WO2018172664A1 - Procédé de détection d'irrégularités de combustion d'une unité de type moteur à combustion interne couplée à une unité de propulsion électrique, d'un véhicule automobile hybride - Google Patents

Procédé de détection d'irrégularités de combustion d'une unité de type moteur à combustion interne couplée à une unité de propulsion électrique, d'un véhicule automobile hybride Download PDF

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pwie
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Stéphane Eloy
Nathalie RAUD
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Continental Automotive France
Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for detecting combustion irregularities of an internal combustion engine type unit, called a heat engine, coupled to an electric propulsion unit, called an electric motor, of a hybrid motor vehicle comprising a combustion engine unit.
  • control adapted to determine the respective powers to be provided by each of said engine and electric motor, and to deliver to the latter function setpoint data of these power distributions.
  • these setpoint data are calculated so that the operating point of the heat engine is optimal and corresponds to an optimal yield thereof leading to limit its consumption and the emission of pollutants.
  • the present invention aims at overcoming these disadvantages inherent to hybrid vehicles comprising a heat engine coupled to an electric motor, and its main objective is to provide a method for detecting the combustion irregularities of the combustion engine of such hybrid vehicles.
  • the invention provides a method for detecting combustion irregularities of a unit of the internal combustion engine type, called a heat engine, coupled to an electric propulsion unit, called an electric motor, of a hybrid motor vehicle.
  • a control unit adapted to determine the respective powers P h and Pwie to be supplied by each of said engine and electric motor, and to deliver to the latter reference data functions of these power distributions, and, according to the invention this process consists of:
  • this process consists of:
  • the method according to the invention therefore consists, in an execution command of a combustion irregularity detection diagnostic procedure, of reducing to a set value S2 the percentage% Pwie of the power supplied by the engine. electrical, this reduction being effected, either immediately when the% Pwie percentage of the power supplied by the electric motor is less than or equal to a threshold value S1, or forcibly, after a predetermined period T2 - T1 when said percentage% Pwie remains greater than said threshold value S1 during this period of time.
  • this method consists in reducing, during the course of these procedures, the power supplied by the electric motor so as to obtain an operating point of the engine / electric engine torque for which the operation of said electric motor is not likely to distort the results of the combustion irregularity detection diagnostics.
  • a solution consists in determining a threshold value, corresponding to a value of the percentage% Pwie of the power supplied by the electric motor, at least substantially equal to 10%.
  • This parameterizable setpoint can be selected over a range of values between:
  • ⁇ value for which, in particular, the reliability of the diagnostic procedures for the detection of irregularities of combustion is optimal, but the risks of over-emission of pollutants are increased in the event of an evolution of the setpoint data during the course of the procedures diagnosis
  • This reference value S2 can also be advantageously selected so as to have a value at least substantially equal to the threshold value S1.
  • the launches of the irregularity detection diagnostic procedures are periodically controlled with a predetermined period T1.
  • FIG. 1 is a diagrammatic plan view of a hybrid vehicle for carrying out the method according to the invention for detecting combustion irregularities of a heat engine
  • FIG. 2 represents a logic diagram of an example of this detection method.
  • the method according to the invention is used for the detection of combustion irregularities of an engine thermal Mth mounted in a hybrid vehicle V shown in Figure 1, comprising an electric motor Me coupled to said engine by a system Ac transmission of engine torque.
  • This hybrid vehicle V comprises a first DC voltage source 1 integrated in a primary circuit comprising a DC / AC 2 converter for supplying the electric motor Me.
  • This hybrid vehicle V also comprises a secondary circuit connected to the primary circuit via a DC / DC voltage converter 4 powered by a second DC voltage source 3.
  • the first voltage source 1 consists of a battery or a group of high-voltage batteries, for example a lithium-ion battery or a Ni-MH battery, delivering for example a nominal voltage of 48 volts
  • the second voltage source. 3 consists of a low voltage battery such as, for example, a lead battery delivering a nominal voltage substantially equal to 12 volts.
  • This hybrid vehicle V comprises, finally, a control electronics or control unit (not shown) comprising in particular a supervisor adapted in particular for:
  • step 16 consists in assigning the value of a parameterized setpoint S2 to this percentage. % ⁇ , then start a standard diagnostic procedure for detecting combustion irregularities of the Mth heat engine (step 17).
