WO2012072896A1 - Procede pour estimer les caracteristiques de fonctionnement d'un moteur a combustion interne, notamment d'un vehicule automobile en particulier de type hybride - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé pour estimer les caractéristiques de fonctionnement d'un moteur à combustion interne (10), notamment pour véhicule automobile, ledit moteur entraînant au moins une machine électrique (16, 22). Selon l'invention, le procédé consiste : à mesurer au moins une grandeur mécanique de la machine électrique (16, 22); à estimer la valeur d'au moins un paramètre de sortie réalisé par cette machine à partir de la grandeur mesurée; à déterminer un état de fonctionnement du moteur à combustion interne à partir de l'estimation de la valeur du paramètre de sortie.

Description

Procédé pour estimer les caractéristiques de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, notamment d'un véhicule automobile en particulier de type hybride.

La présente invention se rapporte à un procédé pour estimer les caractéristiques de fonctionnement d'un moteur à combustion interne.

Elle concerne plus particulièrement mais non exclusivement un tel procédé pour un moteur à combustion interne d'un véhicule à propulsion hybride.

Comme cela est largement connu, un véhicule à propulsion hybride comporte un groupe motopropulseur qui utilise seul ou en combinaison, comme mode d'entraînement en traction/propulsion, un moteur thermique à combustion interne et/ou une machine électrique rotative alimentée par une source électrique, telle qu'une ou plusieurs batteries ou une génératrice électrique.

Cette combinaison a pour avantage d'optimiser les performances de ce véhicule, notamment en réduisant les émissions de polluants dans l'atmosphère et en diminuant la consommation en carburant.

Il est donc important de pouvoir contrôler le bon fonctionnement du moteur à combustion interne qui peut varier en fonction de facteurs extérieurs, tels que la variabilité de la composition du carburant et de son pouvoir calorifique, la modification de la pression de l'air d'admission pouvant varier notamment en fonction de l'altitude, la température de l'air d'admission,...

Habituellement, ce contrôle est réalisé aux travers de différents capteurs placés sur le moteur à combustion interne et reliés à une unité de calcul/commande, plus communément appelé calculateur moteur. Un tel contrôle comporte cependant des inconvénients non négligeables. En effet, qu'il s'agisse de paramètres d'entrée (par exemple le pouvoir calorifique du carburant), de paramètres de sortie (tel que le couple instantané produit par le moteur à combustion interne), ou de paramètres internes (comme la dérive ou le dysfonctionnement d'un injecteur), il existe des facteurs influençant le fonctionnement du moteur à combustion interne que les capteurs habituellement utilisés ne permettent pas de caractériser, ou en tout cas pas de manière suffisamment précise. Ainsi, la présente invention se propose de remédier aux inconvénients précités en utilisant de manière simple et fiable des mesures de grandeurs mécaniques de la machine électrique pour obtenir des informations précises et fiables sur le fonctionnement du moteur à combustion interne. L'avantage de la présente invention est d'utiliser une machine électrique et son électronique de pilotage pour accéder à de nouvelles informations sur le moteur ou pour connaître certaines informations de ce moteur avec une précision améliorée par rapport à celles qui existent dans l'état de l'art. Ceci permet de mieux caractériser le fonctionnement du moteur à combustion interne, et par la suite d'optimiser ce fonctionnement en agissant sur les paramètres de commande.

Pour cela, la présente invention concerne un procédé pour estimer les caractéristiques de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile, ledit moteur entraînant au moins une machine électrique, caractérisé en ce qu'il consiste :

- à mesurer au moins une grandeur mécanique de la machine électrique,

- à estimer la valeur d'au moins un paramètre de sortie réalisé par cette machine à partir de la grandeur mesurée,

- à déterminer un état de fonctionnement du moteur à combustion interne à partir de l'estimation de la valeur du paramètre de sortie. Le procédé peut consister à déterminer un dysfonctionnement du moteur à combustion interne lorsque la valeur 'du paramètre de sortie réalisé par la machine électrique est différente d'une valeur-seuil correspondant au paramètre de sortie nominal généré par ladite machine électrique.

Le procédé peut consister à mesurer la position angulaire de l'arbre tournant de la machine électrique.

