FR3117541A1 - Procédé et système de diagnostic d’une distribution variable d’un moteur à combustion variable équipant un véhicule automobile - Google Patents

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Abstract

Procédé de diagnostic d’une distribution variable d’un moteur à combustion variable équipant un véhicule automobile, comprenant une sonde de richesse à l’échappement et une unité de commande électronique de la richesse à l’échappement en fonction de l’écart de richesse entre une consigne et une mesure de richesse à l’échappement, comprenant les étapes suivantes : on détermine l’existence d’une requête de changement de la loi de commande de la distribution variable d’une première loi vers une deuxième loi, on détermine une première durée égale à la durée écoulée depuis l’émission de la requête de changement de la loi de commande, lorsque la première durée est égale ou supérieure à une première durée prédéfinie, on détermine si la valeur absolue de l’écart de richesse est inférieure à un seuil, si tel est le cas, on considère que la distribution variable fonctionne correctement, si tel n’est pas le cas, on détermine une deuxième durée égale à la durée écoulée depuis l’émission de la requête de changement de la loi de commande jusqu’au moment où la valeur absolue de l’écart de richesse devient inférieure à un seuil prédéterminé, puis on détermine si la deuxième durée écoulée est inférieure à une deuxième durée prédéterminée, si tel est le cas, on conclut que la distribution variable est trop lente, si tel n’est pas le cas ou si la valeur absolue de l’écart de richesse reste supérieure ou égale au seuil prédéterminé, on conclut que la distribution variable est bloquée. Figure pour l’abrégé : Pas de figure

