WO2020114984A1 - Method for anticipating the appearance of a smooth combustion phenomenon in a heat engine - Google Patents

Method for anticipating the appearance of a smooth combustion phenomenon in a heat engine Download PDF

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WO2020114984A1
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Olivier FORTI
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Continental Automotive France
Continental Automotive Gmbh
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    • G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
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Definitions

  • the present invention relates to a process for anticipating the appearance of a smooth combustion phenomenon in a heat engine.
  • the present invention also relates to a method for preventing the appearance of smooth combustion in a heat engine and an assembly of an engine control unit of a heat engine and of a knock sensor for the implementation of such a process.
  • This pre-ignition phenomenon causes abnormal combustion occurring upstream of the ignition of the fuel mixture in the combustion chamber of the cylinder by the spark of the spark plug, this by self-ignition with a flame front of a part of the fuel mixture in the vicinity of the top dead center of the piston in said at least one cylinder.
  • This pre-ignition phenomenon occurs given the high pressures and high temperatures reached in the combustion chamber.
  • Pre-ignition phenomena can derive by appearing earlier and earlier towards another phenomenon whose present invention intends to anticipate the appearance. This phenomenon is called smooth combustion or “glow ignition” in the English language.
  • the detection of pre-ignition is done by means of a knock sensor, advantageously a piezoelectric sensor, placed on the engine block making it possible to detect the characteristic vibrations generated by a shock wave in the cylinder in pre-ignition.
  • the piezoelectric sensor delivers an electrical signal which, processed, is used to recognize the appearance of a pre-ignition.
  • an angular window for observing the piezoelectric signal delimiting an angular range of angle of rotation of a crankshaft associated with the heat engine, allows through specific filtering removing other vibrations than those resulting from pre-ignition and integration of the signal, detecting pre-ignition if the value of the integral of the signal processed exceeds a specific threshold.
  • smooth combustion is a very early pre-ignition which causes a large increase in the pressure in the cylinder but without the appearance of a shock wave. Smooth combustion is therefore not detectable by the piezoelectric sensor which does not perceive sufficient vibrations. Smooth combustion is, however, a phenomenon very detrimental to the life of the engine and must therefore either be detected or be prevented as a preventive measure.
  • a strategy has been developed which makes it possible in certain cases to detect a phenomenon of smooth combustion by observing the variations in acceleration of the flywheel. This strategy allows a curative action but does not allow to act preventively with therefore always a risk of damaging the engine by the appearance of smooth combustions spread over time.
  • the problem underlying the present invention is to anticipate an occurrence of a smooth combustion phenomenon in a heat engine comprising at least one cylinder, a knock sensor present in association with the heat engine for detection of pre-ignitions not being able to detect such a smooth combustion phenomenon.
  • the present invention relates to a method of anticipating an appearance of a phenomenon of smooth combustion in a heat engine comprising at least one cylinder, the method comprising a detection of engine vibrations representative of a phenomenon of pre-ignition in said at least one cylinder occurring in a selected angular range of angles of rotation of a crankshaft associated with the heat engine extending between a lower angular terminal and an upper angular terminal, an electrical signal in said angular range being delivered and serving as a basis for a processed signal which is compared to a predetermined detection threshold, a pre-ignition phenomenon being detected when the processed signal passes above the detection threshold, characterized in that
  • said angular range is divided into several consecutive intervals with an identification of the interval in which the pre-ignition phenomenon is detected, the identified interval being located with respect to the lower limit of said range or with respect to at least one interval previous for which a pre-ignition phenomenon had been previously detected, and, at least, when an increment, representative of the location of the identified interval with respect to the lower bound (Bi) and increasing more the identified interval is close to the lower bound, is greater than an increment threshold,
  • the implementation of the method according to the invention allows to act before the appearance of a smooth combustion in order to avoid it, which is a great advantage compared to the closest state of the art who cannot anticipate smooth combustion.
  • the appearance of smooth combustion is very damaging to the engine and should be avoided as much as possible. Smooth combustion is detrimental to the life of the engine and its performance, so it is very favorable to act preventively rather than curative.
  • the method according to the invention is therefore complementary to any other strategies which are content to try to detect smooth combustion by other means than by following pre-ignition detections by knock sensor.
  • the step consisting of at least, when an increment, representative of the location of the interval identified with respect to the lower bound and increasing more the identified interval is close to the lower bound, is greater than an increment threshold comprises the following steps:
  • the method of the present invention can be implemented with a single increment but a double increment with implementation of the first and second increments having been detailed previously by being taken individually is very favorable.
  • the first increment varies logarithmically.
  • the logarithmic progression may be greater in the vicinity of the lower bound of the angular range than in the distance from the lower bound, in particular in the vicinity of the upper bound.
  • the second increment varies linearly.
  • an appearance of smooth combustion is anticipated when the first increment is greater than the first incrementation threshold and when the second increment is greater than the second incrementation threshold. This represents a very advantageous embodiment guaranteeing a double security of anticipation of the appearance of smooth combustion.
  • the incrementation mode is also important to possibly favor an increment compared to the other increment. For example, if there is a progression occurring over several detection intervals or intervals identified during several successive pre-ignition detections, the second increment can be selected to take it into account.
  • the second increment is added to the first increment and when a sum of the first and second increments is greater than a total increment threshold, an appearance of smooth combustion is anticipated.
  • An increment may be less than its increment threshold while the other increment is greater than its increment threshold, which does not facilitate decision-making.
  • By making the sum for example by having different increment modes for each of the increments, for example logarithmic or linear, one can favor an increment compared to the other by granting it more importance in the sum and making more easy decision making.
  • the processed signal which is compared to a detection threshold is the integrated and filtered electrical signal from vibrations not caused by pre-ignition.
  • the engine is subjected to vibrations which do not result from pre-ignition and these vibrations must be filtered. These vibrations can generally be of different frequency than the pre-ignition vibrations.
  • said angular range surrounds a Top Dead Center of a piston in said at least one cylinder of the heat engine by varying at most +/- 40 ° around this Top Dead Center. It is towards the top dead center of the piston that the pre-ignition occurs which can slide towards a smooth combustion by occurring earlier and earlier.
  • a time range is determined from said angular range taking into account an engine speed then in force. This can simplify the calculations made by a computer in an electronic control unit.
  • the present invention also relates to a method for preventing the appearance of smooth combustion in a heat engine comprising at least one cylinder, remarkable in that it implements such a method of anticipating an appearance of a phenomenon of smooth combustion in an internal combustion engine, preventive measures being implemented when an appearance is anticipated, the preventive measures being selected from the following measures taken individually or in combination: a modification of at least one fuel injection parameter in said at least one cylinder, cooling of said at least one cylinder, any action making it possible to reduce a pressure in a combustion chamber of said at least one cylinder such as a reduction of an inlet pressure in said at least one cylinder or an opening of 'a valve of said at least one cylinder and introduction of an agent into the combustion chamber containing fuel, water or carbon dioxide.
  • preventive measures is the culmination of an anticipation of the appearance of smooth combustion and these measures are to be implemented preventively before the appearance of smooth combustion.
  • the present invention finally relates to an assembly of an engine control unit of a heat engine and a knock sensor for an implementation of such a method of preventing the appearance of smooth combustion in an engine comprising at least one cylinder, the knock sensor detecting engine vibrations representative of a pre-ignition phenomenon in said at least one cylinder occurring within an angular range of rotation of a crankshaft associated with the engine, the sensor knock delivering an electrical signal and the engine control unit comprising means for processing the electrical signal and means for comparing the processed signal with a memorized detection threshold, remarkable in that the engine control unit comprises means for partitioning of said range in intervals, means for identifying the interval in which a pre-ignition phenomenon is detected, means for locating the interval identi relied on with respect to a lower limit of said range or with respect to at least one previous interval for which a pre-ignition phenomenon had been previously detected, means for allocating an increment, representative of a location of the interval identified with respect to the lower bound, means for detecting anticipation of an appearance of smooth combustion and means for activating
  • the present invention therefore uses a knock sensor already present in association with the heat engine and the use of a range window. angular also present in pre-ignition processing software that the present invention completes to make it capable of anticipating smooth combustion.
  • the adaptations for implementing the method according to the invention are thus inexpensive because using means already present for the detection of pre-ignitions.
  • the preventive detection of the appearance of smooth combustion gives a new role to software elements already present for the detection of pre-ignitions with only an adaptation to integrate recognition of angular drift of the detection interval and the preventive actions to be carried out if necessary.
  • FIG. 1 illustrates a flow diagram of an embodiment of a method for preventing the occurrence of smooth combustion in a heat engine according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of a view of a window for observing a pre-ignition defining an angular range of rotation of the crankshaft associated with the heat engine which can be used for the implementation of a method anticipation of the appearance of a smooth combustion phenomenon or of a process for preventing the appearance of smooth combustion in a heat engine according to the present invention
  • FIG. 3 illustrates a flow diagram of the algorithm for preventing the appearance of smooth combustion forming part of an embodiment of a method for preventing the appearance of smooth combustion in a heat engine according to the present invention using two increments of anticipation of appearance of smooth combustion while the use of a single increment can also come within the framework of the present invention.
  • a pre-ignition is an uncontrolled and premature ignition of the air-fuel mixture in a combustion chamber of a heat engine cylinder occurring towards the end of the compression phase. This can take place, in particular but but not limited to, with positive-ignition engines, in particular with petrol fuel or a mixture containing petrol, with a high compression ratio or with supercharging, without the spark plug ignition system producing a spark.
  • Pre-ignition is detectable by monitoring vibrations occurring in the engine and specific to pre-ignition by being recognized as such.
  • Smooth combustion is derived from a pre-ignition occurring earlier and earlier in an angular observation window, generated in the cylinder due to a hot component and operating smoothly, therefore undetectable by monitoring vibrations.
  • the increase in temperature and increase in pressure associated with smooth combustion are amplified by the incomplete compression in the combustion chamber. This results in extreme values of temperature and pressure in the combustion chamber, which can lead to the destruction of engine components.
  • the present invention proposes to carry out an early detection of a smooth combustion before this smooth combustion takes place, this by analyzing a drift of pre-ignition phenomena, as for them easily identifiable.
  • the present invention relates to a process for anticipating an appearance of a phenomenon of smooth combustion in a heat engine comprising at least one cylinder and in its most elaborate form, the present invention relates to a method for preventing the appearance of smooth combustion in a heat engine implementing preventive measures when an appearance of smooth combustion is anticipated.
  • an embodiment of the method for preventing the appearance of smooth combustion in an internal combustion engine can comprise the following steps.
  • the first step or step A is the detection of a pre-ignition being made from a detection of the vibrations of the engine representative of a phenomenon of pre-ignition in at least one cylinder of the heat engine.
  • the angular range can surround a Top Dead Center of a piston in the or each cylinder of the engine varying by at most +/- 40 ° around this Top Dead Center. This angular range can also be more reduced than +/- 40 °, for example +/- 30 ° or other.
  • an electrical signal is delivered in the angular range, advantageously by a knock sensor, in particular a piezoelectric sensor.
  • This signal serves as the basis for a processed signal which is compared to a predetermined detection threshold, a pre-ignition phenomenon being detected when the processed signal passes above the detection threshold.
  • the processed signal can be the integral of the electrical signal which is compared to a detection threshold, the electrical signal having been previously filtered from vibrations not caused by pre-ignition, the vibrations caused by pre-ignition being vibrations different from other vibrations created during the operation of the engine.