Le procédé peut consister à estimer la valeur de la vitesse de rotation de sortie réalisé par la machine électrique à partir de la grandeur mécanique mesurée.

Le procédé peut consister à adapter au moins l'un des réglages du moteur à combustion interne pour obtenir le paramètre de sortie théorique de la machine électrique.

Le procédé peut consister à adapter au moins l'un des réglages d'injection de carburant dans le moteur à combustion interne. Le procédé peut consister à adapter au moins l'un des réglages d'admission dans le moteur à combustion interne.

Le procédé peut consister à émettre une information vers une unité de diagnostic embarqué pour signaler le dysfonctionnement du moteur.

Dans le cas où le moteur thermique et la machine électrique font partie d'un groupe motopropulseur pour véhicule automobile hybride, le procédé peut consister à utiliser un moteur électrique d'entraînement en tant que la machine électrique.

Dans le cas où le moteur thermique et la machine électrique font partie d'un groupe motopropulseur pour véhicule automobile hybride, le procédé peut consister à utiliser aussi une génératrice électrique en tant que la machine électrique.

Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître maintenant à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle sont annexées :

- la figure 1 qui est un schéma montrant une configuration, dite en série, du groupe motopropulseur d'un véhicule hybride selon l'invention,

- la figure 2 qui illustre une autre variante de configuration, dite série/parallèle, du groupe motopropulseur d'un véhicule hybride selon l'invention,

- la figure 3 qui montre une autre variante de configuration, dénommée hybride parallèle, du groupe motopropulseur d'un véhicule hybride selon l'invention et

- la figure 4 qui est une variante de la configuration série/parallèle du groupe motopropulseur d'un véhicule hybride de la figure 2.

En se rapportant à la figure 1 , la configuration montrée illustre une première disposition d'un groupe motopropulseur pour véhicule hybride.

Cette configuration, dite en série, se rapporte à un groupe motopropulseur dont les éléments constitutifs sont placés les uns à la suite des autres.

Plus précisément, ce groupe motopropulseur comprend un moteur à combustion interne 10 dont le vilebrequin 12 est relié à un arbre rotatif 14 d'une première machine électrique 16, ici une génératrice électrique, éventuellement au travers d'un accouplement à commande contrôlé 18 ou embrayage. Cette génératrice alimente des accumulateurs électriques 20, comme des batteries, qui peuvent fournir une alimentation électrique essentiellement à au moins une deuxième machine électrique 22, ici un moteur électrique d'entraînement. L'arbre tournant de ce moteur électrique, ici un rotor 24, est utilisé pour entraîner, directement ou indirectement au travers d'un différentiel porté par un essieu moteur (non représenté), les roues motrices 26 d'un véhicule automobile. Ce moteur comporte également des moyens d'alimentation directe ou indirecte du moteur en carburant 28 sous la forme d'injecteurs 30 reliés à un réservoir de carburant 32 par des conduites 34. Les réglages d'injection de ces injecteurs (quantité de carburant à injecter, moment d'injection dans le cycle,...) sont contrôlés par des moyens de commande 36 reliés à une unité de calcul 38 (ou calculateur-moteur) que comporte habituellement tout moteur.

De même, ce moteur comporte des moyens d'admission 40 d'un air extérieur, ici sous la forme d'un répartiteur d'admission, pour réaliser, avec le carburant injecté, un mélange carburé qui permet une combustion dans les chambres de combustion (non représentées) du moteur.

Par air extérieur, il est entendu, soit de l'air frais à pression ambiante ou suralimenté par tous moyens connus (turbocompresseur notamment), soit un mélange d'air frais et de gaz d'échappement recirculés.

Les réglages d'admission d'air sont gérés par des moyens de commandes 42 qui permettent d'agir sur la quantité d'air admise (tels que par un volet de type papillon, une vanne d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement, un dispositif de réglage de la suralimentation,...) ou des arbres à cames à levée et/ou étalement variables. Ces moyens de commandes sont également reliés au calculateur moteur 38.

Le groupe motopropulseur comprend également une unité de traitement 44, 44' qui, à partir de grandeurs physiques, tels que des grandeurs électriques et/ou mécaniques, relevées sur l'une ou l'autre des machines électriques, permettent d'estimer au moins un paramètre de sortie de cette machine. Dans le cas de la figure 1 , il est prévu de mesurer une grandeur mécanique dé cette génératrice, comme la position angulaire de l'arbre rotatif 14, à partir d'un capteur de position 48 placé en regard de ce rotor.