  • This set value S2 which makes it possible to determine the power actually supplied by the electric motor Me during the course of the diagnostic procedures, is selected in a range of values [0 - S1 + AS1], S1 + AS1 consisting of the maximum value the threshold value S1 beyond which the operation of the electric motor Me distorts the results of the combustion irregularity detection diagnostics.
  • the setpoint value S2 can in particular be selected so as to present the value of the threshold S1.
  • step 14 When, during step 14, the percentage% Pwie proves to be greater than the threshold value S1, this step 14 is renewed until expiry of a time interval T2, for example equal to 30 mn, at the end of which are successively performed step 16 and step 17 of starting a diagnostic procedure.
  • step 16 The diagnostic procedure initiated after step 16 is conventionally intended to detect the combustion irregularities of the heat engine Mth, in particular failure of combustion or partial combustion according to any known method, and, at the end of this procedure, the analysis of the results. performed during step 18 leads:
  • step 19 functions of the nature and gravity of said anomalies: storage of anomalies, control of a Mth engine operation in degraded mode. ., and in any event, possible triggering of the driver's warning means,
  • step 12 • in the absence of anomaly, simultaneously establish a mode of operation in hybrid mode (step 12), and initialize the triggering of the clock (step 1 1).
  • the method according to the invention thus makes it possible to diagnose combustion misfires representative of a malfunction of the engine, which generate in particular pollution, and which are masked during the implementation of conventional detection strategies due to the operation of the engine. electric motor.

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de détection d'irrégularités de combustion d'un moteur thermique (Mth) couplé à un moteur électrique (Me), d'un véhicule hybride comportant une unité de pilotage pour déterminer les puissances respectives à fournir par ces moteurs, et pour délivrer des données de consigne fonctions de ces répartitions de puissances, consistant à déterminer une valeur seuil correspondant à un pourcentage de la puissance fournie par le moteur électrique telle que des valeurs de ce pourcentage inférieures ou égales à la valeur seuil correspondent à un fonctionnement du moteur électrique non susceptible de fausser les résultats des diagnostics de détection d'irrégularités de combustion, et, en vue du lancement d'une procédure de diagnostic, lorsque le pourcentage de la puissance fournie par le moteur électrique est supérieur à la valeur seuil, à délivrer des données de consigne adaptées pour fixer la valeur du pourcentage de puissance à une valeur de consigne inférieure au seuil.

Description

Procédé de détection d'irrégularités de combustion d'une unité de type moteur à combustion interne couplée à une unité de propulsion électrique, d'un véhicule automobile hybride
L'invention concerne un procédé de détection d'irrégularités de combustion d'une unité de type moteur à combustion interne, dite moteur thermique, couplée à une unité de propulsion électrique, dite moteur électrique, d'un véhicule automobile hybride comportant une unité de pilotage adaptée pour déterminer les puissances respectives à fournir par chacun desdits moteur thermique et moteur électrique, et pour délivrer vers ces derniers des données de consigne fonctions de ces répartitions de puissances. En outre, de façon usuelle, ces données de consigne sont calculées de façon que le point de fonctionnement du moteur thermique soit optimal et corresponde à un rendement optimal de celui-ci conduisant à limiter sa consommation et l'émission de produits polluants.
Lors du fonctionnement d'un véhicule comportant un moteur thermique, des stratégies connues sont déroulées afin de déterminer les dysfonctionnements tels que ratés de combustion de ce moteur thermique.
Dans le cas des véhicules propulsés uniquement par un moteur thermique, ces stratégies s'avèrent fiables et permettent de détecter les dysfonctionnements et de mettre en œuvre des mesures de prévention fonctions de la nature et de la gravité des anomalies décelées. Ainsi, à titre d'exemple, des ratés de combustion se manifestent par des à-coups qui permettent facilement leur identification et leur correction.
Par contre, dans le cas des véhicules hybrides comportant un moteur thermique couplé à un moteur électrique, et dont le couple est réparti à chaque instant entre les deux sources de propulsion, les stratégies de détection des dysfonctionnements s'avèrent inefficaces car le moteur électrique contribue à l'obtention du couple total et peut ainsi compenser les dysfonctionnements du moteur thermique.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients inhérents aux véhicules hybrides comportant un moteur thermique couplé à un moteur électrique, et a pour principal objectif de fournir un procédé de détection des irrégularités de combustion du moteur thermique de tels véhicules hybrides.