  • step A when no pre-ignition is detected, which is shown by the output N of this step A, step A is repeated again and when a pre-ignition is detected which is shown by the output O of this step A, it is passed to step B which is the second step of this embodiment of the method according to the invention.
  • step B the angular range is divided into several consecutive intervals with an identification of the interval in which the pre-ignition phenomenon is detected, this interval being called the identified interval, this for the detection in force.
  • the identified interval is therefore memorized as well as its location with respect to the lower bound Bi of the angular range or its offset with respect to an interval previously identified during a previous detection step A, a pre-ignition having occurred previously in this interval.
  • the closer a pre-ignition is to the lower limit Bi of the angular range the greater the probability of smooth combustion in the near future of successive combustion of the engine. Therefore, the greater the shift towards the lower limit Bi of the angular range of an identified interval with respect to a previous identified interval, the greater the risk of the appearance of a next smooth combustion.
  • the second step B is followed by a third step C implementing an algorithm for detecting a slip of an identified interval towards the lower bound Bi of the angular range, either directly or relative to the location of a previous identified interval hence an increase in the probability of occurrence of smooth combustion.
  • This third step C will be described more precisely below with reference to FIG. 3.
  • this third step C can be followed by a fourth step D of setting preventive action against smooth combustion.
  • the preventive measures can be selected from the following measures taken individually or in combination: a modification of at least one fuel injection parameter in the or each cylinder of the heat engine, cooling of the or of each cylinder, any action making it possible to reduce a pressure in a combustion chamber of the or each cylinder such as a reduction of an inlet pressure in the or each cylinder or an opening of a valve of the or each cylinder and introduction of an agent into the combustion chamber containing fuel, water or carbon dioxide.
  • fuel injection parameters it can be taken individually or in combination with an injection phasing, an amount of fuel injected or a temporary cut of fuel injection in the or each cylinder.
  • a temporary fuel injection cutoff can reduce, for example, the temperature in the cylinder as well as the injection of fresh unburned air.
  • a fuel reinjection can be carried out at a predetermined crank angle to stop the propagation of a flame during combustion. smooth by blowing it by increasing the richness of the mixture in the combustion chamber, the injected fuel taking heat inside the combustion chamber for its vaporization and therefore reducing the temperature inside the combustion chamber cylinder or each cylinder and thus the risk of self ignition.
  • step D After the fourth step D, it returned to the first step A for a possible new detection of pre-ignition. The process is then repeated as many times as necessary when driving a motor vehicle comprising a heat engine.
  • Figure 2 shows the division of a measurement window F or angular range into different intervals or sectors, only one of which is referenced I. In Figure 2, it is shown 16 intervals but this number is not limiting .
  • a detection threshold sdet for the signal signf I which is the integral of the basic signal previously filtered, as previously mentioned.
  • the signal curve signf I crosses the detection threshold sdet and crosses it upwards in a lid interval which is the interval identified for pre-ignition.
  • the location of this identified interval lid can be done relative to the lower bound Bi of window F which is the leftmost end of this window F.
  • a first increment representative of the location of the identified interval relative to the lower bound Bi can be assigned to this interval identified lid. This increment is not necessarily linear but increases the more the identified interval lid approaches the lower bound Bi.
  • the increment could be the number of the identified interval lid relative to the upper bound Bs being 7 and being able to vary from 1 when adjacent to the upper terminal Bs to 16 while being adjacent to the lower terminal Bi.
  • a log increment is preferred, however.
  • the angular range or measurement window F can be replaced by a time range determined from said angular range taking into account an engine speed then in force.
  • Figure 3 shows the sub-steps taking place during the third step C of Figure 1 by implementing a slip detection algorithm in one embodiment of the method according to the present invention with the use of two increments then that the implementation of a single increment may be sufficient in other embodiments of the method according to the invention.
  • a pre-ignition is detected at a crankshaft angle corresponding to an identified interval. If an interval is not identified, which is shown by the output N of sub-step 2, a first increment and / or, if necessary, a second increment which will be explained in more detail later, are referenced respectively less than zero and equal to zero in substep 3.
  • the first increment is representative of the proximity of the interval identified at the lower bound Bi by increasing the more the identified interval approaches the lower bound Bi and the second increment is representative of an offset towards the lower bound Bi of the identified interval compared to a previously identified interval.
  • the first increment is representative of the location of the identified interval with respect to the lower bound Bi and increases the closer the identified interval is to the lower bound Bi.
  • sub-step 5 questions are asked as to whether a pre-ignition was detected in an interval of the angular range during a previous detection, thus giving a previous interval. If the answer is no, which is represented by the output N of substep 5, a second increment is set equal to zero in substep 6, since no difference in distance from the lower bound Bi between the interval of a non-existent previous detection of a pre-ignition and the interval identified cannot be performed.
  • the second increment is created by being a function of an angular difference gradient between a previous pre-ignition detection and the detection of effective pre-ignition or angular difference between the previous interval and the interval identified for the detection in effect, starting from the angular angle of the lower terminal Bi of the measurement window. This is done in substep 7.
  • This second increment can be negative if the interval identified for the detection in force moves away from the lower bound Bi with respect to the previous interval, which is a sign of a reduced risk of appearance of smooth combustion. Conversely, this second increment can be positive, which is a sign of an increased risk of occurrence of smooth combustion.
  • the second increment is the difference in the distances from the lower bound Bi between, on the one hand, the previous detection interval of a pre-ignition and, on the other hand, the identified interval. The greater this difference, the closer the identified interval is to the lower bound Bi than the previous detection interval of a pre-ignition.
  • this decrease increment (s) should be less than a respective increment threshold.
  • the sum of two decreasing increments the greater the risk of smooth combustion must be less than a total increment threshold, as will be shown later in sub-step 9.
  • sub-step 8 as the embodiment of the method takes into account the evolution of two increments, despite the fact that only one increment is taken into account, either the first or the second increment also enters the framework of the present invention, the sum of the first and second increments is carried out.
  • sub-step 9 the second increment is added to the first increment.
  • a sum of the first and second increments is less than a total increment threshold which may be equal to a sum of the first and second increment thresholds but this is not necessarily the case, it is concluded that no anticipation of a appearance of smooth combustion and no specific action is to be taken in sub-step 10. This is shown by the output N of sub-step 9 in the direction of sub-step 10.
  • the first and second increments can follow a different variation mathematical profile.
  • the first increment can vary logarithmically and the second increment can vary linearly.
  • the logarithmic profile can be from 1 to 50 and be different over a whole length of the angular range by being less strong away from the lower limit of the angular range.
  • the present invention finally relates to an assembly of an engine control unit of a heat engine and a knock sensor for an implementation of such a method of preventing the appearance of smooth combustion in an engine thermal comprising at least one cylinder.
  • the knock sensor advantageously a piezoelectric sensor, detects vibrations of the engine representative of a phenomenon of pre-ignition in the or each cylinder occurring in an angular range of rotation of a crankshaft associated with the heat engine. .
  • the knock sensor delivers an electrical signal representative of the vibrations specific to a pre-ignition after filtering of the electrical signal.
  • the engine control unit comprises means for processing the electrical signal and means for comparing the processed signal with a stored detection threshold.
  • the engine control unit comprises means for sharing the angular range in intervals, means for identifying the interval in which a pre-ignition phenomenon is detected, localization means of the interval identified with respect to a lower bound Bi of the angular range or with respect to at least one previous interval for which a pre-ignition phenomenon had been previously detected.
  • the engine control unit comprises means for allocating a first and / or a second increment, respectively representative of a location of the interval identified with respect to the lower terminal Bi or of a distance difference of the lower bound Bi between the preceding interval and the identified interval.
  • the engine control unit comprises means for detecting an anticipation of an appearance of smooth combustion and means for activating preventive measures being implemented when an appearance is anticipated.

Abstract

The invention relates to a method for anticipating the appearance of smooth combustion in a heat engine. An angular range (F) for detection is split into a plurality of intervals (I) with an identification of the interval (Iid) in which the pre-ignition phenomenon is detected, the identified interval (Iid) being localised in relation to the lower bound (Bi) of the range or in relation to at least one preceding interval for which a pre-ignition phenomenon had been previously detected. When a first increment, representative of the localisation of the identified interval (Iid) in relation to the lower bound (Bi) and increasing near the lower bound (Bi), is greater than a first incrementing threshold or when a second increment, increasing in proportion to the difference in distance from the lower bound (Bi) between the preceding interval and the identified interval (Iid), is greater than a second incrementing threshold, the appearance of smooth combustion is anticipated.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
PROCEDE D'ANTICIPATION D'APPARITION D'UN PHENOMENE DE COMBUSTION METHOD FOR ANTICIPATING THE APPEARANCE OF A COMBUSTION PHENOMENON
LISSE DANS UN MOTEUR THERMIQUE SMOOTH IN A THERMAL ENGINE
[Domaine technique] [Technical area]
[0001] La présente invention concerne un procédé d’anticipation d’apparition d’un phénomène de combustion lisse dans un moteur thermique. La présente invention concerne aussi un procédé de prévention d’apparition de combustion lisse dans un moteur thermique et un ensemble d’une unité de contrôle moteur d’un moteur thermique et d’un capteur de cognement pour la mise en oeuvre d’un tel procédé. The present invention relates to a process for anticipating the appearance of a smooth combustion phenomenon in a heat engine. The present invention also relates to a method for preventing the appearance of smooth combustion in a heat engine and an assembly of an engine control unit of a heat engine and of a knock sensor for the implementation of such a process.
[Etat de la technique antérieure] [State of the prior art]
[0002] Il est connu un phénomène de pré-allumage du moteur thermique résultant en une combustion anormale dans un moteur thermique comprenant au moins un cylindre. Ce phénomène de pré-allumage provoque une combustion anormale se produisant en amont de l’allumage du mélange carburé dans la chambre de combustion du cylindre par l’étincelle de la bougie, ceci par auto-allumage avec un front de flamme d’une partie du mélange carburé au voisinage du Point Mort Haut du piston dans ledit au moins un cylindre. Ce phénomène de pré-allumage se produit compte tenu des fortes pressions et des températures élevées atteintes dans la chambre de combustion. It is known a phenomenon of pre-ignition of the heat engine resulting in abnormal combustion in a heat engine comprising at least one cylinder. This pre-ignition phenomenon causes abnormal combustion occurring upstream of the ignition of the fuel mixture in the combustion chamber of the cylinder by the spark of the spark plug, this by self-ignition with a flame front of a part of the fuel mixture in the vicinity of the top dead center of the piston in said at least one cylinder. This pre-ignition phenomenon occurs given the high pressures and high temperatures reached in the combustion chamber.
[0003] Des phénomènes de pré-allumage peuvent dériver en apparaissant de plus en plus tôt vers un autre phénomène dont la présente invention entend anticiper l’apparition. Ce phénomène est dénommé combustion lisse ou « glow ignition » en langue anglo- saxonne. Pre-ignition phenomena can derive by appearing earlier and earlier towards another phenomenon whose present invention intends to anticipate the appearance. This phenomenon is called smooth combustion or “glow ignition” in the English language.
