WO2018172665A1 - Procédé pour gérer du cliquetis dans un moteur à combustion interne à allumage commandé - Google Patents

Procédé pour gérer du cliquetis dans un moteur à combustion interne à allumage commandé Download PDF

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WO2018172665A1
WO2018172665A1 PCT/FR2018/050607 FR2018050607W WO2018172665A1 WO 2018172665 A1 WO2018172665 A1 WO 2018172665A1 FR 2018050607 W FR2018050607 W FR 2018050607W WO 2018172665 A1 WO2018172665 A1 WO 2018172665A1
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noise
cylinder
ttr
correction curve
knock
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PCT/FR2018/050607
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Olivier FORTI
Alexandre HAGUET
Original Assignee
Continental Automotive France
Continental Automotive Gmbh
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to methods for detecting and evaluating a level of rattling in a cylinder of a spark ignition internal combustion engine.
  • a spark plug spark is generated by an electrical pulse controlled by an electronic computer, this pulse being positioned relative to the top dead center with a certain ignition advance.
  • the compressed mixture can be self-ignited, a phenomenon to avoid.
  • the detection of the pinging phenomenon can be polluted by parasitic auxiliary noises.
  • closing an injector causes a noise that has frequency components in the spectral range of interest for pinging.
  • the angular position of the closure of each injector changes.
  • WO 03/040677A1 relates to a method for suppressing interfering noise related to detection of knocking in an internal combustion engine.
  • the knock sensor is connected in known manner to an evaluation integrated circuit via an input circuit.
  • the high frequency sensor signal is amplified, filtered and, during a period of observation (measurement time window), integrated.
  • the concept underlying this document is that the sound transmitted by a structure that originates from an identifiable source of interference, such as an injector valve, determines a signal correction value that is subtracted from the integral value of the signal. shock sensor signal, so that only the sound coming from the knock is evaluated.
  • a method for managing (ie, detecting / evaluating / correcting) knocking in a cylinder of an internal combustion engine the method being implemented in a system comprising at least one acoustic sensor, a calculator (calculation unit), the method being intended to take into account an acoustic pollution originating from a known repetitive parasitic noise and of a variable temporal position, the method comprising:
  • the gain correction curve is defined by a calibration value and four angular points, said four angular points being computationally obtained from the start and end positions of the knock observation window and at least a known characteristic of the noise, the calibration value (Gin) being a gain value where the reduction is the strongest representing the low plateau of the gain correction curve between the second and third angular points (B, C) , and the gain correction curve taking the value 1 for the points prior to the first angular point (A) and for the points after the fourth angular point (D). Thanks to the above provisions, it is possible to very greatly reduce the influence of a parasitic noise that falls in the observation window, without any significant modification of the pre-existing software structure.
  • the use of the gain G less than 1, instead of an offset as in the document WO 03/040677 A1, makes it possible to reduce the dispersion of the results by a factor G, which has no impact on the ratio. dispersion / score since the score also undergoes the G gain.
  • the detection threshold of the knock is also affected by the coefficient G whereas it is not affected by the offset method. A curve giving the ratio between the dispersion and the threshold would show that this ratio in the case of the gain is always lower than the ratio in the case of the offset. The area of uncertainty around the detection threshold is therefore lower with the gain and the quality of the detection is increased.
  • the gain correction works immediately without any delay when the injector closure moves rapidly or by jump and falls into the observation window.
  • the calculation of the four angular points is made from a noise duration characteristic and a noise transmission time characteristic to the acoustic sensor, these two values being taken as known characteristics of the noise.
  • the parasitic noise of interest is an injector closure noise. It turns out that this noise is sometimes preponderant because it comes from a nearby source, directly attached to the cylinder block
  • this is the closing noise of the injector of the next cylinder in the cycle, that is to say the one following the cylinder being exploded in the sequence of operation of the engine.
  • the noise transmission time is derived from a set of transmission time parameters, a parameter for each pair (cylinder at the end of the injection, the cylinder being exploded).
  • the geometrical configuration of the motor is taken into account with the transmission times that may be different for each pair of successive cylinders in the sequence.
  • a linear interpolation is used to obtain the values of the correction curve between the first and second angular points, and between the third and fourth angular points.
  • this simple calculation is very fast and mobilizes very few resources of the microcontroller.
  • a calibration is used to calibrate the calibration value, a simple two-dimensional calibration according to the engine load and the engine speed.
  • this simple calibration is very greedy in memory.
  • the calibration values are between 0.25 and 1.
  • the calibration values decrease as the engine load increases.
  • the abscissa Xa, Xb, Xc, Xd of the four angular points are calculated as follows:
  • WS1 and WS2 respectively represent the start and end positions of the knock observation window, expressed in degrees of rotation of the crankshaft,
  • Tbr represents a noise duration characteristic expressed in seconds
  • Ttr represents a characteristic of noise transmission time to the acoustic sensor expressed in seconds
  • RPM represents the engine speed expressed in revolutions per minute.
  • KS represents the threshold in the absence of noise
  • - G represents the value on the correction curve at the point of the closing angle of the injector.
  • the method is carried out in real time, for each cylinder and at each cycle.
  • there is no delay of taking into account for example if the injector closure knows a jump of angle, the taking into account of the new situation is immediate.
  • the band pass filter is [5 kHz - 25 kHz]. This advantageously eliminates all the noises that lie outside this band.
  • the invention also aims at a system for managing rattling in a cylinder of an internal combustion engine, the system comprising at least one acoustic sensor and a computer characterized in that the latter is configured to implement the method as described above.
  • FIGS. 1 and 1A schematically show the system and the components in which the method according to the invention is implemented
  • FIG. 2 represents an illustrative chronogram
  • FIG. 3 illustrates the correction gain curve
  • FIG. 4 illustrates a cartography in two dimensions of correction
  • FIG. 5 shows a schematic block diagram of the correction calculation process
  • FIG. 6 shows a diagram illustrating the process steps.
  • FIG 1 there is shown a computer 1 for managing an internal combustion engine, typically a gasoline internal combustion engine.