A cet effet, l'invention vise un procédé de détection d'irrégularités de combustion d'une unité de type moteur à combustion interne, dite moteur thermique, couplée à une unité de propulsion électrique, dite moteur électrique, d'un véhicule automobile hybride comportant une unité de pilotage adaptée pour déterminer les puissances respectives P h et Pwie à fournir par chacun des dits moteur thermique et moteur électrique, et pour délivrer vers ces derniers des données de consigne fonctions de ces répartitions de puissances, et, selon l'invention, ce procédé consiste : • al dans une phase préalable, à déterminer une valeur seuil S1 correspondant à une valeur du pourcentage % Pwie = Pwie / (Pwie + Pwith) de la puissance fournie par le moteur électrique telle que des valeurs de % PMe inférieures ou égales à S1 correspondent à un fonctionnement du dit moteur électrique non susceptible de fausser les résultats des diagnostics de détection d'irrégularités de combustion,
• b/ en vue du lancement, à un instant t = T1 , d'une procédure de diagnostic de détection d'irrégularités de combustion, à comparer, à la valeur seuil S1 , la valeur du pourcentage % Pwie de la puissance fournie par le moteur électrique déterminée par les données de consigne, et :
- b1 / lorsque le pourcentage % Pwie de la puissance fournie par le moteur électrique est inférieur ou égal à la valeur seuil S1 :
• b1 .1/ à délivrer des données de consigne adaptées pour fixer la valeur dudit pourcentage de puissance à une valeur de consigne S2 telle que 0 < S2 < S1 + AS1 , avec S1 + AS1 valeur maximale de la valeur seuil S1 au-delà de laquelle le fonctionnement du moteur électrique fausse les résultats des diagnostics de détection d'irrégularités de combustion,
• b1 .21 à lancer la procédure de diagnostic,
• b1 .3/ à rétablir un mode de fonctionnement hybride nominal au terme de la procédure de diagnostic,
- b2/ lorsque le pourcentage % Pwie de la puissance fournie par le moteur électrique reste supérieur à la valeur seuil S1 pendant un laps de temps prédéterminé t = T2 - T1 , avec T2 > T1 , à délivrer des données de consigne adaptées pour fixer la valeur dudit pourcentage de puissance à la valeur de consigne S2, puis à lancer la procédure de diagnostic, et à rétablir un mode de fonctionnement hybride nominal au terme de ladite procédure de diagnostic.
Le procédé selon l'invention consiste donc, lors d'une commande d'exécution d'une procédure de diagnostic de détection d'irrégularités de combustion, à réduire à une valeur de consigne S2 le pourcentage % Pwie de la puissance fournie par le moteur électrique, cette réduction étant effectuée, soit immédiatement lorsque le pourcentage % Pwie de la puissance fournie par le moteur électrique est inférieur ou égal à une valeur seuil S1 , soit de façon forcée, après un laps de temps T2 - T1 prédéterminé lorsque ledit pourcentage % Pwie reste supérieur à ladite valeur seuil S1 durant ce laps de temps.
Ainsi, ce procédé consiste, en vue de garantir la fiabilité des procédures de diagnostic de détection d'irrégularités de combustion des moteurs thermiques couplés à des moteurs électriques, à diminuer, durant le déroulement de ces procédures, la puissance fournie par le moteur électrique de façon à obtenir un point de fonctionnement du couple moteur thermique / moteur électrique pour lequel le fonctionnement dudit moteur électrique n'est pas susceptible de fausser les résultats des diagnostics de détection d'irrégularités de combustion.
Sur la base de ce principe, la valeur seuil S1 peut être déterminée de façon garantir une dégradation minimale du fonctionnement du moteur thermique Mth lors de l'exécution des procédures de diagnostic. Toutefois, de façon avantageuse selon l'invention, une solution consiste à déterminer une valeur seuil, correspondant à une valeur du pourcentage % Pwie de la puissance fournie par le moteur électrique, au moins sensiblement égale à 10 %.
La valeur de consigne S2 permet, quant à elle, de déterminer la puissance effectivement fournie par le moteur électrique lors du déroulement des procédures de diagnostic de détection d'irrégularités de combustion. Cette valeur de consigne paramétrable peut être sélectionnée sur une plage de valeurs comprises entre :
· zéro : valeur pour laquelle, notamment, la fiabilité des procédures de diagnostic de détection d'irrégularités de combustion est optimale, mais les risques de surémission de produits polluants sont accrus en cas d'une évolution des données de consigne lors du déroulement des procédures de diagnostic
• une valeur maximale correspondant à un fonctionnement du moteur électrique conduisant à une perturbation maximale admissible, valeur maximale pour laquelle, notamment, les risques d'émission de produits polluants sont minimaux. Cette valeur de consigne S2 peut également être avantageusement sélectionnée de façon à présenter une valeur au moins sensiblement égale à la valeur seuil S1 .