[0004] La détection du pré-allumage se fait par l’intermédiaire d’un capteur de cognement, avantageusement un capteur piézo-électrique, placé sur le bloc moteur permettant de détecter les vibrations caractéristiques générées par une onde de choc dans le cylindre en cas de pré-allumage. Le capteur piézo-électrique délivre un signal électrique qui, traité, sert à reconnaître l’apparition d’un pré-allumage. The detection of pre-ignition is done by means of a knock sensor, advantageously a piezoelectric sensor, placed on the engine block making it possible to detect the characteristic vibrations generated by a shock wave in the cylinder in pre-ignition. The piezoelectric sensor delivers an electrical signal which, processed, is used to recognize the appearance of a pre-ignition.
[0005] Pour ce faire, une fenêtre angulaire d’observation du signal piézo-électrique, délimitant une plage angulaire d’angle de rotation d’un vilebrequin associé au moteur thermique, permet par le biais d’un filtrage spécifique enlevant les vibrations autres que celles résultant d’un pré-allumage et d’une intégration du signal, de détecter le pré-allumage si la valeur de l’intégrale du signal traité dépasse un seuil spécifique. [0006] Par contre, une combustion lisse est un pré-allumage très précoce qui provoque une forte augmentation de la pression dans le cylindre mais sans apparition d’onde de choc. Une combustion lisse n’est donc pas détectable par le capteur piézo-électrique qui ne perçoit pas de vibrations suffisantes. Une combustion lisse est cependant un phénomène très préjudiciable à la durée de vie du moteur et doit donc soit être détectée, soit être évitée de manière préventive. To do this, an angular window for observing the piezoelectric signal, delimiting an angular range of angle of rotation of a crankshaft associated with the heat engine, allows through specific filtering removing other vibrations than those resulting from pre-ignition and integration of the signal, detecting pre-ignition if the value of the integral of the signal processed exceeds a specific threshold. On the other hand, smooth combustion is a very early pre-ignition which causes a large increase in the pressure in the cylinder but without the appearance of a shock wave. Smooth combustion is therefore not detectable by the piezoelectric sensor which does not perceive sufficient vibrations. Smooth combustion is, however, a phenomenon very detrimental to the life of the engine and must therefore either be detected or be prevented as a preventive measure.
[0007] Il a été élaboré une stratégie permettant dans certains cas de détecter un phénomène de combustion lisse en observant les variations d’accélération du volant moteur. Cette stratégie permet une action curative mais n’autorise pas à agir préventivement avec donc toujours un risque d’endommager le moteur par l’apparition de combustions lisses étalées dans la durée. [0007] A strategy has been developed which makes it possible in certain cases to detect a phenomenon of smooth combustion by observing the variations in acceleration of the flywheel. This strategy allows a curative action but does not allow to act preventively with therefore always a risk of damaging the engine by the appearance of smooth combustions spread over time.
[Exposé de l’invention] [Disclosure of the invention]
[0008] Le problème à la base de la présente invention est d’anticiper une apparition d’un phénomène de combustion lisse dans un moteur thermique comprenant au moins un cylindre, un capteur de cognement présent en association avec le moteur thermique pour une détection de pré-allumages n’étant pas apte à détecter un tel phénomène de combustion lisse. The problem underlying the present invention is to anticipate an occurrence of a smooth combustion phenomenon in a heat engine comprising at least one cylinder, a knock sensor present in association with the heat engine for detection of pre-ignitions not being able to detect such a smooth combustion phenomenon.
[0009] A cet effet, la présente invention concerne un procédé d'anticipation d'une apparition d'un phénomène de combustion lisse dans un moteur thermique comprenant au moins un cylindre, le procédé comprenant une détection des vibrations du moteur représentatives d'un phénomène de pré-allumage dans ledit au moins un cylindre se produisant dans une plage angulaire sélectionnée d'angles de rotation d'un vilebrequin associé au moteur thermique s'étendant entre une borne angulaire inférieure et une borne angulaire supérieure, un signal électrique dans ladite plage angulaire étant délivré et servant de base à un signal traité qui est comparé à un seuil de détection prédéterminé, un phénomène de pré-allumage étant détecté quand le signal traité passe au-dessus du seuil de détection, caractérisé en ce que To this end, the present invention relates to a method of anticipating an appearance of a phenomenon of smooth combustion in a heat engine comprising at least one cylinder, the method comprising a detection of engine vibrations representative of a phenomenon of pre-ignition in said at least one cylinder occurring in a selected angular range of angles of rotation of a crankshaft associated with the heat engine extending between a lower angular terminal and an upper angular terminal, an electrical signal in said angular range being delivered and serving as a basis for a processed signal which is compared to a predetermined detection threshold, a pre-ignition phenomenon being detected when the processed signal passes above the detection threshold, characterized in that
ladite plage angulaire est partagée en plusieurs intervalles consécutifs avec une identification de l'intervalle dans lequel le phénomène de pré-allumage est détecté, l'intervalle identifié étant localisé par rapport à la borne inférieure de ladite plage ou par rapport à au moins un intervalle précédent pour lequel un phénomène de pré allumage avait été précédemment détecté, et, au moins, quand un incrément, représentatif de la localisation de l'intervalle identifié par rapport à la borne inférieure (Bi) et augmentant plus l'intervalle identifié est proche de la borne inférieure, est supérieur à un seuil d'incrémentation, said angular range is divided into several consecutive intervals with an identification of the interval in which the pre-ignition phenomenon is detected, the identified interval being located with respect to the lower limit of said range or with respect to at least one interval previous for which a pre-ignition phenomenon had been previously detected, and, at least, when an increment, representative of the location of the identified interval with respect to the lower bound (Bi) and increasing more the identified interval is close to the lower bound, is greater than an increment threshold,
il est anticipé une apparition de combustion lisse. an appearance of smooth combustion is anticipated.
[0010] La combustion lisse est un pré-allumage très précoce qui n’apparaît que rarement de manière spontanée. En règle générale, il s’agit initialement d’un pré-allumage classique détectable par ses vibrations caractéristiques qui dérive vers une combustion lisse en se produisant de plus en plus tôt. Smooth combustion is a very early pre-ignition which rarely appears spontaneously. As a rule, it is initially a classic pre-ignition detectable by its characteristic vibrations which drifts towards a smooth combustion by occurring earlier and earlier.
[0011] En découpant la plage angulaire ou fenêtre d’observation en intervalles ou secteurs, il est possible d’estimer l’intervalle d’apparition du pré-allumage et de surveiller son éventuelle dérive soit directement vers la borne inférieure de la plage angulaire soit par rapport à un intervalle pour lequel un pré-allumage a été précédemment détecté afin de voir l’évolution des intervalles de détection des pré-allumages successifs. Par intervalle précédent, il est donc entendu un intervalle précédemment identifié pour avoir subi un pré allumage lors d’une détection précédente à la détection en vigueur. By cutting the angular range or observation window into intervals or sectors, it is possible to estimate the interval of appearance of the pre-ignition and to monitor its possible drift either directly towards the lower bound of the angular range either with respect to an interval for which a pre-ignition was previously detected in order to see the evolution of the detection intervals of the successive pre-ignitions. By previous interval, it is therefore understood an interval previously identified for having undergone a pre-ignition during a detection previous to the detection in force.
[0012] Lorsque cette dérive va dans le sens d’une probable future occurrence d’une combustion lisse par rapprochement de l’intervalle identifié de la borne inférieure de la plage angulaire, il est conclu préventivement à une apparition prochaine d’une combustion lisse. Alors, des actions correctives préventives peuvent être mises en place avant même l’apparition de la combustion lisse. When this drift goes in the direction of a probable future occurrence of a smooth combustion by approximation of the identified interval of the lower limit of the angular range, it is concluded preventively to an imminent appearance of a smooth combustion . So, preventive corrective actions can be implemented even before the appearance of smooth combustion.
[0013] La mise en oeuvre du procédé selon l’invention permet d’agir avant l’apparition d’une combustion lisse afin de l’éviter, ce qui est un grand avantage par rapport à l’état de la technique le plus proche qui ne peut pas anticiper une combustion lisse. Or, l’apparition d’une combustion lisse est très dommageable pour le moteur et est à éviter le plus possible. La combustion lisse étant préjudiciable à la durée de vie du moteur et à sa performance, il est donc très favorable d’agir de manière préventive plutôt que curative. The implementation of the method according to the invention allows to act before the appearance of a smooth combustion in order to avoid it, which is a great advantage compared to the closest state of the art who cannot anticipate smooth combustion. However, the appearance of smooth combustion is very damaging to the engine and should be avoided as much as possible. Smooth combustion is detrimental to the life of the engine and its performance, so it is very favorable to act preventively rather than curative.
[0014] Le procédé selon l’invention est donc complémentaire des éventuelles autres stratégies qui se contentent d’essayer de détecter la combustion lisse par d’autres moyens qu’en suivant des détections de pré-allumage par capteur de cognement. The method according to the invention is therefore complementary to any other strategies which are content to try to detect smooth combustion by other means than by following pre-ignition detections by knock sensor.
[0015] Selon une variante, l’étape consistant en au moins, quand un incrément, représentatif de la localisation de l'intervalle identifié par rapport à la borne inférieure et augmentant plus l'intervalle identifié est proche de la borne inférieure, est supérieur à un seuil d'incrémentation comprend les étapes suivantes : According to a variant, the step consisting of at least, when an increment, representative of the location of the interval identified with respect to the lower bound and increasing more the identified interval is close to the lower bound, is greater than an increment threshold comprises the following steps:
au moins, quand un premier incrément, représentatif de la localisation de l’intervalle identifié par rapport à la borne inférieure et augmentant plus l’intervalle identifié est proche de la borne inférieure, est supérieur à un premier seuil d’incrémentation ou quand un deuxième incrément, augmentant plus une différence de distance de la borne inférieure (Bi) entre l'intervalle précédent et l'intervalle identifié (lid) est grande, est supérieur à un deuxième seuil d'incrémentation, les distances respectives de l’intervalle identifié et de l’intervalle précédent par rapport à la borne inférieure étant ainsi comparées en vue d’évaluer le décalage vers la borne inférieure Bi de la plage angulaire d’un intervalle identifié par rapport à un intervalle précédent. at least, when a first increment, representative of the location of the identified interval relative to the lower bound and increasing more the identified interval is close to the lower bound, is greater than a first increment threshold or when a second increment, increasing more a difference in distance from the lower bound (Bi) between the previous interval and the identified interval (lid) is large, is greater than a second incrementation threshold, the respective distances from the identified interval and of the previous interval with respect to the lower bound thus being compared with a view to evaluating the offset towards the lower bound Bi of the angular range of an identified interval with respect to a preceding interval.
[0016] Le procédé de la présente invention peut être mis en oeuvre avec une seule incrémentation mais une double incrémentation avec mise en oeuvre des premier et deuxième incréments ayant été détaillés précédemment en étant pris individuellement est très favorable. The method of the present invention can be implemented with a single increment but a double increment with implementation of the first and second increments having been detailed previously by being taken individually is very favorable.
[0017] Avantageusement, le premier incrément varie logarithmiquement. La progression logarithmique peut être plus importante au voisinage de la borne inférieure de la plage angulaire qu’en éloignement de la borne inférieure, notamment au voisinage de la borne supérieure. Advantageously, the first increment varies logarithmically. The logarithmic progression may be greater in the vicinity of the lower bound of the angular range than in the distance from the lower bound, in particular in the vicinity of the upper bound.
[0018] Avantageusement, le deuxième incrément varie linéairement. Advantageously, the second increment varies linearly.