Description

Procédé et système de diagnostic d’une distribution variable d’un moteur à combustion variable équipant un véhicule automobile
L’invention a pour domaine technique la commande des moteurs à combustion interne munis d’un système de distribution variable, en particulier le diagnostic de tels systèmes de distribution variable.
On rappelle qu’un système de distribution variable VVL (acronyme anglophone pour « variable valve lift ») comprend au moins deux lois de levée distinctes des soupapes d’admission du moteur.
La distribution variable est une technologie qui permet, quand elle s’applique à l’admission, d’obtenir un couple important à bas régime, une forte puissance à haut régime, un meilleur rendement autorisant le fonctionnement du moteur en cycle d’Atkinson et la diminution des pertes par pompage, d’où diminution de la consommation, à charge partielle) et de moindres émissions polluantes.
Le passage d’une loi de levée à un autre est généralement guidé par un changement de mode de fonctionnement d’un véhicule, par exemple pour passer d’un mode de fonctionnement transitoire à un mode de fonctionnement stationnaire.
Certaines normes de diagnostic embarqué OBD (acronyme anglophone pour « On-Board Diagnostic ») telles que la norme US MY2016, exigent le diagnostic d’une bonne réalisation de la levée de soupapes et du temps de réponse associé.
Il existe un besoin pour un procédé permettant de répondre à l’attente de telles normes, et permettant, plus généralement, de diagnostique le temps de réponse d’une distribution variable lors du passage d’une loi à une autre.
Etat de la technique antérieure
De l’état de la technique antérieure, on connait les documents suivants.
Le document EP1880087BA divulgue un système continu, apte à faire varier la hauteur de la levée d’une soupape du moteur.
Le document US2003/0121484A1 divulgue un système de distribution variable VVL continu apte à faire varier la hauteur de la levée et en outre le phasage de la levée d’une soupape.
Le document WO2017/116917A1 divulgue un système de distribution variable VVL discret apte à faire varier la hauteur de levée et le phasage d’une soupape d’admission.
L’invention a pour objet un procédé de diagnostic d’une distribution variable d’un moteur à combustion variable équipant un véhicule automobile, comprenant une sonde de richesse à l’échappement et une unité de commande électronique configurée pour commander la richesse à l’échappement en fonction de l’écart de richesse entre une consigne et une mesure de richesse à l’échappement, comprenant les étapes suivantes :
on détermine l’existence d’une requête de changement de la loi de commande de la distribution variable d’une première loi vers une deuxième loi,
on détermine une première durée égale à la durée écoulée depuis l’émission de la requête de changement de la loi de commande,
lorsque la première durée est égale ou supérieure à une première durée prédéfinie, on détermine si la valeur absolue de l’écart de richesse est inférieure à un seuil,
si tel est le cas, on considère que la distribution variable fonctionne correctement,
si tel n’est pas le cas, on considère que la distribution variable ne fonctionne pas correctement, on détermine alors une deuxième durée égale à la durée écoulée depuis l’émission de la requête de changement de la loi de commande jusqu’au moment où la valeur absolue de l’écart de richesse devient inférieure à un seuil prédéterminé, puis on détermine si la deuxième durée écoulée est inférieure à une deuxième durée prédéterminée.
si tel est le cas, on conclut que la distribution variable est trop lente,
si tel n’est pas le cas ou si la valeur absolue de l’écart de richesse reste supérieure ou égale au seuil prédéterminé, on conclut que la distribution variable est bloquée.
La première durée prédéterminée peut être au moins supérieure à la durée de basculement de loi de commande de la distribution variable depuis la première loi de commande.
La deuxième durée prédéterminée peut être au moins supérieure à la somme de la durée de basculement de loi de commande de la distribution variable depuis la première loi de commande et de la durée de réaction de la commande en boucle fermée de la richesse.
L’invention a également pour objet un système de diagnostic d’une distribution variable d’un moteur à combustion variable équipant un véhicule automobile, comprenant une sonde de richesse à l’échappement et une unité de commande électronique configurée pour commander la richesse à l’échappement en fonction de l’écart de richesse entre une consigne et une mesure de richesse à l’échappement, le système de diagnostic comprenant des moyens de calcul configurés pour réaliser les étapes du procédé de diagnostic tel que décrit ci-dessus.
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
illustre les principaux éléments d’un moteur à combustion interne muni d’une distribution variable, et
illustre les principales étapes d’un procédé de diagnostic selon l’invention.
Description détaillée
La illustre un moteur à combustion interne 10 muni d’un circuit de recirculation partielle des gaz d’échappement dit circuit EGR (acronyme anglophone « exhaust gaz recirculation ») 20, d’un turbocompresseur de suralimentation 30 et d’une distribution variable VVL (acronyme anglophone pour « variable valve lift », soupapes à levées variables) 14,15.
Plus précisément, le moteur 10 comprend au moins un cylindre 11 muni de soupapes d’admission 12 et de soupapes d’échappement 13 dont la levée est commandée respectivement par la distribution variable à l’admission 14 et par la distribution variable à l’échappement 15.
Les soupapes d’admission 12 sont reliées à un collecteur d’admission 16 muni d’une sonde de pression 16a et d’une sonde de température 16b.
Les soupapes d’échappement 13 sont reliées à un collecteur d’échappement 17 relié à la turbine 31 du turbocompresseur 30. La sortie de la turbine 31 est connectée à une conduite d’échappement 17a munie d’une sonde à oxygène 17b permettent de déterminer la richesse à l’échappement. La conduite d’échappement 17a peut être munie d’un ou plusieurs moyens de traitement des espèces polluantes. Une conduite 21 d’un circuit EGR 20 est piquée en amont de la mise à l’air libre de l’échappement. Le circuit EGR 20 comprend une vanne de débit EGR 22 permettant de commander le débit EGR et peut être muni d’un filtre et ou d’un échangeur thermique.
Le moteur 10 est muni d’une conduite d’admission d’air frais 40 comprenant une mise à l’air libre à l’une de ses extrémités, éventuellement au travers d’un filtre à air et est connectée par son autre extrémité au compresseur 32 du turbocompresseur 30. La conduite d’admission d’air frais 40 est également muni d’un débitmètre 41 et une vanne d’admission d’air frais 42. L’autre extrémité de la conduite 21 du circuit EGR est piquée sur la conduite d’admission d’air frais 40 en amont du compresseur 32 du turbocompresseur et en aval de la vanne d’admission d’air frais 42.
La sortie du compresseur 32 est connectée à une conduite d’admission 50 débouchant sur une vanne d’admission 51, connectée elle-même au collecteur d’admission 16. Un circuit de décharge muni d’une vanne à décharge 33 est disposé en parallèle du compresseur 32.
Bien que non illustré, les cylindres 11 sont munis d’injecteurs de carburant reliés par au moins une pompe à un réservoir de carburant.
Une unité de commande électronique 60 est reliée en entrée aux différents capteurs et sondes et en sortie aux différentes vannes et moyens de commande de sorte à pouvoir commander le moteur à combustion interne en fonction d’au moins un procédé de commande.
Alternativement, l’unité de commande électronique 60 comprend un système de commande selon l’invention.
Dans un mode de réalisation particulier, tel qu’illustré par la , le moteur est muni d’un turbocompresseur de suralimentation. Le circuit de suralimentation illustré comprend une recirculation partielle des gaz d’échappement à basse pression EGR BP (« exhaust gaz recirculation » en langue anglaise). Un tel circuit EGR BP est totalement optionnel.
Un moteur tel que décrit ci-dessus est commandé de façon conventionnelle en fonction de l’enfoncement de la pédale d’accélérateur par le conducteur. La distribution variable équipant le moteur est commandée par l’intermédiaire de lois de commande, associée chacune à un rendement volumétrique de remplissage des cylindres différent et à des durées de changement de loi de commande.
Les rendements volumétriques différents impliquent, des couples, consommation ou rejets polluants différents. Ainsi, en fonction d’un mode de conduite attendu du véhicule, l’une ou l’autre des lois de commande est activée.
Lors d’un changement de loi de commande, une phase préparatoire a lieu, durant laquelle la distribution variable et la commande du moteur préparent la transition vers la nouvelle loi de commande.
De même, lors du changement de loi de commande, la quantité d’air admise dans les cylindres peut changer, ce qui peut impliquer une correction de la quantité de carburant injectée afin de maintenir une consigne de richesse du mélange. Afin de diagnostiquer un problème de la distribution variable, le procédé de diagnostic selon l’invention analyse le comportement de la boucle de régulation de la richesse, qui est perturbée en cas de non concordance entre pression de collecteur et débit gazeux ayant lieu lors d’un défaut de la distribution variable. Lorsque la distribution variable fonctionne correctement, l’écart de richesse entre consigne et mesure s’annule dans un temps bref, dit durée de régulation. En cas de défaut, l’écart de richesse ne s’annule pas sous l’effet de l’action de la régulation de richesse ou s’annule trop lentement.
Le procédé de diagnostic d’une distribution variable 14,15 pour un moteur à combustion interne est illustré par la et comprend les étapes suivantes.
Au cours d’une première étape 101, on détermine l’existence d’une requête de changement de la loi de commande de la distribution variable 14,15 d’une première loi vers une deuxième loi.
Chaque loi est associée à un ensemble discret de positions des soupapes {A1,A2, … An} caractérisées par des rendements volumétriques η1, η2, … ηnde remplissage distincts.
Au cours de la deuxième étape 102, on détermine la durée écoulée depuis l’émission de la requête de changement de la loi de commande. On définit une première durée prédéterminée au moins supérieure à la somme de la durée de basculement de loi de commande de la distribution variable depuis la première loi de commande. Lorsque la durée écoulée depuis l’émission de la requête de changement de la loi de commande est égale ou supérieure à la première durée prédéfinie, on détermine si la valeur absolue de l’écart de richesse est inférieure à un seuil.
Si tel est le cas, le procédé se poursuit à l’étape 102a au cours de laquelle on considère que la distribution variable fonctionne correctement.
Si tel n’est pas le cas, on considère que la distribution variable ne fonctionne pas correctement. Le procédé se poursuit alors par une troisième étape 103.
Au cours de la troisième étape, on détermine la durée écoulée depuis l’émission de la requête de changement de la loi de commande jusqu’au moment où la valeur absolue de l’écart de richesse devient inférieure à un seuil prédéterminé. On détermine si la durée écoulée est inférieure à une deuxième durée prédéterminée. On définit la deuxième durée prédéterminée au moins supérieure à la somme de la durée de basculement de loi de commande de la distribution variable depuis la première loi de commande et de la durée de réaction de la commande en boucle fermée de la richesse.
Si tel est le cas, le procédé se poursuit à l’étape 103a au cours de laquelle on conclut que la distribution variable est trop lente.
Si la durée écoulée est supérieure ou égale à la deuxième durée prédéterminée ou si la valeur absolue de la correction de l’écart de richesse reste supérieure ou égale au seuil prédéterminé, le procédé se poursuit à l’étape 103b au cours de laquelle on conclut que la distribution variable est bloquée.

