appelé « bloc-moteur »), est installé un capteur de cliquetis 2, relié par un câble, en général blindé au calculateur moteur. Ce capteur est un capteur acoustique, de préférence de type piézoélectrique ; il est configuré pour être sensible aux vibrations produites dans le carter-cylindre. On note que le bloc moteur 4 peut être en fonte ou en alliage d'aluminium.
Sur l'exemple illustré, le carter-cylindre est équipé d'un seul capteur acoustique de cliquetis, mais il pourrait y en avoir plusieurs ; dans le cas des moteurs à deux rangées de cylindres comme par exemple les moteurs à six cylindres en V ou V6 ou à huit cylindres en V ou V8, il y a au moins deux capteurs de cliquetis, un par rangée de cylindres.
Comme connu en soi, le fonctionnement du moteur est basé sur une séquence ordonnée de temps (admission, compression, explosion, échappement) pour chacun des cylindres, l'ordre successif des cylindres étant donné par construction. Dans l'exemple illustré du moteur à quatre cylindres, l'ordre habituel d'allumage est CYL C1 -CYL C3-CYL C4-CYL C2.
Comme connu en soi, la position angulaire du vilebrequin (repérée génériquement par φ) est connue grâce à une cible codée ou dentée 14, avec un capteur 11 de position du volant moteur.
On illustre à la figure 2 un chronogramme qui montre en bas une portion temporelle centrée sur l'explosion du cylindre N (CYL N) et qui montre en haut la phase d'injection d'essence sur le cylindre suivant dans la séquence repéré cylindre N+1.
Sur le cylindre N+1, un signal électrique 36 commandé par le calculateur provoque l'ouverture de l'injecteur à la position angulaire φθρ et la fermeture de l'injecteur à la position angulaire cpCI. Cette fermeture provoque des ondes acoustiques, autrement dit un bruit qui va se propager dans l'ensemble du carter-cylindre. Comme déjà mentionné en introduction, le bruit de cette fermeture peut coïncider temporellement avec la fenêtre d'observation WS du cliquetis sur le cylindre N.
Cette fenêtre d'observation commence à la position angulaire WS1 et se termine à la position angulaire WS2. Le début WS1 de la fenêtre d'observation et la fin WS2 de la fenêtre d'observation WS font l'objet d'une calibration préexistante, connue en soi non décrite en détail ici.
Selon la commande 36,37 dictée par le point de fonctionnement moteur (cartographié), le bruit de la fermeture injecteur peut tomber juste avant la fenêtre d'observation (repère 5), il peut tomber à cheval sur le début de la fenêtre d'observation (repère 51), il peut tomber totalement dedans la fenêtre d'observation (repères 52); il peut tomber à cheval sur la fin la fenêtre d'observation (repère 53) ou après la fenêtre d'observation (repère 54).
Il faut remarquer que sur la figure 2, les abscisses représentent des angles de position vilebrequin, ce qui correspond aussi au temps qui passe moyennant la prise en compte du facteur régime moteur (noté RPM dans la suite).
On comprend que le bruit de fermeture de l'injecteur du cylindre N+1 peut donc représenter un bruit parasite pour l'observation du cliquetis sur le cylindre N.
Ce bruit a une durée connue, de l'ordre de la milliseconde, la durée notée Tbr est portée de préférence dans un paramètre de calibration. Il n'est pas exclu d'avoir une durée spécifique par cylindre.
Une autre caractéristique importante pour la suite est la connaissance du temps de transmission du bruit à partir de sa source jusqu'au capteur de cliquetis 2. Ce temps de transmission est noté Ttr. On comprend, à l'aune de la figure 1, que les temps de transmission Ttr suivant chaque cylindre sont différents voire très différents, du fait notamment des distances différentes.
Par conséquent, il est prévu de stocker un ensemble de paramètres de temps de transmission, préférentiellement un paramètre pour chaque couple (cylindre en fin d’injection, cylindre en cours d'explosion). Dans l'exemple illustré, on peut se limiter à quatre paramètres ; mais on peut avoir un paramétrage plus complexe notamment si on utilise un second capteur de cliquetis.
Les inventeurs ont remarqué que le bruit de fermeture injection est connu et répétable ; la durée de ce bruit et le temps de transmission pour qu'il arrive jusqu'au capteur de cliquetis sont des paramètres simples connus à l'avance.