L'ensemble des mesures effectuées sur la génératrice est ensuite envoyé à l'unité 44 pour y être traité.

Bien entendu, une unité de traitement 44' (en traits pointillés sur la figure 1) peut être en rapport avec le moteur électrique d'entraînement 22 avec la mesure de grandeur mécanique à partir d'un capteur de position 48' placé en regard de son arbre rotatif 24.

Avantageusement, l'ensemble des capteurs de tension, courant... et l'unité de traitement peuvent être intégrés à l'onduleur de la machine électrique, qui a déjà besoin de tout ou partie de ces mesures pour ses boucles de régulation internes. Des conducteurs électriques relient les moyens de commande 36 et 42 au calculateur 38, le capteur 48 (48') à l'unité de traitement 44 (44'), et le calculateur 38 à cette unité de traitement.

Le calculateur 38 contient des tables ou des formules qui permettent de directement quantifier un état de fonctionnement du moteur à combustion interne (par exemple au niveau de son couple instantané ou de sa vitesse de rotation instantanée) à partir des paramètres de sortie du moteur électrique et/ou de la génératrice électrique.

Ce calculateur contient des tables ou des formules qui permettent également de déterminer des valeurs-seuils des paramètres nominaux de sortie du moteur électrique et/ou de la génératrice électrique.

Ces paramètres sont notamment la tension, l'intensité ou la puissance électrique absorbées par le moteur électrique 22 et/ou générées par la génératrice 16 et/ou la vitesse de rotation du rotor 24 de ce moteur électrique ou de l'arbre rotatif 14 de la génératrice.

Ces paramètres nominaux de sortie du moteur électrique et/ou de la génératrice électrique sont établis à partir d'un fonctionnement nominal du moteur à combustion interne avec une admission d'air extérieur nominale et une alimentation nominale en carburant. ⁽

Ainsi, pour évaluer le fonctionnement de ce moteur à combustion interne, le groupe motopropulseur est dans une disposition où ce moteur est en action en entraînant en rotation son vilebrequin 12. Ce vilebrequin entraîne, éventuellement au travers de l'accouplement 18, l'arbre rotatif 14 de la génératrice 16. Cette génératrice produit une source électrique qui alimente, dans le cas illustré de la figure 1 , essentiellement le moteur électrique 22. Cette alimentation électrique du moteur électrique génère la rotation du rotor 24 qui entraîne directement ou indirectement les roues motrices 26.

Pendant ce fonctionnement, l'unité de traitement 44 reçoit un signal représentatif de la position angulaire de l'arbre rotatif 14 de la génératrice électrique 16.

A partir de ce signal, l'unité 44 évalue la vitesse de rotation réalisée par l'arbre de cette génératrice moteur électrique.

La valeur de cette vitesse de rotation réalisée est ensuite envoyée au calculateur 38 pour être exploitée directement, sans notion de niveau nominal, pour déterminer un des états caractéristiques du moteur, comme au niveau de la vitesse instantanée du vilebrequin de ce moteur.

Cette valeur de la vitesse de rotation réalisée peut aussi être envoyée au calculateur 38 et y est comparée à la valeur de la vitesse de rotation nominale, dite valeur-seuil de rotation. Plus particulièrement dans le cas où le dispositif d'accouplement 18 est fermé (et en l'absence de réducteur entre les arbres 12 et 14), cette valeur est directement égale à la vitesse de rotation du moteur à combustion interne 0.

Pour cela, on utilise, soit le capteur 48, soit, dans le cas d'une machine sans capteur de position, une reconstruction logicielle de l'information de position calculée au sein de l'unité de contrôle 44 de la machine électrique.

Dans la suite de la description, on ne considère que le cas où le capteur

48 est présent, mais le cas d'une reconstruction logicielle est similaire. Comparativement aux capteurs habituellement utilisés pour déterminer la vitesse de rotation des moteurs à combustion internes, le capteur 48 qui délivre le signal de position angulaire de la machine électrique est de bien meilleure qualité. Il permet donc d'extraire une information plus riche sur la vitesse instantanée et les harmoniques fréquentielles de la rotation de l'arbre.