  • the illustrated example is based on a four-cylinder engine, but the method can equally well be applied to a three-cylinder engine or a six-cylinder engine in line or in V.
  • the invention could be applied to a LPG engine or liquefied petroleum gas, and more generally to any internal combustion engine spark ignition.
  • Each of the cylinders is equipped with a fuel injector with an injection nose giving directly into the combustion chamber: an injector 31 in the first cylinder CYL C1, an injector 32 in the second cylinder CYL C2, an injector 33 in the third cylinder CYL C3, an injector 34 in the fourth cylinder CYL C4.
  • crankcase 4 On the crankcase 4 (otherwise called “engine block”) is installed a knock sensor 2, connected by a cable, usually shielded to the engine computer.
  • This sensor is an acoustic sensor, preferably of the piezoelectric type; it is configured to be sensitive to the vibrations produced in the crankcase.
  • the engine block 4 may be cast iron or aluminum alloy.
  • crankcase is equipped with a single acoustic knock sensor, but there could be several; in the case of engines with two rows of cylinders, for example six-cylinder engines in V or V6 or with eight cylinders in V or V8, there are at least two knock sensors, one per row of cylinders.
  • the operation of the engine is based on an ordered sequence of time (admission, compression, explosion, exhaust) for each of the cylinders, the successive order of the cylinders being given by construction.
  • the usual ignition sequence is CYL C1 -CYL C3-CYL C4-CYL C2.
  • crankshaft (generically identified by ⁇ ) is known thanks to a coded or toothed target 14, with a sensor 1 1 position of the flywheel.
  • FIG. 2 shows a timing diagram which shows at the bottom a temporal portion centered on the explosion of the cylinder N (CYL N) and which shows at the top the fuel injection phase on the next cylinder in the sequence marked cylinder N +1.
  • an electric signal 36 controlled by the computer causes the opening of the injector at the angular position ⁇ and the closure of the injector at the angular position cpCI.
  • This closure causes acoustic waves, in other words a noise that will propagate throughout the crankcase.
  • the noise of this closure may coincide temporally with the observation window WS of the clicking on the cylinder N.
  • This observation window starts at the angular position WS1 and ends at the angular position WS2.
  • the beginning WS1 of the observation window and the end WS2 of the observation window WS are subject to a pre-existing calibration, known per se, not described in detail here.
  • the noise of the injector closure can fall just before the observation window (mark 5), it can fall astride the beginning of the window of observation (mark 51), it can fall completely inside the observation window (markers 52); it can fall astride the end of the observation window (mark 53) or after the observation window (mark 54).
  • the closing noise of the injector of the cylinder N + 1 may therefore represent a parasitic noise for the observation of the knock on the cylinder N.
  • This noise has a known duration, of the order of one millisecond, the duration noted Tbr is preferably carried in a calibration parameter. It is not excluded to have a specific duration per cylinder. Another important feature for the rest is the knowledge of the transmission time of the noise from its source to the knock sensor 2. This transmission time is noted Ttr. It will be understood, in the light of FIG. 1, that the transmission times Ttr following each cylinder are different or even very different, in particular because of the different distances.
  • the inventors have noticed that the injection closure noise is known and repeatable; the duration of this noise and the transmission time to reach the knock sensor are simple parameters known in advance.
  • the inventors have cleverly proposed to use a gain correction curve 7 to greatly reduce the effects of this unwanted increase.
  • This gain correction curve makes it possible to choose, according to the angle at which the closure of the injector occurs, a gain G adjusted in real time between the base value 1 is a gain value where the reduction is the highest. strong to know Gin.
  • the definition of the correction curve is based on the determination of four angular points (A, B, C, D).
  • this correction curve takes the value unit (that is to say 1) before a first angular point noted A (segment 71). This corresponds to the case where the injector closure causes a noise whose effects lie entirely before the observation window WS.
  • This correction curve also takes the value 1 after a fourth angular point noted D (segment 75). This corresponds to the case where the injector closure causes a noise whose effects lie entirely after the observation window WS.
  • this correction curve takes the value denoted Gin between the second angular point denoted B and the third angular point denoted C. In this segment marked 73, the curve forms a plateau taking the value Gin.
  • the curve 7 is rectilinear 72, in other words it is a linear interpolation between the first and second angular points.
  • the curve 7 is rectilinear 74, in other words it is a linear interpolation between the third and fourth angular points.
  • FIG. 4 illustrates the calibration table which makes it possible to obtain the value Gin as a function of the operating point of the motor; it is a calibration 6 in two dimensions, namely one obtains a Gin scalar value in a two-dimensional space ie CHGMOT engine load, and RPM engine speed. This type of calibration is very common and therefore not detailed further here.
  • the Gin values are always less than or equal to 1; on the other hand, in the illustrated example, the values Gin are between 0.25 and 1, which makes it possible to go up to a reduction factor of four in order to attenuate the parasitic noise present totally in the observation window WS. Lower values for Gin are not excluded.
  • the gain correction curve can therefore be defined very simply by the four definition points with their abscissae and their ordinates A (Xa, 1), B (Xb, Gin), C (Xc, Gin) and D (Xd, 1 ).
  • Xd WS2 - (Ttr) * 6 * RPM
  • Gin is illustrated which makes use of the engine load data CHGMOT and the engine speed RPM;
  • Xn X-block as shown above; the identified block 16 sets the injection end angle cpCI on the gain correction curve and identifies the instantaneous gain G to be used for the corrections of the current knock observation cycle.
  • the raw noise score noted Bi is multiplied by the instantaneous gain G, which gives a corrected noise score noted KNK SCORE CORR.
  • KNK threshold CORR KSC in short
  • KSC G * KS + 1 - G
  • KS is the conventional threshold of no noise.
  • This conventional threshold KS is generally not an absolute value; it is a multiple of the sliding average value of the noise observed in the absence of knocking, for example three times the sliding mean value of the noise observed in the absence of knocking.
  • the ignition advance correction decision is based on the comparison between the corrected noise score KNK SCORE CORR and the corrected decision threshold KNK SEUIL CORR (KSC).
  • FIG. 6 illustrates the various steps of the method, namely the formatting and digitization 82 which transforms the analog signals 20 into digital data 22; the bandpass filter block 84 which provides filtered digital signals 24 from which the gross noise score Bi mentioned above is calculated; the gain correction block 86 has been detailed above; it provides a corrected noise score; the comparison block 88 provides a proposal for ignition advance correction 90.