[0019] Avantageusement, il est anticipé une apparition de combustion lisse quand le premier incrément est supérieur au premier seuil d’incrémentation et quand le deuxième incrément est supérieur au deuxième seuil d’incrémentation. Ceci représente une forme de réalisation très avantageuse garantissant une double sécurité d’anticipation d’apparition d’une combustion lisse. Advantageously, an appearance of smooth combustion is anticipated when the first increment is greater than the first incrementation threshold and when the second increment is greater than the second incrementation threshold. This represents a very advantageous embodiment guaranteeing a double security of anticipation of the appearance of smooth combustion.
[0020] Le mode d’incrémentation est aussi important pour privilégier éventuellement un incrément par rapport à l’autre incrément. Par exemple, s’il y a une progression se vérifiant sur plusieurs intervalles de détection ou intervalles identifiés pendant plusieurs détections de pré-allumage successives, le deuxième incrément peut être sélectionné pour en tenir compte. The incrementation mode is also important to possibly favor an increment compared to the other increment. For example, if there is a progression occurring over several detection intervals or intervals identified during several successive pre-ignition detections, the second increment can be selected to take it into account.
[0021] Avantageusement, selon une variante : quand un premier incrément, représentatif de la localisation de l'intervalle identifié (lid) par rapport à la borne inférieure (Bi) et augmentant plus l'intervalle identifié (lid) est proche de la borne inférieure (Bi), est déterminé, et Advantageously, according to a variant: when a first increment, representative of the location of the identified interval (lid) relative to the lower bound (Bi) and increasing further the identified interval (lid) is close to the lower bound (Bi), is determined, and
quand un deuxième incrément, augmentant plus une différence de distance de la borne inférieure (Bi) entre l'intervalle précédent et l'intervalle identifié (lid) est grande, est déterminé, les distances respectives de l’intervalle identifié et de l’intervalle précédent par rapport à la borne inférieure étant ainsi comparées en vue d’évaluer le décalage vers la borne inférieure Bi de la plage angulaire d’un intervalle identifié par rapport à un intervalle précédent, when a second increment, increasing more a difference in distance of the lower bound (Bi) between the preceding interval and the identified interval (lid) is large, is determined, the respective distances of the identified interval and the interval previous with respect to the lower bound thus being compared with a view to evaluating the shift towards the lower bound Bi of the angular range of an identified interval with respect to a preceding interval,
le deuxième incrément est ajouté au premier incrément et quand une somme des premier et deuxième incréments est supérieure à un seuil d’incrémentation total, il est anticipé une apparition de combustion lisse. the second increment is added to the first increment and when a sum of the first and second increments is greater than a total increment threshold, an appearance of smooth combustion is anticipated.
[0022] Un incrément peut être inférieur à son seuil d’incrémentation tandis que l’autre incrément est supérieur à son seuil d’incrémentation, ce qui ne facilite pas une prise de décision. En faisant la somme, par exemple en ayant des modes d’incrémentation différents pour chacun des incréments, par exemple logarithmique ou linéaire, on peut privilégier un incrément par rapport à l’autre en lui accordant plus d’importance dans la somme et rendre plus facile la prise de décision. An increment may be less than its increment threshold while the other increment is greater than its increment threshold, which does not facilitate decision-making. By making the sum, for example by having different increment modes for each of the increments, for example logarithmic or linear, one can favor an increment compared to the other by granting it more importance in the sum and making more easy decision making.
[0023] Avantageusement, le signal traité qui est comparé à un seuil de détection est le signal électrique intégré et filtré des vibrations non provoquées par un pré-allumage. Le moteur est soumis à des vibrations ne résultant pas d’un pré-allumage et ces vibrations doivent être filtrées. Ces vibrations peuvent être en général de fréquence différente que les vibrations de pré-allumage. Advantageously, the processed signal which is compared to a detection threshold is the integrated and filtered electrical signal from vibrations not caused by pre-ignition. The engine is subjected to vibrations which do not result from pre-ignition and these vibrations must be filtered. These vibrations can generally be of different frequency than the pre-ignition vibrations.
[0024] Avantageusement, ladite plage angulaire encadre un Point Mort Haut d’un piston dans ledit au moins un cylindre du moteur thermique en variant d’au plus +/- 40° autour de ce Point Mort Haut. C’est vers le Point Mort Haut du piston que se produit le pré-allumage pouvant glisser vers une combustion lisse en se produisant de plus en plus tôt. Advantageously, said angular range surrounds a Top Dead Center of a piston in said at least one cylinder of the heat engine by varying at most +/- 40 ° around this Top Dead Center. It is towards the top dead center of the piston that the pre-ignition occurs which can slide towards a smooth combustion by occurring earlier and earlier.
[0025] Avantageusement, une plage temporelle est déterminée à partir de ladite plage angulaire en prenant en compte un régime moteur alors en vigueur. Ceci peut simplifier les calculs effectués par un calculateur d’une unité de contrôle électronique. Advantageously, a time range is determined from said angular range taking into account an engine speed then in force. This can simplify the calculations made by a computer in an electronic control unit.
[0026] La présente invention concerne aussi un procédé de prévention d’apparition de combustion lisse dans un moteur thermique comprenant au moins un cylindre, remarquable en ce qu’il met en oeuvre un tel procédé d’anticipation d’une apparition d’un phénomène de combustion lisse dans un moteur thermique, des mesures préventives étant mises en oeuvre quand une apparition est anticipée, les mesures préventives étant sélectionnées parmi les mesures suivantes prises unitairement ou en combinaison : une modification d’au moins un paramètre d’injection de carburant dans ledit au moins un cylindre, un refroidissement dudit au moins un cylindre, toute action permettant de réduire une pression dans une chambre de combustion dudit au moins un cylindre comme une réduction d’une pression d’admission dans ledit au moins un cylindre ou une ouverture d’une soupape dudit au moins un cylindre et une introduction d’un agent dans la chambre de combustion contenant du carburant, de l’eau ou du dioxyde de carbone. The present invention also relates to a method for preventing the appearance of smooth combustion in a heat engine comprising at least one cylinder, remarkable in that it implements such a method of anticipating an appearance of a phenomenon of smooth combustion in an internal combustion engine, preventive measures being implemented when an appearance is anticipated, the preventive measures being selected from the following measures taken individually or in combination: a modification of at least one fuel injection parameter in said at least one cylinder, cooling of said at least one cylinder, any action making it possible to reduce a pressure in a combustion chamber of said at least one cylinder such as a reduction of an inlet pressure in said at least one cylinder or an opening of 'a valve of said at least one cylinder and introduction of an agent into the combustion chamber containing fuel, water or carbon dioxide.
[0027] La mise en oeuvre des mesures préventives est l’aboutissement d’une anticipation d’une apparition d’une combustion lisse et ces mesures sont à mettre en oeuvre de manière préventive avant l’apparition d’une combustion lisse. The implementation of preventive measures is the culmination of an anticipation of the appearance of smooth combustion and these measures are to be implemented preventively before the appearance of smooth combustion.
[0028] La présente invention concerne enfin un ensemble d’une unité de contrôle moteur d’un moteur thermique et d’un capteur de cognement pour une mise en oeuvre d’un tel procédé de prévention d’apparition de combustion lisse dans un moteur thermique comprenant au moins un cylindre, le capteur de cognement détectant des vibrations du moteur représentatives d’un phénomène de pré-allumage dans ledit au moins un cylindre se produisant dans une plage angulaire de rotation d’un vilebrequin associé au moteur thermique, le capteur de cognement délivrant un signal électrique et l’unité de contrôle moteur comprenant des moyens de traitement du signal électrique et des moyens de comparaison du signal traité à un seuil de détection mémorisé, remarquable en ce que l’unité de contrôle moteur comprend des moyens de partage de ladite plage en intervalles, des moyens d’identification de l’intervalle dans lequel un phénomène de pré-allumage est détecté, des moyens de localisation de l’intervalle identifié par rapport à une borne inférieure de ladite plage ou par rapport à au moins un intervalle précédent pour lequel un phénomène de pré-allumage avait été précédemment détecté, des moyens d’attribution d’un incrément, représentatif d’une localisation de l’intervalle identifié par rapport à la borne inférieure, des moyens de détection d’une anticipation d’une apparition de combustion lisse et des moyens d’activation de mesures préventives étant mises en oeuvre quand une apparition est anticipée. The present invention finally relates to an assembly of an engine control unit of a heat engine and a knock sensor for an implementation of such a method of preventing the appearance of smooth combustion in an engine comprising at least one cylinder, the knock sensor detecting engine vibrations representative of a pre-ignition phenomenon in said at least one cylinder occurring within an angular range of rotation of a crankshaft associated with the engine, the sensor knock delivering an electrical signal and the engine control unit comprising means for processing the electrical signal and means for comparing the processed signal with a memorized detection threshold, remarkable in that the engine control unit comprises means for partitioning of said range in intervals, means for identifying the interval in which a pre-ignition phenomenon is detected, means for locating the interval identi relied on with respect to a lower limit of said range or with respect to at least one previous interval for which a pre-ignition phenomenon had been previously detected, means for allocating an increment, representative of a location of the interval identified with respect to the lower bound, means for detecting anticipation of an appearance of smooth combustion and means for activating preventive measures being implemented when an appearance is anticipated.
[0029] Selon l’état de la technique de détection de pré-allumages, le découpage de la fenêtre d’observation en intervalles est déjà mis en place mais n’est pas utilisé car il n’y avait pas de besoins identifiés. La présente invention utilise donc un capteur de cognement déjà présent en association avec le moteur thermique et l’utilisation d’une fenêtre de plage angulaire aussi présente dans un logiciel de traitement de pré-allumage que la présente invention complète pour la rendre apte à anticiper une combustion lisse. Les adaptations pour la mise en oeuvre du procédé selon l’invention sont ainsi peu coûteuses car utilisant des moyens déjà présents pour la détection de pré-allumages. According to the state of the art of pre-ignition detection, the division of the observation window into intervals is already in place but is not used because there were no identified needs. The present invention therefore uses a knock sensor already present in association with the heat engine and the use of a range window. angular also present in pre-ignition processing software that the present invention completes to make it capable of anticipating smooth combustion. The adaptations for implementing the method according to the invention are thus inexpensive because using means already present for the detection of pre-ignitions.
[0030] La détection préventive d’apparition d’une combustion lisse donne un nouveau rôle à des éléments logiciels déjà présents pour la détection de pré-allumages avec seulement une adaptation pour intégrer une reconnaissance de dérive angulaire de l’intervalle de détection et les actions préventives à réaliser le cas échéant. The preventive detection of the appearance of smooth combustion gives a new role to software elements already present for the detection of pre-ignitions with only an adaptation to integrate recognition of angular drift of the detection interval and the preventive actions to be carried out if necessary.