Le moteur à combustion interne 10 étant relié mécaniquement aux arbres 12 et 14 (éventuellement via l'accouplement 18), le capteur 48 caractérise finement la vitesse de rotation du moteur à combustion interne 0.

L'unité 44 est donc exploitée pour effectuer une analyse du signal de la vitesse de rotation obtenue via le capteur 48. Cette analyse exploite notamment : un fenêtrage particulier du signal, destiné à isoler certaines phases du cycle de combustion (par exemple la phase de combustion - détente); et un calcul du spectre fréquentiel du signal fenêtré, permettant d'extraire certaines harmoniques du signal, distinguées parmi les autres en ce qu'elles permettent de caractériser certains phénomènes de combustion du moteur à combustion interne 10.

Par exemple, le maximum de dégagement d'énergie au sein de la chambre de combustion du moteur à combustion interne, repérable par la forte intensité de certaines harmoniques caractéristiques de la vitesse de rotation du vilebrequin au début notamment de la phase de combustion/détente, peut être à la fois repéré dans le temps et quantifié en amplitude, ce qui donne deux informations essentielles pour caractériser le déroulement de la combustion de chaque cylindre.

Comme dans les autres cas de figures, si le maximum de dégagement d'énergie estimé par le moyen précédemment explicité a lieu trop tôt (respectivement trop tard) par rapport à la valeur nominale correspondant aux conditions de fonctionnement, le calculateur 38 peut corriger l'écart pour retarder (respectivement anticiper) le début de combustion, en agissant sur le moment d'injection ou sur le moment d'allumage selon la technologie du moteur à combustion.

De même, si le maximum de dégagement d'énergie estimé par le moyen précédemment explicité est trop intense (respectivement trop faible) par rapport à la valeur nominale correspondant aux conditions de fonctionnement, le calculateur 38 peut corriger l'écart pour réduire (respectivement augmenter) la vitesse de combustion, par exemple en augmentant (respectivement en réduisant) la quantité de gaz d'échappement recirculés, ou par exemple en adaptant les paramètres d'injection du carburant dans la chambre de combustion.

Ainsi, l'écart entre, d'une part, les caractéristiques de combustion observées par traitement du signal délivré par le capteur 48, et, d'autre part, les caractéristiques nominales renseignées dans le calculateur 38, peuvent déterminer un dysfonctionnement du moteur à combustion interne.

Cet écart peut provenir de la variation du pouvoir calorifique du carburant, dans le cas où il est supposé que l'on utilise un carburant avec une composition variable (additif, biocarburant,...).

Ce dysfonctionnement peut également provenir, dans le cas d'une utilisation d'un carburant nominal, de la dégradation des performances du moteur, pouvant résulter par exemple d'une quantité excessive de gaz d'échappement recirculés introduite à l'admission de ce moteur.

Après cette détermination du dysfonctionnement, le calculateur, soit envoie une alerte à l'ordinateur de bord, plus connu sous le terme de OBD (On

Board Diagnostic), pour signaler ce dysfonctionnement, soit procède à une séquence de corrections des réglages d'injection de carburant et/ou d'admission d'air du moteur à combustion interne.

Lors de cette séquence de correction et dans le cas d'une utilisation d'un carburant avec une composition variable, les réglages d'injection de carburant sont modifiés pour adapter la quantité de carburant injecté par cycle au couple demandé au moteur à combustion interne.

En effet, le couple produit par le moteur à combustion dépend, d'une part, de la quantité de carburant injectée à chaque cycle de fonctionnement du moteur à combustion interne (en une ou plusieurs injections pour chaque injecteur et pour chaque cycle), et, d'autre part, du pouvoir calorifique du carburant. Ainsi, pour un couple donné, une variation du pouvoir calorifique implique donc une variation de la quantité de carburant à injecter. Il y a donc nécessité d'adapter la quantité injectée au pouvoir calorifique du carburant pour obtenir le couple demandé, et cela en agissant sur au moins une des injections commandée à chaque injecteur et à chaque cycle.

Dans le cas où il est utilisé un carburant nominal (non soumis à des variations de composition), les réglages d'admission de ce moteur à combustion interne sont modifiés.