En revanche, ce qui n'est pas connu à l'avance mais qui est déterminé en temps réel à chaque cycle d'injection dans un cylindre, c'est la position angulaire φΟΙ correspondant au moment de fermeture d'injecteur. Cette donnée est calculée en temps réel à partir d'une calibration complexe préexistante (déjà disponible pour le fonctionnement conventionnel du moteur).
Lorsque le bruit injecteur coïncide partiellement ou totalement avec la fenêtre d'observation du cliquetis, cela engendre un accroissement qui n’est pas souhaité du niveau de bruit dans la gamme de fréquences d'intérêt (c'est-à-dire dans la bande [5 kHz-25 kHz]).
Les inventeurs ont astucieusement proposé d'utiliser une courbe de correction de gain 7 pour réduire fortement les effets de cet accroissement indésirable.
Cette courbe de correction de gain permet de choisir, en fonction de l'angle auquel se produit la fermeture de l'injecteur, un gain G ajusté en temps réel entre la valeur de base 1 est une valeur de gain où la réduction est la plus forte à savoir Gin.
Comme illustré à la figure 3, la définition de la courbe de correction repose sur la détermination de quatre points angulaires (A, B, C, D).
On voit que cette courbe de correction prend la valeur unité (c'est-à-dire 1) avant un premier point angulaire noté A (segment 71). Ceci correspond au cas où la fermeture d'injecteur provoque un bruit dont les effets se situent intégralement avant la fenêtre d'observation WS. Cette courbe de correction prend également la valeur 1 après un quatrième point angulaire noté D (segment 75). Ceci correspond au cas où la fermeture d'injecteur provoque un bruit dont les effets se situent intégralement après la fenêtre d'observation WS.
On voit que cette courbe de correction prend la valeur notée Gin entre le deuxième point angulaire noté B et le troisième point angulaire noté C. Dans ce segment repéré 73, la courbe forme un plateau prenant la valeur Gin.
Nous verrons plus loin comment est déterminée la valeur de calibration Gin.
Entre le premier point angulaire noté A et le deuxième point angulaire noté B, la courbe 7 est rectiligne 72, autrement dit il s'agit d'une interpolation linéaire entre les premier et deuxième points angulaires. De même entre le troisième point angulaire noté C et le quatrième point angulaire noté D, la courbe 7 est rectiligne 74, autrement dit il s'agit d'une interpolation linéaire entre les troisième et quatrième points angulaires.
Bien entendu, au lieu d'une interpolation linéaire, on pourrait avoir une fonction différente qui prenne en compte la dissymétrie du bruit par exemple une différence de puissance entre le début et la fin du bruit.
Sur la figure 3, on a représenté une autre instance de courbe de correction de gain en trait mixte avec le repère 7’. Il faut en effet noter qu'à chaque cycle moteur, les bornes WS1, WS2 de la fenêtre d'observation peuvent bouger ainsi que le régime moteur RPM. Autrement dit on fait le calcul en temps réel à chaque cycle d'explosion sur un des cylindre.
La figure 4 illustre la table de calibration qui permet d'obtenir la valeur Gin en fonction du point de fonctionnement moteur ; il s'agit d'une calibration 6 en deux dimensions, à savoir on obtient une valeur scalaire Gin dans un espace à deux dimensions à savoir charge moteur CHGMOT, et régime moteur RPM. Ce type de calibration est très courant et donc non détaillé plus avant ici.
On remarque tout d'abord que les valeurs de Gin sont toujours inférieures ou égales à 1 ; par ailleurs, dans l'exemple illustré, les valeurs Gin sont comprises entre 0,25 et 1, ce qui permet d'aller jusqu'à un facteur de réduction de quatre pour atténuer le bruit parasite présent totalement dans la fenêtre observation WS. Des valeurs plus basses pour Gin ne sont pas pour autant exclues.
La courbe de correction de gain peut donc être définie très simplement par les quatre points de définition avec leurs abscisses et leurs ordonnées A(Xa, 1), B(Xb, Gin), C(Xc, Gin) et D(Xd, 1).
Pour calculer les quatre abscisses d'intérêt, on applique les formules suivantes avec RPM exprimé en tours par minute, Tbr et Ttr exprimés en seconde, et les autres valeurs étant exprimées en degrés de rotation du vilebrequin :
Xa = WS1 - (Tbr + Ttr)*6*RPM Xb = WS1 - (Ttr)*6*RPM Xc = WS2 - (Tbr + Ttr)*6*RPM Xd = WS2 - (Ttr)*6*RPM
Sur la figure 5, sont illustrés le calcul de Gin qui fait appel aux données charge moteur CHGMOT, et régime moteur RPM ; au-dessus se trouve le bloc de calcul des quatre abscisses Xn comme illustré ci-dessus ; le bloc repéré 16 positionne l'angle de fin d'injection cpCI sur la courbe de correction de gain et identifie le gain G instantané à utiliser pour les corrections du cycle d'observation de cliquetis en cours.