Abstract

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 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) obtenus par calcul à partir des positions de début et fin (WS1, WS2) d'une fenêtre d'observation de cliquetis et d'une caractéristique connue du bruit.

Description

PROCÉDÉ POUR GÉRER DU CLIQUETIS DANS UN MOTEUR À COMBUSTION INTERNE À ALLUMAGE COMMANDÉ
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.
Le document WO 03/040677A1 concerne un procédé pour supprimer le bruit interfèrent en rapport avec la détection de cliquetis dans un moteur à combustion interne. Le capteur de cliquetis est connecté de manière connue à un circuit intégré d'évaluation via un circuit d'entrée. Dans le circuit intégré d'évaluation de capteur de cliquetis, le signal de capteur à haute fréquence est amplifié, filtré et, pendant une période d'observation (fenêtre temporelle de mesure), intégré. Le concept sur lequel repose ce document est que le son transmis par une structure qui provient d'une source d'interférence identifiable, telle qu'une soupape d'injecteur, détermine une valeur de correction du signal qui est soustraite de la valeur intégrale du signal du capteur de choc, de sorte que seul le son provenant du cliquetis est évalué.
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, la valeur de calibration (Gin) étant une valeur de gain où la réduction est la plus forte représentant 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 prenant la valeur 1 pour les points antérieurs au premier point angulaire (A) et pour les points postérieurs au quatrième point angulaire (D). 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. L'utilisation du gain G inférieur à 1 , au lieu d'un offset comme dans le document WO 03/040677A1 , permet de réduire la dispersion des résultats d'un facteur G, ce qui n'a pas d'impact sur le rapport dispersion/score puisque le score subit également le gain G. Par contre, le seuil de détection du cliquetis est lui aussi affecté par le coefficient G alors qu'il ne l'est pas par la méthode de l'offset. Une courbe donnant le ratio entre la dispersion et le seuil montrerait que ce ratio dans le cas du gain est toujours inférieur au ratio dans le cas de l'offset. La zone d'incertitude autour du seuil de détection est donc plus faible avec le gain et la qualité de la détection s'en trouve accrue.
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, 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 1 A 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 CYL C1 , 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 1 1 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).
II 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 cpCI 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 . 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 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

REVENDICATIONS
1 . 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, la valeur de calibration (Gin) étant une valeur de gain où la réduction est la plus forte représentant 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 prenant la valeur 1 pour les points antérieurs au premier point angulaire (A) et pour les points postérieurs au quatrième point angulaire (D).
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 on utilise, pour calibrer la valeur de calibration (Gin), une calibration simple (6) à deux dimensions selon la charge moteur et le régime moteur.
6. 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.
7. 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.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est effectué en temps réel, pour chaque cylindre et à chaque cycle.
9. 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 8.
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