Dans le cas où la variation de puissance fournie par le moteur est imputable à une dérive de la recirculation des gaz d'échappement à l'admission, le système de régulation pilotant la vanne de recirculation peut être corrigé en compensant l'erreur commise au niveau de l'estimation de la quantité de gaz d'échappement recirculés à l'admission.

Le procédé décrit ci-dessus s'applique également à la mesure de grandeurs mécaniques du moteur électrique 22 en lieu et place de la génératrice électrique 22.

Comme précédemment mentionné, si la valeur est différente de la valeur- seuil, il est déterminé un dysfonctionnement du moteur à combustion interne par rapport à son fonctionnement nominal et il est alors entrepris les actions (alerte ou corrections) comme mentionnées plus haut.

On se rapporte maintenant à la figure 2 qui montre une variante de configuration, dite série/parallèle, du groupe motopropulseur d'un véhicule hybride.

Ce groupe motopropulseur comprend à partir du vilebrequin 12 du moteur à combustion interne 10, une première chaîne de transmission de mouvement CT1 aux roues 26, dite chaîne électrique, et, parallèlement à cette première chaîne, une deuxième chaîne de transmission de mouvement CT2 à ces mêmes roues, dite chaîne mécanique. La chaîne électrique CT1 se compose des mêmes éléments à la suite que ceux de la figure 1 avec l'embrayage 18 (éventuel), l'arbre rotatif 14 de la génératrice électrique 16, les batteries 20 et le moteur électrique d'entraînement 22 avec son rotor 24 pour l'entraînement des roues 26.

A partir d'un système de distribution de couple 50 à partir du vilebrequin 12, la chaîne mécanique CT2 comporte un arbre moteur 52, un arbre d'entrée 54 d'une transmission à variation de vitesse 56 (ou boîte de vitesse) relié à l'arbre moteur au travers d'un accouplement débrayable 58 et un arbre de sortie 60 de cette transmission à variation de vitesse qui est relié aux roues 26.

Le moteur à combustion interne 10, la chaîne électrique CT1 , et la chaîne mécanique CT2, échangent des efforts mécaniques entre eux au travers d'un système de distribution de couple 50, qui permet de transmettre tout ou partie du couple d'un élément vers un autre. Notamment, le moteur 10 peut entraîner à la fois la chaîne électrique CT1 et la chaîne mécanique CT2, ou la chaîne électrique peut entraîner la chaîne mécanique, ou inversement la chaîne mécanique peut entraîner la chaîne électrique, ou l'association du moteur 10 et de la chaîne électrique peut entraîner la chaîne mécanique. Le groupe motopropulseur comprend également une unité de traitement

44 qui, comme précédemment mentionné, permet d'estimer au moins un paramètre de sortie de la génératrice électrique et ce à partir de mesure de grandeurs mécaniques. Ces paramètres sont, à titre d'exemple, la vitesse de rotation nominale de l'arbre de rotation 14 de cette génératrice.

Il est ainsi prévu de mesurer une grandeur mécanique de cette génératrice, ici la position angulaire de son arbre rotatif 14, à partir d'un capteur de position 48 pour évaluer la vitesse de rotation de cet arbre rotatif. Dans cette variante, le calculateur 38 contient des tables et/ou des formules qui renferment des valeurs-seuils des paramètres rlominaux de sortie de la génératrice électrique.

Comme précédemment mentionné, ce calculateur contient aussi des tables ou des formules qui permettent de directement quantifier une des caractéristiques de fonctionnement du moteur à combustion interne à partir des paramètres de sortie de la génératrice électrique.

En fonctionnement, lorsque l'on souhaite déplacer le véhicule avec un couple important sur une grande plage de vitesses tout en limitant la génération de gaz d'échappement et de bruit, comme dans un site urbain, l'utilisation de la chaîne électrique est privilégiée. Lors d'utilisations où une puissance d'entraînement élevée et une grande autonomie de fonctionnement sont demandées, la chaîne mécanique est alors est utilisée pour entraîner les roues du véhicule. Enfin, l'utilisation simultanée des deux chaînes en parallèle constitue le cas le plus courant, dans lequel les unités de contrôle exploitent chaque chaîne pour tirer le meilleur parti de leurs avantages respectifs, et ainsi obtenir un fonctionnement d'ensemble optimisé. Dans le cas de l'utilisation de la chaîne électrique seule, l'accouplement 58 est en position débrayée en désolidarisant l'arbre moteur 52 de l'arbre d'entrée 54 de la transmission à variation de vitesse 56. Les roues 26 sont donc entraînées par le moteur électrique 22 avec une alimentation électrique provenant de la génératrice 16 dont l'arbre rotatif 14 est commandé en rotation par le vilebrequin 12.