[Description des dessins] [Description of the drawings]
[0031] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels : Other characteristics, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows and with regard to the appended drawings given by way of nonlimiting examples and in which:
[Fig. 1] : la figure 1 illustre un logigramme d’une forme de réalisation d’un procédé de prévention d’apparition de combustion lisse dans un moteur thermique selon la présente invention, [Fig. 1]: FIG. 1 illustrates a flow diagram of an embodiment of a method for preventing the occurrence of smooth combustion in a heat engine according to the present invention,
[Fig. 2] : la figure 2 est une représentation schématique d’une vue d’une fenêtre d’observation d’un pré-allumage définissant une plage angulaire de rotation du vilebrequin associé au moteur thermique pouvant servir pour la mise en oeuvre d’un procédé d’anticipation d’une apparition d’un phénomène de combustion lisse ou d’un procédé de prévention d’apparition de combustion lisse dans un moteur thermique selon la présente invention, [Fig. 2]: FIG. 2 is a schematic representation of a view of a window for observing a pre-ignition defining an angular range of rotation of the crankshaft associated with the heat engine which can be used for the implementation of a method anticipation of the appearance of a smooth combustion phenomenon or of a process for preventing the appearance of smooth combustion in a heat engine according to the present invention,
[Fig. 3] : la figure 3 illustre un logigramme de l’algorithme de prévention d’une apparition d’une combustion lisse faisant partie d’une forme de réalisation d’un procédé de prévention d’apparition de combustion lisse dans un moteur thermique selon la présente invention utilisant deux incréments d’anticipation d’apparition de combustion lisse alors que l’utilisation d’un seul incrément peut aussi rentrer dans le cadre de la présente invention. [Fig. 3]: FIG. 3 illustrates a flow diagram of the algorithm for preventing the appearance of smooth combustion forming part of an embodiment of a method for preventing the appearance of smooth combustion in a heat engine according to the present invention using two increments of anticipation of appearance of smooth combustion while the use of a single increment can also come within the framework of the present invention.
[Description des modes de réalisation] [Description of the embodiments]
[0032] Il est tout d’abord rappelé ce qui est dénommé pré-allumage et combustion lisse pour bien différencier ces deux phénomènes. It is first of all recalled what is called pre-ignition and smooth combustion to clearly differentiate these two phenomena.
[0033] Un pré-allumage est une inflammation incontrôlée et prématurée du mélange air- carburant dans une chambre de combustion d’un cylindre de moteur thermique se produisant vers la fin de la phase de compression. Ceci peut avoir lieu, notamment mais non limitativement, dans des moteurs à allumage commandé, notamment à carburant essence ou à mélange contenant de l’essence, à taux de compression élevé ou avec suralimentation, sans que le système d'allumage par la bougie ne produise une étincelle. A pre-ignition is an uncontrolled and premature ignition of the air-fuel mixture in a combustion chamber of a heat engine cylinder occurring towards the end of the compression phase. This can take place, in particular but but not limited to, with positive-ignition engines, in particular with petrol fuel or a mixture containing petrol, with a high compression ratio or with supercharging, without the spark plug ignition system producing a spark.
[0034] Un pré-allumage est détectable par le suivi de vibrations se produisant dans le moteur et spécifiques d’un pré-allumage en étant reconnues comme telles. Pre-ignition is detectable by monitoring vibrations occurring in the engine and specific to pre-ignition by being recognized as such.
[0035] Une combustion lisse dérive d’un pré-allumage se produisant de plus en plus tôt dans une fenêtre d’observation angulaire, généré dans le cylindre en raison d'un composant chaud et fonctionnant sans heurt, donc indétectable par le suivi des vibrations. L'augmentation de température et l'augmentation de pression liées à une combustion lisse sont amplifiées par la compression incomplète dans la chambre de combustion. Il en résulte des valeurs extrêmes de température et de pression dans la chambre de combustion, pouvant conduire à la destruction des composants du moteur. Smooth combustion is derived from a pre-ignition occurring earlier and earlier in an angular observation window, generated in the cylinder due to a hot component and operating smoothly, therefore undetectable by monitoring vibrations. The increase in temperature and increase in pressure associated with smooth combustion are amplified by the incomplete compression in the combustion chamber. This results in extreme values of temperature and pressure in the combustion chamber, which can lead to the destruction of engine components.
[0036] Une combustion lisse est donc un phénomène plus grave qu’un pré-allumage et de surcroît indétectable. De ce fait, la présente invention propose de procéder à une détection anticipée d’une combustion lisse avant que cette combustion lisse n’ait lieu, ceci en analysant une dérive de phénomènes de pré-allumages, quant à eux aisément identifiables. Smooth combustion is therefore a more serious phenomenon than pre-ignition and, moreover, undetectable. Therefore, the present invention proposes to carry out an early detection of a smooth combustion before this smooth combustion takes place, this by analyzing a drift of pre-ignition phenomena, as for them easily identifiable.
[0037] Dans sa forme la plus simple, la présente invention concerne un procédé d’anticipation d’une apparition d’un phénomène de combustion lisse dans un moteur thermique comprenant au moins un cylindre et dans sa forme la plus élaborée, la présente invention concerne un procédé de prévention d’apparition de combustion lisse dans un moteur thermique mettant en oeuvre des mesures préventives quand une apparition d’une combustion lisse est anticipée. In its simplest form, the present invention relates to a process for anticipating an appearance of a phenomenon of smooth combustion in a heat engine comprising at least one cylinder and in its most elaborate form, the present invention relates to a method for preventing the appearance of smooth combustion in a heat engine implementing preventive measures when an appearance of smooth combustion is anticipated.
[0038] En se référant à la figure 1 et aussi à la figure 2, une forme de réalisation du procédé de prévention d’apparition de combustion lisse dans un moteur thermique peut comprendre les étapes suivantes. La première étape ou étape A est la détection d’un pré allumage se faisant à partir d’une détection des vibrations du moteur représentatives d’un phénomène de pré-allumage dans au moins un cylindre du moteur thermique. Referring to FIG. 1 and also to FIG. 2, an embodiment of the method for preventing the appearance of smooth combustion in an internal combustion engine can comprise the following steps. The first step or step A is the detection of a pre-ignition being made from a detection of the vibrations of the engine representative of a phenomenon of pre-ignition in at least one cylinder of the heat engine.
[0039] Il a été préalablement défini une plage sélectionnée d’angle de rotation d’un vilebrequin associé au moteur thermique s’étendant, comme montré à la figure 2, entre une borne angulaire inférieure Bi et une borne angulaire supérieure Bs, cette plage ayant été sélectionnée par expérience, un ou des pré-allumages étant susceptibles de se produire dans cette plage. [0040] Par exemple, la plage angulaire peut encadrer un Point Mort Haut d’un piston dans le ou chaque cylindre du moteur thermique en variant d’au plus +/- 40° autour de ce Point Mort Haut. Cette plage angulaire peut aussi être plus réduite que +/- 40°, par exemple +/- 30° ou autre. It has previously been defined a selected range of angle of rotation of a crankshaft associated with the heat engine extending, as shown in Figure 2, between a lower angular terminal Bi and an upper angular terminal Bs, this range having been selected by experience, one or more pre-ignitions being likely to occur in this range. For example, the angular range can surround a Top Dead Center of a piston in the or each cylinder of the engine varying by at most +/- 40 ° around this Top Dead Center. This angular range can also be more reduced than +/- 40 °, for example +/- 30 ° or other.
[0041] De manière classique pour un pré-allumage, il est délivré un signal électrique dans la plage angulaire, avantageusement par un capteur de cognement, notamment un capteur piézo-électrique. Conventionally for a pre-ignition, an electrical signal is delivered in the angular range, advantageously by a knock sensor, in particular a piezoelectric sensor.
[0042] Ce signal sert de base à un signal traité qui est comparé à un seuil de détection prédéterminé, un phénomène de pré-allumage étant détecté quand le signal traité passe au-dessus du seuil de détection. Par exemple, le signal traité peut être l’intégrale du signal électrique qui est comparée à un seuil de détection, le signal électrique ayant été préalablement filtré des vibrations non provoquées par un pré-allumage, les vibrations provoquées par un pré-allumage étant des vibrations différentes d’autres vibrations créées lors du fonctionnement du moteur thermique. This signal serves as the basis for a processed signal which is compared to a predetermined detection threshold, a pre-ignition phenomenon being detected when the processed signal passes above the detection threshold. For example, the processed signal can be the integral of the electrical signal which is compared to a detection threshold, the electrical signal having been previously filtered from vibrations not caused by pre-ignition, the vibrations caused by pre-ignition being vibrations different from other vibrations created during the operation of the engine.
[0043] A l’étape A, quand aucun pré-allumage n’est détecté, ce qui est montré par la sortie N de cette étape A, l’étape A est refaite à nouveau et quand un pré-allumage est détecté ce qui est montré par la sortie O de cette étape A, il est passé à l’étape B qui est la deuxième étape de cette forme de réalisation du procédé selon l’invention. In step A, when no pre-ignition is detected, which is shown by the output N of this step A, step A is repeated again and when a pre-ignition is detected which is shown by the output O of this step A, it is passed to step B which is the second step of this embodiment of the method according to the invention.
[0044] A l’étape B, la plage angulaire est partagée en plusieurs intervalles consécutifs avec une identification de l’intervalle dans lequel le phénomène de pré-allumage est détecté, cet intervalle étant dénommé intervalle identifié, ceci pour la détection en vigueur. In step B, the angular range is divided into several consecutive intervals with an identification of the interval in which the pre-ignition phenomenon is detected, this interval being called the identified interval, this for the detection in force.
[0045] Selon deux modes alternatifs mais qui peuvent aussi être combinés, il peut exister une localisation de l’intervalle identifié par rapport à la borne inférieure Bi de ladite plage selon un premier mode. Selon un deuxième mode, il peut exister une localisation de l’intervalle identifié par rapport à au moins un intervalle identifié précédent pour lequel un phénomène de pré-allumage avait été précédemment détecté, ceci lors d’une précédente étape A de détection du pré-allumage antérieure à la détection en vigueur, les distances respectives de l’intervalle identifié et de l’intervalle précédent par rapport à la borne inférieure B1 étant comparées. According to two alternative modes but which can also be combined, there may be a location of the identified interval with respect to the lower bound Bi of said range according to a first mode. According to a second mode, there may be a location of the identified interval with respect to at least one previous identified interval for which a pre-ignition phenomenon had been previously detected, this during a previous step A of detection of the pre- ignition prior to detection in effect, the respective distances of the identified interval and the preceding interval from the lower bound B1 being compared.
[0046] L’intervalle identifié est donc mémorisé ainsi que sa localisation par rapport à la borne inférieure Bi de la plage angulaire ou son décalage par rapport à un intervalle précédemment identifié lors d’une étape A précédente de détection, un pré-allumage ayant eu lieu précédemment dans cet intervalle. [0047] En effet, plus un pré-allumage est proche de la borne inférieure Bi de la plage angulaire et plus une probabilité d’une combustion lisse dans un proche avenir des combustions successives du moteur est grande. De ce fait, plus le décalage vers la borne inférieure Bi de la plage angulaire d’un intervalle identifié par rapport à un intervalle identifié précédent est important, plus le risque d’apparition d’une prochaine combustion lisse augmente. The identified interval is therefore memorized as well as its location with respect to the lower bound Bi of the angular range or its offset with respect to an interval previously identified during a previous detection step A, a pre-ignition having occurred previously in this interval. In fact, the closer a pre-ignition is to the lower limit Bi of the angular range, the greater the probability of smooth combustion in the near future of successive combustion of the engine. Therefore, the greater the shift towards the lower limit Bi of the angular range of an identified interval with respect to a previous identified interval, the greater the risk of the appearance of a next smooth combustion.