Claims (4)

  1. Procédé de diagnostic d’une distribution variable (14,15) d’un moteur à combustion variable équipant un véhicule automobile, comprenant une sonde de richesse à l’échappement (17b) et une unité de commande électronique (60) configurée pour commander la richesse à l’échappement en fonction de l’écart de richesse entre une consigne et une mesure de richesse à l’échappement, comprenant les étapes suivantes :
    on détermine l’existence d’une requête de changement de la loi de commande de la distribution variable (14,15) d’une première loi vers une deuxième loi,
    on détermine une première durée égale à la durée écoulée depuis l’émission de la requête de changement de la loi de commande,
    lorsque la première durée est égale ou supérieure à une première durée prédéfinie, on détermine si la valeur absolue de l’écart de richesse est inférieure à un seuil,
    si tel est le cas, on considère que la distribution variable (14,15) fonctionne correctement,
    si tel n’est pas le cas, on considère que la distribution variable (14,15) ne fonctionne pas correctement, on détermine alors une deuxième durée égale à la durée écoulée depuis l’émission de la requête de changement de la loi de commande jusqu’au moment où la valeur absolue de l’écart de richesse devient inférieure à un seuil prédéterminé, puis on détermine si la deuxième durée écoulée est inférieure à une deuxième durée prédéterminée.
    si tel est le cas, on conclut que la distribution variable est trop lente,
    si tel n’est pas le cas ou si la valeur absolue de l’écart de richesse reste supérieure ou égale au seuil prédéterminé, on conclut que la distribution variable est bloquée.
  2. Procédé de diagnostic selon la revendication 1, dans lequel la première durée prédéterminée est au moins supérieure à une durée de basculement de loi de commande de la distribution variable depuis la première loi de commande.
  3. Procédé de diagnostic selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la deuxième durée prédéterminée est au moins supérieure à la somme d’une durée de basculement de loi de commande de la distribution variable depuis la première loi de commande et d’une durée de réaction de la commande en boucle fermée de la richesse.
  4. Système de diagnostic d’une distribution variable (14,15) d’un moteur à combustion variable équipant un véhicule automobile, comprenant une sonde de richesse à l’échappement (17b) et une unité de commande électronique (60) configurée pour commander la richesse à l’échappement en fonction de l’écart de richesse entre une consigne et une mesure de richesse à l’échappement, le système de diagnostic comprenant des moyens de calcul configurés pour réaliser les étapes du procédé de diagnostic tel que revendiqué dans les revendications 1 à 3.
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