On se retrouve ainsi dans une configuration où les roues 26 sont entraînées selon une disposition semblable à celle de la figure 1.

Pour estimer les caractéristiques de fonctionnement du moteur à combustion interne, l'unité de traitement 44 reçoit un signal représentatif de la position angulaire de l'arbre rotatif 14 pour évaluer la vitesse de rotation réalisée par cet arbre. Ce signal de vitesse de rotation est ensuite traité pour déduire de l'information sur le fonctionnement du moteur à combustion, comme décrit précédemment pour la figure 1.

Après comparaison de la valeur du signal, ou du résultat du traitement du signal, avec une valeur-seuil, et en cas d'écart entre les deux valeurs, ceci permet de déceler un dysfonctionnement du moteur à combustion interne par rapport à son fonctionnement nominal.

Comme pour l'exemple de la figure 1 , cette détermination de dysfonctionnement permet d'indiquer une alerte sur l'OBD ou de lancer des actions correctives tant au niveau des réglages de carburation qu'au niveau des réglages d'admission.

Pour un fonctionnement utilisant en parallèle la chaîne mécanique et la chaîne électrique pour entraîner les roues du véhicule, le mouvement de rotation du vilebrequin 12 est alors transmis, d'une part, à la génératrice 16 qui alimente le moteur électrique 22 et/ou les batteries 20, et, d'autre part, aux arbres moteur 52, d'entrée 54, de sortie 60 via l'accouplement 58 et des roues 26 au travers de la transmission à variation de vitesse 56. Dans ce type de fonctionnement, l'ensemble des flux d'énergie transitant au sein de la chaîne électrique se caractérise par les informations délivrées par les capteurs reliés aux bornes des machines et le flux d'énergie mécanique transitant par la chaîne mécanique n'est pas directement caractérisé par des capteurs.

Dans cette configuration de fonctionnement, l'unité de traitement 44 reçoit un signal représentatif de la position angulaire de l'arbre rotatif 14 de la génératrice fourni par le capteur 48.

De manière à estimer les caractéristiques de fonctionnement du moteur à combustion interne, il faut se limiter à un fonctionnement où la puissance mécanique fournie aux roues reste constante, ce qui a lieu notamment dans les conditions suivantes : le véhicule est à l'arrêt (vitesse nulle et accélération nulle) ; ou le véhicule fonctionne à vitesse stabilisée, sur un terrain de déclivité constante, cette dernière information pouvant être connue du calculateur notamment par l'intermédiaire d'un système de géo-localisation couplé à une cartographie avec relief des lieux. '

Dans le cas où le véhicule est à l'arrêt (vitesse nulle et accélération nulle) avec le moteur à combustion interne en marche, on se ramène au cas précédent décrit avec la figure 1 , puisque la chaîne mécanique CT2 ne transmet aucun couple ni aucun mouvement, et que sa présence ne modifie pas les observations qui peuvent être faites au niveau des machines électriques en vue de caractériser le fonctionnement du moteur à combustion.

Dans le cas où le véhicule fonctionne à vitesse stabilisé, sur un terrain de déclivité constante, la puissance fournie aux roues 26 est constante. Il en résulte que la somme des énergies transmises par les chaînes électriques CT1 et mécanique CT2 est constante.

Le calculateur 38 du moteur à combustion 10 enclenche alors une stratégie consistant à réduire (respectivement augmenter) d'une valeur prédéterminée la quantité de carburant injectée par cycle. Pour maintenir inchangée la vitesse véhicule, la chaîne électrique CT1 doit alors fournir (respectivement absorber) plus d'énergie en puisant sur (respectivement stockant dans) les réserves constituées par les batteries 20. L'énergie extraite (respectivement introduites) des batteries 20 est connue au travers des mesures de courant et de tension réalisées sur les machines électriques.