[0048] La deuxième étape B est suivie d’une troisième étape C mettant en oeuvre un algorithme de détection de glissement d’un intervalle identifié vers la borne inférieure Bi de la plage angulaire, soit directement ou par rapport à la localisation d’un intervalle identifié précédent d’où une augmentation de la probabilité d’apparition d’une combustion lisse. Cette troisième étape C sera ultérieurement plus précisément décrite en regard de la figure 3. The second step B is followed by a third step C implementing an algorithm for detecting a slip of an identified interval towards the lower bound Bi of the angular range, either directly or relative to the location of a previous identified interval hence an increase in the probability of occurrence of smooth combustion. This third step C will be described more precisely below with reference to FIG. 3.
[0049] Si la mise en oeuvre de l’algorithme lors de la troisième étape C conclut à un risque faible d’apparition ou à aucun risque d’apparition d’une combustion lisse, ce qui est montré par la sortie N, il est retourné à la première étape A de détection d’un pré-allumage. If the implementation of the algorithm during the third step C concludes that there is a low risk of occurrence or no risk of occurrence of smooth combustion, which is shown by the output N, it is returned to the first step A of pre-ignition detection.
[0050] Dans le cas d’un risque élevé d’apparition d’une combustion lisse, ce qui est illustré par la sortie O de la troisième étape C, cette troisième étape C peut être suivie d’une quatrième étape D de mise en oeuvre d’actions préventives contre la combustion lisse. In the case of a high risk of occurrence of smooth combustion, which is illustrated by the output O of the third step C, this third step C can be followed by a fourth step D of setting preventive action against smooth combustion.
[0051] Sans que cela soit limitatif, les mesures préventives peuvent être sélectionnées parmi les mesures suivantes prises unitairement ou en combinaison : une modification d’au moins un paramètre d’injection de carburant dans le ou chaque cylindre du moteur thermique, un refroidissement du ou de chaque cylindre, toute action permettant de réduire une pression dans une chambre de combustion du ou de chaque cylindre comme une réduction d’une pression d’admission dans le ou chaque cylindre ou une ouverture d’une soupape du ou de chaque cylindre et une introduction d’un agent dans la chambre de combustion contenant du carburant, de l’eau ou du dioxyde de carbone. Without being limiting, the preventive measures can be selected from the following measures taken individually or in combination: a modification of at least one fuel injection parameter in the or each cylinder of the heat engine, cooling of the or of each cylinder, any action making it possible to reduce a pressure in a combustion chamber of the or each cylinder such as a reduction of an inlet pressure in the or each cylinder or an opening of a valve of the or each cylinder and introduction of an agent into the combustion chamber containing fuel, water or carbon dioxide.
[0052] Comme paramètres d’injection de carburant, il peut être pris unitairement ou en combinaison un phasage d’injection, une quantité de carburant injectée ou une coupure temporaire d’injection de carburant dans le ou chaque cylindre. As fuel injection parameters, it can be taken individually or in combination with an injection phasing, an amount of fuel injected or a temporary cut of fuel injection in the or each cylinder.
[0053] Une coupure temporaire d’injection de carburant peut réduire, par exemple, la température dans le cylindre de même que l’injection d’air frais non brûlé. A temporary fuel injection cutoff can reduce, for example, the temperature in the cylinder as well as the injection of fresh unburned air.
[0054] Inversement, il peut être procédé à une réinjection de carburant à un angle de vilebrequin prédéterminé pour arrêter la propagation d’une flamme lors de la combustion lisse en la soufflant par augmentation de la richesse du mélange dans la chambre de combustion, le carburant injecté prélevant de la chaleur à l’intérieur de la chambre de combustion pour sa vaporisation et donc diminuant la température à l’intérieur de la chambre de combustion du cylindre ou de chaque cylindre et ainsi le risque d’auto inflammation. Conversely, a fuel reinjection can be carried out at a predetermined crank angle to stop the propagation of a flame during combustion. smooth by blowing it by increasing the richness of the mixture in the combustion chamber, the injected fuel taking heat inside the combustion chamber for its vaporization and therefore reducing the temperature inside the combustion chamber cylinder or each cylinder and thus the risk of self ignition.
[0055] Après la quatrième étape D, il est retourné à la première étape A pour une possible nouvelle détection de pré-allumage. Le procédé est alors recommencé tant de fois qu’il est nécessaire lors du roulage d’un véhicule automobile comportant un moteur thermique. After the fourth step D, it returned to the first step A for a possible new detection of pre-ignition. The process is then repeated as many times as necessary when driving a motor vehicle comprising a heat engine.
[0056] La figure 2 montre la division d’une fenêtre F de mesure ou plage angulaire en différents intervalles ou secteurs, dont un seul est référencé I. A la figure 2, il est montré 16 intervalles mais ce nombre n’est pas limitatif. Figure 2 shows the division of a measurement window F or angular range into different intervals or sectors, only one of which is referenced I. In Figure 2, it is shown 16 intervals but this number is not limiting .
[0057] Il est montré un seuil de détection sdet pour le signal signf I qui est l’intégrale du signal de base préalablement filtré, comme précédemment mentionné. La courbe du signal signf I croise le seuil de détection sdet et le franchit à la hausse dans un intervalle lid qui est l’intervalle identifié pour un pré-allumage. It is shown a detection threshold sdet for the signal signf I which is the integral of the basic signal previously filtered, as previously mentioned. The signal curve signf I crosses the detection threshold sdet and crosses it upwards in a lid interval which is the interval identified for pre-ignition.
[0058] La localisation de cet intervalle identifié lid peut se faire par rapport à la borne inférieure Bi de la fenêtre F qui est l’extrémité la plus à gauche de cette fenêtre F. Un premier incrément représentatif de la localisation de l’intervalle identifié par rapport à la borne inférieure Bi peut être affecté à cet intervalle identifié lid. Cet incrément n’est pas forcément linéaire mais augmente plus l’intervalle identifié lid se rapproche de la borne inférieure Bi. The location of this identified interval lid can be done relative to the lower bound Bi of window F which is the leftmost end of this window F. A first increment representative of the location of the identified interval relative to the lower bound Bi can be assigned to this interval identified lid. This increment is not necessarily linear but increases the more the identified interval lid approaches the lower bound Bi.
[0059] Comme exemple d’un incrément linéaire, ce qui n’est pas forcément le cas et n’est pas préféré, l’incrément pourrait être le numéro de l’intervalle identifié lid par rapport à la borne supérieure Bs en étant 7 et en pouvant varier de 1 quand adjacent à la borne supérieure Bs à 16 en étant adjacent à la borne inférieure Bi. Un incrément à progression logarithmique est cependant préféré. As an example of a linear increment, which is not necessarily the case and is not preferred, the increment could be the number of the identified interval lid relative to the upper bound Bs being 7 and being able to vary from 1 when adjacent to the upper terminal Bs to 16 while being adjacent to the lower terminal Bi. A log increment is preferred, however.
[0060] La plage angulaire ou fenêtre F de mesure peut être remplacée par une plage temporelle déterminée à partir de ladite plage angulaire en prenant en compte un régime moteur alors en vigueur. The angular range or measurement window F can be replaced by a time range determined from said angular range taking into account an engine speed then in force.
[0061] Il serait à priori possible de récupérer directement l’angle de dépassement du seuil de détection sans avoir à passer par le découpage en secteurs. L’information serait alors encore plus précise mais demanderait une charge logicielle plus importante et une évolution plus conséquente du logiciel. [0062] La figure 3 montre les sous-étapes prenant place lors de la troisième étape C de la figure 1 en mettant en oeuvre un algorithme de détection de glissement dans une forme de réalisation du procédé selon la présente invention avec utilisation de deux incrémentations alors que la mise en oeuvre d’une seule incrémentation peut être suffisante dans d’autres formes de réalisation du procédé selon l’invention. It would a priori be possible to directly recover the angle of exceedance of the detection threshold without having to go through the division into sectors. The information would then be even more precise but would require a higher software load and a more substantial evolution of the software. Figure 3 shows the sub-steps taking place during the third step C of Figure 1 by implementing a slip detection algorithm in one embodiment of the method according to the present invention with the use of two increments then that the implementation of a single increment may be sufficient in other embodiments of the method according to the invention.
[0063] A la figure 3, à la première sous-étape 1 de la mise en oeuvre de l’algorithme prenant place pendant la troisième étape C montrée à la figure 1 , un ou des compteurs d’incrémentation sont réinitialisés à zéro. In FIG. 3, in the first substep 1 of the implementation of the algorithm taking place during the third step C shown in FIG. 1, one or more increment counters are reset to zero.
[0064] A la deuxième sous-étape 2, il est détecté un pré-allumage à un angle de vilebrequin correspondant à un intervalle identifié. S’il n’est pas identifié d’intervalle, ce qui est montré par la sortie N de la sous-étape 2, un premier incrément et/ou, le cas échéant, un deuxième incrément qui sera ultérieurement plus précisément expliqué, sont référencés respectivement inférieur à zéro et égal à zéro à la sous-étape 3. In the second sub-step 2, a pre-ignition is detected at a crankshaft angle corresponding to an identified interval. If an interval is not identified, which is shown by the output N of sub-step 2, a first increment and / or, if necessary, a second increment which will be explained in more detail later, are referenced respectively less than zero and equal to zero in substep 3.
[0065] Le premier incrément est représentatif de la proximité de l’intervalle identifié à la borne inférieure Bi en augmentant plus l’intervalle identifié se rapproche de la borne inférieure Bi et le deuxième incrément est représentatif d’un décalage vers la borne inférieure Bi de l’intervalle identifié par rapport à un intervalle précédemment identifié. The first increment is representative of the proximity of the interval identified at the lower bound Bi by increasing the more the identified interval approaches the lower bound Bi and the second increment is representative of an offset towards the lower bound Bi of the identified interval compared to a previously identified interval.
[0066] S’il est identifié un intervalle, ce qui est montré par la sortie O de la sous-étape 2, il est délivré à la sous-étape 4 un premier incrément fonction de l’angle de rotation du vilebrequin auquel le pré-allumage a été détecté, donc fonction de l’intervalle identifié. If an interval is identified, which is shown by the output O of sub-step 2, it is delivered in sub-step 4 a first increment depending on the angle of rotation of the crankshaft at which the pre - ignition has been detected, therefore depending on the interval identified.
[0067] Le premier incrément est représentatif de la localisation de l’intervalle identifié par rapport à la borne inférieure Bi et augmente plus l’intervalle identifié est proche de la borne inférieure Bi. The first increment is representative of the location of the identified interval with respect to the lower bound Bi and increases the closer the identified interval is to the lower bound Bi.
[0068] A la sous-étape 5, il est posé un questionnement à savoir si un pré-allumage a été détecté dans un intervalle de la plage angulaire lors d’une précédente détection donnant ainsi un intervalle précédent. Si la réponse est non, ce qui est représenté par la sortie N de la sous-étape 5, un deuxième incrément est mis égal à zéro à la sous-étape 6, étant donné qu’aucune différence de distance de la borne inférieure Bi entre l’intervalle d’une détection précédente non existant d’un pré-allumage et l’intervalle identifié ne peut être effectuée. In sub-step 5, questions are asked as to whether a pre-ignition was detected in an interval of the angular range during a previous detection, thus giving a previous interval. If the answer is no, which is represented by the output N of substep 5, a second increment is set equal to zero in substep 6, since no difference in distance from the lower bound Bi between the interval of a non-existent previous detection of a pre-ignition and the interval identified cannot be performed.