Par ailleurs, selon un autre mode de mise en œuvre avantageux de l'invention, les lancements des procédures de diagnostic de détection d'irrégularités sont commandés périodiquement avec une période prédéterminée T1 .
D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de mise en œuvre préférentiel. Sur ces dessins :
- la figure 1 est une vue de dessus schématique d'un véhicule hybride permettant la mise en œuvre du procédé selon l'invention de détection d'irrégularités de combustion d'un moteur thermique,
- la figure 2 représente un logigramme d'un exemple de ce procédé de détection.
Le procédé selon l'invention dont le logigramme est représenté à la figure 2, est mis en œuvre en vue de la détection d'irrégularités de combustion d'un moteur thermique Mth monté dans un véhicule hybride V représenté à la figure 1 , comprenant un moteur électrique Me couplé au dit moteur thermique par un système Ac de transmission du couple moteur.
Ce véhicule hybride V comporte une première source de tension continue 1 intégrée dans un circuit primaire comprenant un convertisseur DC / AC 2 d'alimentation du moteur électrique Me.
Ce véhicule hybride V comporte également un circuit secondaire relié au circuit primaire par l'intermédiaire d'un convertisseur de tension DC / DC 4 alimenté par une seconde source de tension continue 3.
De façon usuelle, la première source de tension 1 consiste en une batterie ou un groupe de batteries haute tension, par exemple batterie lithium-ion ou batterie Ni-MH, délivrant par exemple une tension nominale de 48 Volts, et la seconde source de tension 3 consiste en une batterie basse tension telle que, par exemple, une batterie au plomb délivrant une tension nominale sensiblement égale à 12 Volts.
Ce véhicule hybride V comporte, enfin, une électronique de commande ou unité de pilotage (non représentée) comportant notamment un superviseur adapté notamment pour :
• déterminer à chaque instant la puissance ou le couple à fournir par le moteur thermique Mth et le moteur électrique Me, et pour délivrer vers ces derniers des données de consigne fonctions de ces répartitions,
• gérer la mise en œuvre du procédé selon l'invention de détection des éventuelles irrégularités de combustion du moteur thermique Mth.
Selon l'organigramme représenté à la figure 2, le procédé selon l'invention débute par une étape 1 1 , t = 0, de déclenchement d'une horloge numérique initiée (étape 12) lors d'un régime de fonctionnement en mode hybride.
Suite à cette initialisation temporelle, après écoulement, matérialisé par l'étape 13, d'un laps de temps T1 , par exemple de l'ordre de 15 mn, l'étape suivante (étape 14) consiste à comparer la valeur du pourcentage % / (PMe + PMth) de la puissance fournie par le moteur électrique Me, déterminée par les valeurs de consigne, à une valeur seuil S1 calibrée, par exemple de l'ordre de 10 % ; cette valeur seuil S1 correspondant à une valeur du pourcentage %Pme = Pme / (PMe + PMth) de la puissance fournie par le moteur électrique Me telle que des valeurs de % Pme < S1 correspondent à un fonctionnement du moteur électrique non susceptible de fausser les résultats des diagnostics de détection d'irrégularités de combustion.
Lorsque le pourcentage % Pwie, représentatif de la puissance déterminée par les données de consigne, est inférieur ou égal au seuil S1 , l'étape suivante, étape 16, consiste à attribuer la valeur d'une valeur de consigne paramétrée S2 à ce pourcentage % ΡΜΘ, puis à démarrer une procédure de diagnostic classique de détection d'irrégularités de combustion du moteur thermique Mth (étape 17).
Cette valeur de consigne S2, qui permet de déterminer la puissance effectivement fournie par le moteur électrique Me lors du déroulement des procédures de diagnostic, est sélectionnée dans une plage de valeurs [0 - S1 + AS1 ], S1 + AS1 consistant en la valeur maximale de la valeur seuil S1 au-delà de laquelle le fonctionnement du moteur électrique Me fausse les résultats des diagnostics de détection d'irrégularités de combustion.
Dans cette plage de valeurs, la valeur de consigne S2 peut notamment être sélectionnée de façon à présenter la valeur du seuil S1 .