La variation d'énergie dans la chaîne électrique CT1 , quantifiée par les capteurs de cette chaîne, compense donc exactement la variation de quantité de carburant injectée par cycle. Il est donc possible de déterminer le pouvoir calorifique du carburant et qui est égal au ratio de ces deux variations.

On se ramène donc au cas précédemment décrit avec la figure , dans lequel les mesures effectuées sur la chaîne électrique permettent de détecter un certain état ou un dysfonctionnement du moteur à combustion, et en retour, de procéder à une séquence de corrections des réglages d'injection de carburant et/ou d'admission du moteur à combustion interne.

Dans une alternative, et cela quel que soit l'état de répartition des couples entre le moteur à combustion 10, la chaîne électrique CT1 , et la chaîne mécanique CT2, mais à la condition que la chaîne électrique CT1 soit bien entraînée en rotation par le moteur à combustion 10, des caractéristiques de fonctionnement du moteur à combustion interne peuvent être déterminées à partir de mesures effectuées sur les machines électriques.

Le moteur à combustion interne 10 étant relié mécaniquement aux arbres 12 et 14 (éventuellement via l'accouplement 18), le capteur 48 peut caractériser finement la vitesse de rotation du moteur à combustion interne 10, ce capteur délivrant un signal de bien meilleure qualité que ceux de même utilité et qui équipent habituellement les moteurs à combustion interne.

Comme dans le cas précédemment mentionné avec la figure 1 , l'unité 44 est exploitée pour effectuer une analyse du signal de la vitesse de rotation obtenue via la capteur 48 (basée notamment sur un fenêtrage et/ou un calcul de spectre de fréquences du signal) destiné à caractériser certains phénomènes de combustion du moteur à combustion interne 10.

Les résultats caractéristiques obtenus à partir de cette vitesse de rotation sont ensuite comparées aux valeur-seuils correspondant aux conditions de fonctionnement courantes. Comme dans les cas précédents, cette comparaison permet de détecter un éventuel dysfonctionnement du moteur à combustion interne, et le cas échéant, d'envoyer une alerte sur l'OBD et/ou de procéder à des actions correctives au niveau des réglages d'injection de carburant et/ou des réglages d'admission d'air.

La figure 3 illustre une configuration du groupe motopropulseur d'un véhicule hybride parallèle avec un moteur à combustion interne 10 dont le vilebrequin 12 est relié à un arbre rotatif 62 d'entraînement pour le moteur électrique 22 au travers de l'embrayage 18. Ce moteur électrique est alimenté électriquement par des accumulateurs électriques 20. Le rotor 24 de ce moteur électrique, qui est lié à l'arbre d'entraînement 62, est utilisé pour entraîner, au travers d'un embrayage 58, l'arbre d'entrée 54 d'une boîte de vitesse 56 dont l'arbre de sortie 60 entraîne, directement ou indirectement au travers d'un différentiel porté par un essieu moteur (non représenté), les roues motrices 26 du véhicule automobile.

Comme pour les exemples des figures 1 et 2, le moteur à combustion interne comporte des moyens d'alimentation directe ou indirecte en carburant 28 sous la forme d'injecteurs 30 reliés à un réservoir de carburant 32 et contrôlés par des moyens de commande 36 reliés à un calculateur 38, et des moyens d'admission d'un air extérieur 40 associés à leurs moyens de commandes 42.

Ce groupe motopropulseur comprend également une unité de traitement

44' qui, à partir de mesures de grandeurs mécaniques relevées sur le moteur électrique 22 permettent d'estimer au moins un paramètre de sortie de ce moteur électrique.

Comme mentionné en relation avec les figures 1 et 2, il est prévu de mesurer une grandeur mécanique de ce moteur, comme la position angulaire de l'arbre d'entraînement 62, à partir d'un capteur de position 48' placé en regard de cet arbre.

L'ensemble des mesures effectuées sur le moteur électrique est ensuite envoyé à l'unité 44' pour y être traité.

Suite à ce traitement, le procédé pour estimer les caractéristiques de fonctionnement d'un moteur à combustion interne est essentiellement le même que celui des figures 1 ou 2.

Dans la variante de la figure 4, il est montré une autre configuration du groupe motopropulseur d'un véhicule, dite série-parallèle.