Le score de bruit brut constaté noté Bi est multiplié par le gain instantané G, ce qui donne un score de bruit corrigé noté KNK SCORE CORR.
Il faut noter que le seuil de référence utilisé en l'absence de bruit, est ici corrigé de manière à conserver une sensibilité suffisante.
On fonctionne alors avec un seuil corrigé KNK SEUIL CORR (KSC en bref) qui forme le seuil de décision de cliquetis et qui est déterminé par la formule :
KSC = G*KS + 1 - G, dans laquelle KS représente le seuil conventionnel d'absence de bruit. Ce seuil conventionnel KS n'est généralement pas une valeur absolue ; il s'agit d'un multiple de la valeur moyenne glissante du bruit constaté en l'absence de cliquetis, par exemple trois fois la valeur moyenne glissante du bruit constaté en l'absence de cliquetis.
La décision de correction d'avance à l’allumage se prend au final sur la comparaison entre le score de bruit corrigé KNK SCORE CORR et le seuil de décision corrigé KNK SEUIL CORR (KSC).
La figure 6 illustre les différentes étapes du procédé, à savoir la mise en forme 5 et numérisation 82 qui transforme les signaux analogiques 20 en données numériques 22 ; le bloc de filtrage passe bande 84 qui fournit des signaux numériques filtrés 24 à partir desquelles est calculé le score de bruit brut Bi mentionné ci-dessus ; le bloc de correction de gain 86 a été détaillé ci-dessus ; il fournit un score de bruit corrigé ;
le bloc de comparaison 88 fournit une proposition de correction d'avance d'allumage 90.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé pour gérer du cliquetis dans un cylindre d’un moteur à combustion interne, le procédé étant mis en œuvre dans un système comprenant au moins un capteur acoustique (2) et un calculateur (1), le procédé étant destiné à prendre en compte une pollution acoustique provenant d'un bruit parasite (5) répétable connu et de position temporelle variable, le procédé comprenant :• mettre en forme et numériser (82) les signaux (20) en provenance du capteur acoustique, • appliquer un filtre passe bande (84) pour ne conserver que la gamme de fréquences d’intérêt pour le cliquetis, dans un bruit filtré (24), • déterminer une fonction de correction (86) à gain ajustable utilisant une courbe de correction de gain (7), destinée à diminuer l’influence du bruit parasite, • déterminer, en fonction de la position angulaire de fin d'injection, le point de courbe de correction de gain à utiliser pour transformer le bruit filtré en score de cliquetis corrigé, • comparer (88) un score de cliquetis corrigé ainsi obtenu à un seuil de décision de cliquetis, • en déduire (90) une valeur de correction d'avance d'allumage à appliquer au prochain cycle, caractérisé en ce que la courbe de correction de gain est définie par une valeur de calibration (Gin) et quatre points angulaires (A, B, C, D), lesdits quatre points angulaires étant obtenus par calcul, à partir des positions de début et fin (WS1, WS2) de la fenêtre d’observation de cliquetis et au moins d'une caractéristique connue du bruit.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le calcul des quatre points angulaires est effectué à partir d'une caractéristique de durée de bruit (Tbr) et d'une caractéristique de temps de transmission (Ttr) de bruit vers le capteur acoustique (2), ces deux valeurs étant prises comme caractéristiques connues du bruit.
- 3. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel le bruit parasite est un bruit de fermeture d’injecteur.
- 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le temps de transmission (Ttr) du bruit est issu d’un ensemble de paramètres de temps de transmission, un paramètre pour chaque couple (cylindre en fin d’injection, cylindre en cours d'explosion).
- 5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la valeur de calibration (Gin) représente le plateau bas de la courbe de correction de gain entre les deuxième et troisième points angulaires (B, C), et la courbe de correction de gain prend la valeur 1 pour les points antérieurs au premier point angulaire (A) et pour les points postérieurs au quatrième point angulaire (D).
- 6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel on utilise, pour calibrer la valeur de calibration (Gin), une calibration simple (6) à deux dimensions selon la charge moteur et le régime moteur.