Lorsque, lors de l'étape 14, le pourcentage % Pwie se révèle supérieur à la valeur seuil S1 , cette étape 14 est renouvelée jusqu'à expiration d'un laps de temps T2, par exemple égal à 30 mn, au terme duquel sont effectuées successivement l'étape 16 et l'étape 17 de démarrage d'une procédure de diagnostic.
La procédure de diagnostic initiée après l'étape 16 a classiquement pour objectif de détecter les irrégularités de combustion du moteur thermique Mth, notamment ratés de combustion ou combustions partielles selon tout procédé connu, et, au terme de cette procédure, l'analyse des résultats effectuée lors de l'étape 18 conduit :
• en présence d'anomalies, à mettre en œuvre des mesures de prévention (étape 19) fonctions de la nature et de la gravité desdites anomalies : mise en mémoire des anomalies, commande d'un fonctionnement du moteur thermique Mth en mode dégradé..., et dans tous les cas, déclenchement éventuel de moyens d'avertissement du conducteur,
• en l'absence d'anomalie, simultanément, à établir un régime de fonctionnement en mode hybride (étape 12), et à initialiser le déclenchement de l'horloge (étape 1 1 ).
Le procédé selon l'invention permet donc de diagnostiquer les ratés de combustion représentatifs d'un dysfonctionnement du moteur thermique, qui génèrent notamment de la pollution, et qui sont masqués lors de la mise en œuvre des stratégies de détection classiques du fait du fonctionnement du moteur électrique.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de détection d'irrégularités de combustion d'une unité (Mth) de type moteur à combustion interne, dite moteur thermique, couplée à une unité de propulsion électrique (Me), dite moteur électrique, d'un véhicule automobile hybride (V) comportant une unité de pilotage adaptée pour déterminer les puissances respectives Pwith et Pwie à fournir par chacun desdits moteur thermique et moteur électrique, et pour délivrer vers ces derniers des données de consigne fonctions de ces répartitions de puissances, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste :
• al dans une phase préalable, à déterminer une valeur seuil S1 correspondant à une valeur du pourcentage % Pwie = Pwie / (Pwie + Pwith) de la puissance fournie par le moteur électrique (Me) telle que des valeurs de % PMe inférieures ou égales à
S1 correspondent à un fonctionnement dudit moteur électrique non susceptible de fausser les résultats des diagnostics de détection d'irrégularités de combustion, à savoir conduisant à une perturbation maximale admissible,
• b/ en vue du lancement, à un instant t = T1 , d'une procédure de diagnostic de détection d'irrégularités de combustion, à comparer, à la valeur seuil S1 , la valeur du pourcentage % Pwie de la puissance fournie par le moteur électrique (Me) déterminée par les données de consigne, et :
- b1 / lorsque le pourcentage % Pwie de la puissance fournie par le moteur électrique (Me) est inférieur ou égal à la valeur seuil S1 :
· b1 .1 / à délivrer des données de consigne adaptées pour fixer la valeur dudit pourcentage de puissance à une valeur de consigne S2 telle que 0 < S2≤S1 + AS1 , avec S1 + AS1 valeur maximale de la valeur seuil S1 au-delà de laquelle le fonctionnement du moteur électrique (Me) fausse les résultats des diagnostics de détection d'irrégularités de combustion,
• b1 .21 à lancer la procédure de diagnostic,
• b1 .3/ à rétablir un mode de fonctionnement hybride nominal au terme de la procédure de diagnostic,
- b2/ lorsque le pourcentage % Pwie de la puissance fournie par le moteur électrique (Me) reste supérieur à la valeur seuil S1 pendant un laps de temps prédéterminé t = T2 - T1 , avec T2 > T1 , à délivrer des données de consigne adaptées pour fixer la valeur dudit pourcentage de puissance à la valeur de consigne S2, puis à lancer la procédure de diagnostic, et à rétablir un mode de fonctionnement hybride nominal au terme de ladite procédure de diagnostic.
2. Procédé de détection selon la revendication 1 caractérisé en ce que les lancements des procédures de diagnostic de détection d'irrégularités sont commandés périodiquement avec une période prédéterminée T1 .
3. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'on sélectionne une valeur de consigne S2 au moins sensiblement égale à la valeur seuil S1 .
4. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'on sélectionne une valeur seuil S1 au moins sensiblement égale à 10 %.
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