Dans cette configuration, le groupe motopropulseur comprend un moteur à combustion interne 10 avec des moyens d'alimentation directe ou indirecte en carburant 28 (injecteurs 30 contrôlés par des moyens de commande 36 et réservoir de carburant 32), un calculateur 38, et des moyens d'admission d'un air extérieur 40 et leurs moyens de commandes 42.

Le vilebrequin 12 du moteur à combustion interne 10 est relié à un dispositif de variation de vitesse, ici sous la forme d'un train épicycloïdal 64, dont un arbre, ici un arbre de sortie, est relié à l'arbre tournant 14 de la génératrice 16 qui alimente des batteries 20. L'autre arbre du train épicycloïdal, qui peut être un arbre d'entrée ou de sortie, est relié à l'arbre d'entraînement 62 du moteur électrique 22, arbre d'entraînement qui est relié au rotor 24 de ce moteur. Comme pour les figures 1 et 2, ce rotor 24 est utilisé pour entraîner, directement ou indirectement les roues motrices 26 du véhicule automobile.

Le groupe motopropulseur comprend également une unité de traitement 44 (associé à la génératrice 16) ou 44' (associé au moteur électrique 22) qui, à partir de grandeurs mécaniques, relevées sur la génératrice ou le moteur électrique, permettent d'estimer au moins un paramètre de sortie de ces machines électriques.

Dans le cas de la figure 4, il est prévu de mesurer une grandeur mécanique de cette génératrice, comme la position angulaire de l'arbre rotatif 14, à partir d'un capteur de position 48 placé en regard de ce rotor.

L'ensemble des mesures effectuées sur la génératrice est ensuite envoyé à l'unité 44 pour y être traité.

Bien entendu, une unité de traitement 44' (en traits pointillés sur la figure 4) peut être en rapport avec le moteur électrique d'entraînement 22 avec la mesure de grandeur mécanique à partir d'un capteur de position 48' placé en regard de son arbre d'entraînement 62.

L'ensemble des mesures effectuées sur la génératrice ou le moteur électrique est ensuite envoyé à l'unité pour y être traité.

Suite à ce traitement, le procédé pour estimer les caractéristiques de fonctionnement d'un moteur à combustion interne est pour l'essentiel le même que celui des figures 1 ou 2.

Claims

REVENDICATIONS

1) Procédé pour estimer les caractéristiques de fonctionnement d'un moteur à combustion interne (10), notamment pour véhicule automobile, ledit moteur entraînant au moins une machine électrique (16, 22), caractérisé en ce qu'il consiste :

- à mesurer au moins une grandeur mécanique de la machine électrique (16, 22),

- à estimer la valeur d'au moins un paramètre de sortie réalisé par cette machine à partir de la grandeur mesurée,

- à déterminer un état de fonctionnement du moteur à combustion interne à partir de l'estimation de la valeur du paramètre de sortie.

2) Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer un dysfonctionnement du moteur à combustion interne lorsque la valeur du paramètre de sortie réalisé par la machine électrique (16, 22) est différente d'une valeur-seuil correspondant au paramètre de sortie nominal généré par ladite machine électrique. 3) Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer la position angulaire de l'arbre tournant (14, 24, 62) de la machine électrique (16, 22).

4) Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il consiste à estimer la valeur de la vitesse de rotation de sortie réalisé par la machine électrique (16, 22) à partir de la grandeur mécanique mesurée.

5) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à adapter au moins l'un des réglages du moteur à combustion interne pour obtenir le paramètre de sortie théorique de la machine électrique. 6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à adapter au moins l'un des réglages d'injection de carburant dané le moteur à combustion interne. 7) Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il consiste à adapter au moins l'un des réglages d'admission dans le moteur à combustion interne.

8) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à émettre une information vers une unité de diagnostic embarqué (OBD) pour signaler le dysfonctionnement du moteur.

9) Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moteur thermique et la machine électrique font partie d'un groupe motopropulseur pour véhicule automobile hybride, caractérisé en ce que la machine électrique est un moteur électrique d'entraînement (22).

10) Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le moteur thermique et la machine électrique font partie d'un groupe motopropulseur pour véhicule automobile hybride, caractérisé en ce que la machine électrique est une génératrice électrique ( 6).