- 7. Procédé selon la revendication 2, dans lequel on calcule les quatre points angulaires (Xa, Xb, Xc, Xd) comme suit :Xa = WS1 - (Tbr + Ttr)*6*RPM Xb = WS1 - (Ttr)*6*RPM Xc = WS2 - (Tbr + Ttr)*6*RPM Xd = WS2 - (Ttr)*6*RPM,- WS1 et WS2 représentant respectivement les positions de début et de fin de la fenêtre d’observation de cliquetis, exprimées en degrés de rotation du vilebrequin,- Tbr représentant une caractéristique de durée de bruit exprimée en seconde,- Ttr représentant une caractéristique de temps de transmission de bruit vers le capteur acoustique exprimée en seconde,RPM représentant le régime moteur exprimé en tours par minute.
- 8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le seuil de décision de cliquetis (KSC) est déterminé par l’expression : KSC = G*KS + 1 - G,- KS représentant le seuil en l'absence de bruit, et- G représentant la valeur sur la courbe de correction au point de l'angle de fermeture de l'injecteur.
- 9. Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il est effectué en temps réel, pour chaque cylindre et à chaque cycle.
- 10. Système pour gérer du cliquetis dans un cylindre d’un moteur à combustion interne, le système comprenant au moins un capteur acoustique, un calculateur caractérisé en ce qu’il est configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications 1 à 9.1/3CYLC1CYL C2CYL C3CYL C42/3
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1752457A FR3064310B1 (fr) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Procede pour evaluer du cliquetis dans un moteur a combustion interne a allumage commande |
| CN201880020443.3A CN110475958B (zh) | 2017-03-24 | 2018-03-14 | 用于管理受控点火内燃发动机中的爆震的方法 |
| US16/489,020 US10871113B2 (en) | 2017-03-24 | 2018-03-14 | Method for managing pinking in a controlled-ignition internal combustion engine |
| PCT/FR2018/050607 WO2018172665A1 (fr) | 2017-03-24 | 2018-03-14 | Procédé pour gérer du cliquetis dans un moteur à combustion interne à allumage commandé |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1752457A FR3064310B1 (fr) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Procede pour evaluer du cliquetis dans un moteur a combustion interne a allumage commande |
| FR1752457 | 2017-03-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3064310A1 true FR3064310A1 (fr) | 2018-09-28 |
| FR3064310B1 FR3064310B1 (fr) | 2021-04-16 |
Family
ID=58993066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1752457A Active FR3064310B1 (fr) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Procede pour evaluer du cliquetis dans un moteur a combustion interne a allumage commande |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10871113B2 (fr) |
| CN (1) | CN110475958B (fr) |
| FR (1) | FR3064310B1 (fr) |
| WO (1) | WO2018172665A1 (fr) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT522890B1 (de) * | 2019-10-07 | 2021-03-15 | Avl List Gmbh | Verfahren und Prüfstand zur Klopfkalibrierung eines Verbrennungsmotors |
| KR20210135765A (ko) * | 2020-05-06 | 2021-11-16 | 현대자동차주식회사 | 차량용 엔진의 노킹 감지 방법 |
| CN113915039B (zh) * | 2021-10-11 | 2023-05-23 | 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 | 爆震自适应方法及系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003040677A1 (fr) * | 2001-11-06 | 2003-05-15 | Robert Bosch Gmbh | Procede et dispositif de suppression du bruit parasite lors de la detection des cognements dans un moteur a combustion interne |
| WO2005031137A1 (fr) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Procede de quantification d'une preinjection dans le systeme d'injection de carburant d'un moteur a combustion interne et dispositif correspondant |
| EP1840361A1 (fr) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | Wärtsilä Schweiz AG | Dispositif de détection d'un déroulement de signal d'un bruit |
| EP2339313A1 (fr) * | 2009-12-22 | 2011-06-29 | Nissan Motor Co., Ltd. | Dispositif et procédé permettant de déterminer un choc dans un moteur à combustion interne |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4103769B2 (ja) * | 2003-10-23 | 2008-06-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP5762021B2 (ja) | 2011-01-31 | 2015-08-12 | 三菱電機株式会社 | エンジンのノック制御装置 |
| US8977475B2 (en) * | 2012-04-24 | 2015-03-10 | Cummins Inc. | Control system for a model-based knock suppression system using a multiple actuation strategy |
| US9945303B2 (en) * | 2013-05-07 | 2018-04-17 | Sem Ab | System and method for controlling the performance of an engine |