[0069] Si la réponse est oui, ce qui est représenté par la sortie O de la sous-étape 5, le deuxième incrément est créé en étant une fonction d’un gradient de différence angulaire entre une détection de pré-allumage précédente et la détection de pré-allumage en vigueur ou de différence angulaire entre l’intervalle précédent et l’intervalle identifié pour la détection en vigueur, ceci en partant de l’angle angulaire de la borne inférieure Bi de la fenêtre de mesure. Ceci est réalisé à la sous-étape 7. If the answer is yes, which is represented by the output O of sub-step 5, the second increment is created by being a function of an angular difference gradient between a previous pre-ignition detection and the detection of effective pre-ignition or angular difference between the previous interval and the interval identified for the detection in effect, starting from the angular angle of the lower terminal Bi of the measurement window. This is done in substep 7.
[0070] Ce deuxième incrément peut être négatif si l’intervalle identifié pour la détection en vigueur s’éloigne de la borne inférieure Bi par rapport à l’intervalle précédent, ce qui est le signe d’un risque amoindri d’apparition d’une combustion lisse. Inversement, ce deuxième incrément peut être positif, ce qui est le signe d’un risque accru d’apparition d’une combustion lisse. This second increment can be negative if the interval identified for the detection in force moves away from the lower bound Bi with respect to the previous interval, which is a sign of a reduced risk of appearance of smooth combustion. Conversely, this second increment can be positive, which is a sign of an increased risk of occurrence of smooth combustion.
[0071] Ainsi, il peut être joint à un intervalle identifié de détection d’un pré-allumage au moins un premier incrément ou un deuxième incrément ou des premier et deuxième incréments. Thus, it can be joined to an identified detection interval of a pre-ignition at least a first increment or a second increment or first and second increments.
[0072] Le deuxième incrément est la différence des distances de la borne inférieure Bi entre, d’une part, l’intervalle de détection précédente d’un pré-allumage et, d’autre part, l’intervalle identifié. Plus cette différence est grande et plus l’intervalle identifié est plus proche de la borne inférieure Bi que ne l’est l’intervalle de détection précédent d’un pré allumage. The second increment is the difference in the distances from the lower bound Bi between, on the one hand, the previous detection interval of a pre-ignition and, on the other hand, the identified interval. The greater this difference, the closer the identified interval is to the lower bound Bi than the previous detection interval of a pre-ignition.
[0073] Dans les formes de réalisation de la présente invention dans lesquelles seul un parmi les premier ou deuxième incréments est pris en compte, ces formes de réalisation n’étant pas montrées à la figure 3 à laquelle des premier et deuxième incréments sont pris simultanément en compte, quand le premier incrément, représentatif de la localisation de l’intervalle identifié par rapport à la borne inférieure Bi et augmentant plus l’intervalle identifié est proche de la borne inférieure Bi, est supérieur à un premier seuil d’incrémentation, il est anticipé une apparition de combustion lisse. In the embodiments of the present invention in which only one of the first or second increments is taken into account, these embodiments not being shown in FIG. 3 in which first and second increments are taken simultaneously in account, when the first increment, representative of the location of the identified interval with respect to the lower bound Bi and increasing more the identified interval is close to the lower bound Bi, is greater than a first increment threshold, it an appearance of smooth combustion is anticipated.
[0074] De même, quand le deuxième incrément, augmentant plus une différence de distance de la borne inférieure Bi entre l’intervalle précédent et l’intervalle identifié est grande, est supérieur à un deuxième seuil d’incrémentation, il est anticipé une apparition de combustion lisse. Similarly, when the second increment, increasing more a difference in distance from the lower bound Bi between the previous interval and the identified interval is large, is greater than a second incrementation threshold, an appearance is anticipated. smooth combustion.
[0075] Il aurait été possible de choisir des incréments diminuant plus le risque de combustion lisse est grand. Dans ce cas, cet ou ces incréments de diminution devraient être inférieurs à un seuil d’incrémentation respectif. Dans le cas où deux incréments de diminution sont simultanément utilisés, la somme de deux incréments diminuant plus le risque de combustion lisse est grand doit être inférieure à un seuil d’incrémentation total, comme il va être montré ultérieurement à la sous-étape 9. [0076] A la sous-étape 8, comme la forme de réalisation du procédé prend en compte l’évolution de deux incréments, malgré que la prise en compte d’un seul incrément, soit le premier ou le deuxième incrément entre aussi dans le cadre de la présente invention, il est effectué la somme des premier et deuxième incréments. It would have been possible to choose increments decreasing the greater the risk of smooth combustion. In this case, this decrease increment (s) should be less than a respective increment threshold. In the case where two decrease increments are used simultaneously, the sum of two decreasing increments the greater the risk of smooth combustion must be less than a total increment threshold, as will be shown later in sub-step 9. In sub-step 8, as the embodiment of the method takes into account the evolution of two increments, despite the fact that only one increment is taken into account, either the first or the second increment also enters the framework of the present invention, the sum of the first and second increments is carried out.
[0077] A la sous-étape 9, le deuxième incrément est ajouté au premier incrément. Quand une somme des premier et deuxième incréments est inférieure à un seuil d’incrémentation total pouvant être égal à une somme des premier et deuxième seuils d’incrémentation mais ceci n’est pas forcément le cas, il est conclu à aucune anticipation d’une apparition de combustion lisse et aucune action spécifique n’est à entreprendre à la sous-étape 10. Ceci est montré par la sortie N de la sous-étape 9 en direction de la sous-étape 10. In sub-step 9, the second increment is added to the first increment. When a sum of the first and second increments is less than a total increment threshold which may be equal to a sum of the first and second increment thresholds but this is not necessarily the case, it is concluded that no anticipation of a appearance of smooth combustion and no specific action is to be taken in sub-step 10. This is shown by the output N of sub-step 9 in the direction of sub-step 10.
[0078] Inversement, quand une somme des premier et deuxième incréments est supérieure à un seuil d’incrémentation total, il est anticipé une apparition de combustion lisse, ce qui double la sécurité de l’anticipation d’une apparition d’une combustion lisse. Ceci est montré par la sortie O de la sous-étape 9 et il peut être pris à la sous-étape 1 1 une des actions spécifiques précédemment mentionnées en prévention d’une apparition d’une combustion lisse. Conversely, when a sum of the first and second increments is greater than a total increment threshold, an appearance of smooth combustion is anticipated, which doubles the security of anticipating an appearance of smooth combustion . This is shown by the output O of sub-step 9 and it can be taken in sub-step 1 1 one of the specific actions previously mentioned in prevention of the appearance of smooth combustion.
[0079] Il n’est pas nécessaire de faire la somme des premier et deuxième incréments et les comparaisons avec respectivement le premier seuil d’incrémentation et le deuxième seuil d’incrémentation peuvent être effectuées individuellement. Dans ce cas, il peut être anticipé une apparition de combustion lisse quand le premier incrément est supérieur au premier seuil d’incrémentation et quand le deuxième incrément est supérieur au deuxième seuil d’incrémentation. It is not necessary to sum the first and second increments and the comparisons with the first increment threshold and the second increment threshold respectively can be carried out individually. In this case, an appearance of smooth combustion can be anticipated when the first increment is greater than the first increment threshold and when the second increment is greater than the second increment threshold.
[0080] Il peut alors exister un risque d’indétermination quand un des incréments est supérieur à son seuil d’incrémentation et quand l’autre incrément est inférieur à son seuil d’incrémentation, auquel cas un des incréments est prédéterminé prédominant par rapport à l’autre incrément ou il est conclu par sécurité et défaut à un risque d’apparition de combustion lisse. There may then be a risk of indeterminacy when one of the increments is greater than its increment threshold and when the other increment is less than its increment threshold, in which case one of the increments is predetermined predominant with respect to the other increment or it is concluded by safety and defect at a risk of appearance of smooth combustion.
[0081] Les premier et deuxième incréments peuvent suivre un profil mathématique de variation différent. Par exemple, le premier incrément peut varier logarithmiquement et le deuxième incrément peut varier linéairement. Le profil logarithmique peut être de 1 à 50 et être différent sur toute une longueur de la plage angulaire en étant moins fort en éloignement de la borne inférieure de la plage angulaire. [0082] La présente invention concerne enfin un ensemble d’une unité de contrôle moteur d’un moteur thermique et d’un capteur de cognement pour une mise en oeuvre d’un tel procédé de prévention d’apparition de combustion lisse dans un moteur thermique comprenant au moins un cylindre. The first and second increments can follow a different variation mathematical profile. For example, the first increment can vary logarithmically and the second increment can vary linearly. The logarithmic profile can be from 1 to 50 and be different over a whole length of the angular range by being less strong away from the lower limit of the angular range. The present invention finally relates to an assembly of an engine control unit of a heat engine and a knock sensor for an implementation of such a method of preventing the appearance of smooth combustion in an engine thermal comprising at least one cylinder.
[0083] Le capteur de cognement, avantageusement un capteur piézo-électrique, détecte des vibrations du moteur représentatives d’un phénomène de pré-allumage dans le ou chaque cylindre se produisant dans une plage angulaire de rotation d’un vilebrequin associé au moteur thermique. Le capteur de cognement délivre un signal électrique représentatif des vibrations spécifiques à un pré-allumage après filtrage du signal électrique. The knock sensor, advantageously a piezoelectric sensor, detects vibrations of the engine representative of a phenomenon of pre-ignition in the or each cylinder occurring in an angular range of rotation of a crankshaft associated with the heat engine. . The knock sensor delivers an electrical signal representative of the vibrations specific to a pre-ignition after filtering of the electrical signal.
[0084] L’unité de contrôle moteur comprend des moyens de traitement du signal électrique et des moyens de comparaison du signal traité à un seuil de détection mémorisé. The engine control unit comprises means for processing the electrical signal and means for comparing the processed signal with a stored detection threshold.
[0085] Selon la présente invention, l’unité de contrôle moteur comprend des moyens de partage de la plage angulaire en intervalles, des moyens d’identification de l’intervalle dans lequel un phénomène de pré-allumage est détecté, des moyens de localisation de l’intervalle identifié par rapport à une borne inférieure Bi de la plage angulaire ou par rapport à au moins un intervalle précédent pour lequel un phénomène de pré-allumage avait été précédemment détecté. According to the present invention, the engine control unit comprises means for sharing the angular range in intervals, means for identifying the interval in which a pre-ignition phenomenon is detected, localization means of the interval identified with respect to a lower bound Bi of the angular range or with respect to at least one previous interval for which a pre-ignition phenomenon had been previously detected.
[0086] L’unité de contrôle moteur comprend des moyens d’attribution d’un premier et/ou d’un deuxième incrément, représentatif respectivement d’une localisation de l’intervalle identifié par rapport à la borne inférieure Bi ou d’une différence de distance de la borne inférieure Bi entre l’intervalle précédent et l’intervalle identifié. L’unité de contrôle moteur comprend des moyens de détection d’une anticipation d’une apparition de combustion lisse et des moyens d’activation de mesures préventives étant mises en oeuvre quand une apparition est anticipée. The engine control unit comprises means for allocating a first and / or a second increment, respectively representative of a location of the interval identified with respect to the lower terminal Bi or of a distance difference of the lower bound Bi between the preceding interval and the identified interval. The engine control unit comprises means for detecting an anticipation of an appearance of smooth combustion and means for activating preventive measures being implemented when an appearance is anticipated.

Claims

Revendications Claims
[Revendication 1] Procédé d'anticipation d'une apparition d'un phénomène de combustion lisse dans un moteur thermique comprenant au moins un cylindre, le procédé comprenant une détection des vibrations du moteur représentatives d'un phénomène de pré-allumage dans ledit au moins un cylindre se produisant dans une plage angulaire (F) sélectionnée d'angles de rotation d'un vilebrequin associé au moteur thermique s'étendant entre une borne angulaire inférieure (Bi) et une borne angulaire supérieure (Bs), un signal électrique dans ladite plage angulaire (F) étant délivré et servant de base à un signal traité (signf I) qui est comparé à un seuil de détection (sdet) prédéterminé, un phénomène de pré-allumage étant détecté quand le signal traité (signf I) passe au-dessus du seuil de détection (sdet), caractérisé en ce que [Claim 1] Method for anticipating the appearance of a phenomenon of smooth combustion in an internal combustion engine comprising at least one cylinder, the method comprising detection of vibrations of the engine representative of a phenomenon of pre-ignition in said au at least one cylinder occurring in a selected angular range (F) of angles of rotation of a crankshaft associated with the heat engine extending between a lower angular terminal (Bi) and an upper angular terminal (Bs), an electrical signal in said angular range (F) being delivered and serving as a basis for a processed signal (signf I) which is compared with a predetermined detection threshold (sdet), a pre-ignition phenomenon being detected when the processed signal (signf I) above the detection threshold (sdet), characterized in that
ladite plage angulaire (F) est partagée en plusieurs intervalles (I) consécutifs avec une identification de l'intervalle (lid) dans lequel le phénomène de pré-allumage est détecté, said angular range (F) is divided into several consecutive intervals (I) with an identification of the interval (lid) in which the pre-ignition phenomenon is detected,
l'intervalle identifié (lid) étant localisé par rapport à la borne inférieure (Bi) de ladite plage ou par rapport à au moins un intervalle précédent pour lequel un phénomène de pré-allumage avait été précédemment détecté, et, the identified interval (lid) being located with respect to the lower bound (Bi) of said range or with respect to at least one preceding interval for which a pre-ignition phenomenon had been previously detected, and,
au moins, quand un incrément, représentatif de la localisation de l'intervalle identifié (lid) par rapport à la borne inférieure (Bi) et augmentant plus l'intervalle identifié (lid) est proche de la borne inférieure (Bi), est supérieur à un seuil d'incrémentation, at least, when an increment, representative of the location of the identified interval (lid) relative to the lower bound (Bi) and increasing more the identified interval (lid) is close to the lower bound (Bi), is greater at an increment threshold,
il est anticipé une apparition de combustion lisse. an appearance of smooth combustion is anticipated.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l’étape consistant en au moins, quand un incrément, représentatif de la localisation de l'intervalle identifié par rapport à la borne inférieure et augmentant plus l'intervalle identifié est proche de la borne inférieure, est supérieur à un seuil d'incrémentation comprend les étapes suivantes : [Claim 2] Method according to claim 1, characterized in that the step consisting of at least, when an increment, representative of the location of the identified interval relative to the lower bound and increasing more the identified interval is close of the lower bound, is greater than an increment threshold comprises the following steps:
au moins, quand un premier incrément, représentatif de la localisation de l'intervalle identifié (lid) par rapport à la borne inférieure (Bi) et augmentant plus l'intervalle identifié (lid) est proche de la borne inférieure (Bi), est supérieur à un premier seuil d'incrémentation ou quand un deuxième incrément, augmentant plus une différence de distance de la borne inférieure (Bi) entre l'intervalle précédent et l'intervalle identifié (lid) est grande, est supérieur à un deuxième seuil d'incrémentation, les distances respectives de l’intervalle identifié et de l’intervalle précédent par rapport à la borne inférieure étant ainsi comparées en vue d’évaluer le décalage vers la borne inférieure (Bi) de la plage angulaire d’un intervalle identifié par rapport à un intervalle précédent, at least, when a first increment, representative of the location of the identified interval (lid) relative to the lower bound (Bi) and increasing more the identified interval (lid) is close to the lower bound (Bi), is greater than a first increment threshold or when a second increment, increasing more a difference in distance from the lower bound (Bi) between the previous interval and the identified interval (lid) is large, is greater than a second increment threshold, the respective distances of the identified interval and the preceding interval with respect to the lower bound being thus compared with a view to evaluating the shift towards the lower bound (Bi) of the angular range of an identified interval with respect to a preceding interval,
[Revendication 3] Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier incrément varie logarithmiquement. [Claim 3] Method according to claim 2, characterized in that the first increment varies logarithmically.
[Revendication 4] Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le deuxième incrément varie linéairement. [Claim 4] Method according to claim 2 or 3, characterized in that the second increment varies linearly.
[Revendication 5] Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il est anticipé une apparition de combustion lisse quand le premier incrément est supérieur au premier seuil d'incrémentation et quand le deuxième incrément est supérieur au deuxième seuil d'incrémentation. [Claim 5] Method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that an appearance of smooth combustion is anticipated when the first increment is greater than the first increment threshold and when the second increment is greater than the second increment threshold.
[Revendication 6] Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que [Claim 6] Method according to claim 1, characterized in that
quand un premier incrément, représentatif de la localisation de l'intervalle identifié (lid) par rapport à la borne inférieure (Bi) et augmentant plus l'intervalle identifié (lid) est proche de la borne inférieure (Bi), est déterminé, et when a first increment, representative of the location of the identified interval (lid) relative to the lower bound (Bi) and increasing further the identified interval (lid) is close to the lower bound (Bi), is determined, and
quand un deuxième incrément, augmentant plus une différence de distance de la borne inférieure (Bi) entre l'intervalle précédent et l'intervalle identifié (lid) est grande, est déterminé, les distances respectives de l’intervalle identifié et de l’intervalle précédent par rapport à la borne inférieure étant ainsi comparées en vue d’évaluer le décalage vers la borne inférieure Bi de la plage angulaire d’un intervalle identifié par rapport à un intervalle précédent, when a second increment, increasing more a difference in distance of the lower bound (Bi) between the preceding interval and the identified interval (lid) is large, is determined, the respective distances of the identified interval and the interval previous with respect to the lower bound thus being compared with a view to evaluating the shift towards the lower bound Bi of the angular range of an identified interval with respect to a preceding interval,
le deuxième incrément est ajouté au premier incrément et, quand une somme des premier et deuxième incréments est supérieure à un seuil d'incrémentation total, il est anticipé une apparition de combustion lisse. the second increment is added to the first increment and, when a sum of the first and second increments is greater than a total increment threshold, an appearance of smooth combustion is anticipated.
[Revendication 7] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal traité (signf I) qui est comparé à un seuil de détection (sdet) est le signal électrique intégré et filtré des vibrations non provoquées par un pré-allumage. [Claim 7] Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the processed signal (signf I) which is compared to a detection threshold (sdet) is the integrated and filtered electrical signal of vibrations not caused by a pre -ignition.
[Revendication 8] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite plage angulaire (F) encadre un Point Mort Haut d'un piston dans ledit au moins un cylindre du moteur thermique en variant d'au plus +/- 40° autour de ce Point Mort Haut. [Claim 8] Method according to any one of the preceding claims, characterized in that said angular range (F) surrounds a Top Dead Center of a piston in said at least one cylinder of the heat engine varying by at most +/- 40 ° around this Top Dead Center.
[Revendication 9] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’une plage temporelle est déterminée à partir de ladite plage angulaire (F) en prenant en compte un régime moteur alors en vigueur. [Claim 9] Method according to any one of the preceding claims, characterized in that a time range is determined from said angular range (F) taking into account an engine speed then in force.
[Revendication 10] Procédé de prévention d'apparition de combustion lisse dans un moteur thermique comprenant au moins un cylindre, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un procédé d'anticipation d'une apparition d'un phénomène de combustion lisse dans un moteur thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, des mesures préventives étant mises en oeuvre quand une apparition est anticipée, les mesures préventives étant sélectionnées parmi les mesures suivantes prises unitairement ou en combinaison : une modification d'au moins un paramètre d'injection de carburant dans ledit au moins un cylindre, un refroidissement dudit au moins un cylindre, toute action permettant de réduire une pression dans une chambre de combustion dudit au moins un cylindre comme une réduction d'une pression d'admission dans ledit au moins un cylindre ou une ouverture d'une soupape dudit au moins un cylindre et une introduction d'un agent dans la chambre de combustion contenant du carburant, de l'eau ou du dioxyde de carbone. [Claim 10] Method for preventing the appearance of smooth combustion in a heat engine comprising at least one cylinder, characterized in that it implements a method of anticipating an appearance of a phenomenon of smooth combustion in a Heat engine according to any one of the preceding claims, preventive measures being implemented when an appearance is anticipated, the preventive measures being selected from the following measures taken individually or in combination: a modification of at least one injection parameter of fuel in said at least one cylinder, cooling of said at least one cylinder, any action making it possible to reduce a pressure in a combustion chamber of said at least one cylinder such as a reduction of an intake pressure in said at least one cylinder or an opening of a valve of said at least one cylinder and an introduction of an agent into the combustion chamber containing fuel, l water or carbon dioxide.
[Revendication 11] Ensemble d'une unité de contrôle moteur d'un moteur thermique et d'un capteur de cognement pour une mise en oeuvre du procédé de prévention d'apparition de combustion lisse dans un moteur thermique comprenant au moins un cylindre selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, le capteur de cognement détectant des vibrations du moteur représentatives d'un phénomène de pré-allumage dans ledit au moins un cylindre se produisant dans une plage angulaire (F) de rotation d'un vilebrequin associé au moteur thermique, le capteur de cognement délivrant un signal électrique et l'unité de contrôle moteur comprenant des moyens de traitement du signal électrique et des moyens de comparaison du signal traité (signf I) à un seuil de détection (sdet) mémorisé, caractérisé en ce que l'unité de contrôle moteur comprend des moyens de partage de ladite plage en intervalles (I), des moyens d'identification de l'intervalle dans lequel un phénomène de pré-allumage est détecté, des moyens de localisation de l'intervalle identifié (lid) par rapport à une borne inférieure (Bi) de ladite plage ou par rapport à au moins un intervalle précédent pour lequel un phénomène de pré-allumage avait été précédemment détecté, des moyens d'attribution d'un incrément, représentatif d'une localisation de l'intervalle identifié (lid) par rapport à la borne inférieure (Bi), des moyens de détection d'une anticipation d'une apparition de combustion lisse et des moyens d'activation de mesures préventives étant mises en oeuvre quand une apparition est anticipée. [Claim 11] Set of an engine control unit of a heat engine and a knock sensor for an implementation of the method for preventing the appearance of smooth combustion in a heat engine comprising at least one cylinder according to l either of the two preceding claims, the knock sensor detecting engine vibrations representative of a pre-ignition phenomenon in said at least one cylinder occurring in an angular range (F) of rotation of a crankshaft associated with the engine thermal, the knock sensor delivering an electrical signal and the engine control unit comprising means for processing the electrical signal and means for comparing the processed signal (signf I) with a stored detection threshold (sdet), characterized in that the engine control unit comprises means for dividing said range into intervals (I), means for identifying the interval in which a pre-ignition phenomenon is detected, means for locating the identified interval (lid) with respect to a lower bound (Bi) of said range or with respect to at least one preceding interval for which a pre-ignition phenomenon had been previously detected, means for allocation of an increment, representative of a location of the identified interval (lid) relative to the lower bound (Bi), of the means of detection of anticipation of an appearance of smooth combustion and means for activating preventive measures being implemented when an appearance is anticipated.
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