| WO2015071686A1 (fr) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | Sentec Ltd | Unité de commande pour un injecteur de carburant |
-
2017
- 2017-03-24 FR FR1752457A patent/FR3064310B1/fr active Active
-
2018
- 2018-03-14 US US16/489,020 patent/US10871113B2/en active Active
- 2018-03-14 CN CN201880020443.3A patent/CN110475958B/zh active Active
- 2018-03-14 WO PCT/FR2018/050607 patent/WO2018172665A1/fr active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003040677A1 (fr) * | 2001-11-06 | 2003-05-15 | Robert Bosch Gmbh | Procede et dispositif de suppression du bruit parasite lors de la detection des cognements dans un moteur a combustion interne |
| WO2005031137A1 (fr) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Procede de quantification d'une preinjection dans le systeme d'injection de carburant d'un moteur a combustion interne et dispositif correspondant |
| EP1840361A1 (fr) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | Wärtsilä Schweiz AG | Dispositif de détection d'un déroulement de signal d'un bruit |
| EP2339313A1 (fr) * | 2009-12-22 | 2011-06-29 | Nissan Motor Co., Ltd. | Dispositif et procédé permettant de déterminer un choc dans un moteur à combustion interne |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10871113B2 (en) | 2020-12-22 |
| CN110475958A (zh) | 2019-11-19 |
| FR3064310B1 (fr) | 2021-04-16 |
| US20200003136A1 (en) | 2020-01-02 |
| CN110475958B (zh) | 2022-05-31 |
| WO2018172665A1 (fr) | 2018-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2905142A1 (fr) | Methode d'estimation en temps reel d'indicateurs de l'etat de la combustion d'un moteur a combustion interne | |
| US7200487B2 (en) | System and method for processing an accelerometer signal to assist in combustion quality control in an internal combustion engine | |
| FR2898411A1 (fr) | Methode d'estimation en temps reel de parametres de combustion moteur a partir de signaux vibratoires | |
| FR2739414A1 (fr) | Procede et dispositif pour commander un moteur a combustion interne | |
| FR3064310A1 (fr) | Procede pour evaluer du cliquetis dans un moteur a combustion interne a allumage commande | |
| FR2905412A1 (fr) | Procede de gestion d'un moteur a combustion interne | |
| WO2009083492A1 (fr) | Procede pour produire un signal de synchronisation du cycle de fonctionnement d'un moteur a combustion interne | |
| FR2878574A1 (fr) | Procede de gestion d'un moteur a combustion interne a plusieurs cylindres | |
| FR2887300A1 (fr) | Procede et dispositif de gestion d'un moteur a combustion interne | |
| EP2530446B1 (fr) | Méthode d'estimation de l'intensité du cliquetis d'un moteur à combustion interne par inversion d'une equation d'onde | |
| AU2005306541B2 (en) | System and method for processing an accelerometer signal to assist in combustion quality control in an internal combustion engine | |
| FR2949511A1 (fr) | Methode d'estimation de l'intensite du cliquetis d'un moteur a combustion interne | |
| FR2904660A1 (fr) | Determination d'un debut de combustion dans un moteur a combustion interne | |
| FR2878904A1 (fr) | Procede et dispositif de surveillance et de commande d'un moteur a combustion interne | |
| EP0029374B1 (fr) | Générateur de signal de correction d'angle d'avance à l'allumage sous l'action de cliquetis | |
| JP6203896B1 (ja) | 内燃機関のノッキング検出装置 | |
| EP4028657B1 (fr) | Détermination de caractéristiques d'ouverture d'un injecteur de carburant | |
| FR3074526B1 (fr) | Procede de synchronisation d'un moteur thermique | |
| FR3090047A1 (fr) | Procédé de détection d’une combustion cliquetis dans un moteur | |
| FR2904044A1 (fr) | Procede de commande d'un moteur comprenant une etape amelioree de detection du debut d'une combustion. | |
| EP2150795B1 (fr) | Procede de calibrage de l'offset d'un signal issu d'un capteur de pression dans une chambre de combustion | |
| JP2024000106A (ja) | 内燃機関の失火判定装置 | |
| FR2821887A1 (fr) | Procede de detection de la phase du cycle d'un moteur a combustion interne a nombre de cylindres impair | |
| FR3128490A1 (fr) | Procédé d’estimation de la pression atmosphérique pour un moteur à combustion interne | |
| JP2017190767A (ja) | 内燃機関のノッキング検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20180928 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| TP | Transmission of property |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE, FR Effective date: 20210309 Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, DE Effective date: 20210309 |
|
| CA | Change of address |
Effective date: 20220103 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |