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WO2016046460A1 - Procédé de réglage d'avance a l'allumage pour la gestion des défauts d'un capteur de cliquetis - Google Patents

Procédé de réglage d'avance a l'allumage pour la gestion des défauts d'un capteur de cliquetis Download PDF

Info

Publication number
WO2016046460A1
WO2016046460A1 PCT/FR2015/052211 FR2015052211W WO2016046460A1 WO 2016046460 A1 WO2016046460 A1 WO 2016046460A1 FR 2015052211 W FR2015052211 W FR 2015052211W WO 2016046460 A1 WO2016046460 A1 WO 2016046460A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ignition
advance
correction
ignition advance
adaptive
Prior art date
Application number
PCT/FR2015/052211
Other languages
English (en)
Inventor
Julien PARODI
Sebastien Brenot
Frederic Dambricourt
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles Sa filed Critical Peugeot Citroen Automobiles Sa
Priority to EP15760215.2A priority Critical patent/EP3198136A1/fr
Priority to CN201580051351.8A priority patent/CN107076098B/zh
Publication of WO2016046460A1 publication Critical patent/WO2016046460A1/fr

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1402Adaptive control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
    • F02P5/1526Digital data processing dependent on pinking with means for taking into account incorrect functioning of the pinking sensor or of the electrical means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
    • F02P5/1527Digital data processing dependent on pinking with means allowing burning of two or more fuels, e.g. super or normal, premium or regular
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00Devices 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
    • G01L23/22Devices 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
    • G01L23/221Devices 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
    • G01L23/225Devices 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 circuit arrangements therefor
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    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to the field of control spark ignition engines and more specifically to the ignition advance calculation systems.
  • An internal combustion engine (designation referring to the internal combustion that characterizes it) and spark ignition is fed, during each cycle (four-stroke cycle or two-stroke), a mixture comprising air and fuel (air / fuel mixture).
  • a four-stroke engine the engine comprising at least one cylinder and a movable piston in the cylinder.
  • Each cycle comprises four times, hereinafter called phases, and in particular, a “combustion-expansion” phase downstream of a “compression” phase.
  • This "combustion-expansion" phase is initiated by an ignition, via a spark plug, of the compressed air / fuel mixture.
  • ignition is triggered upstream of an extreme position called top dead center (TDC) of the piston in the cylinder, at the end of the compression phase.
  • TDC top dead center
  • the engine manufacturers use a parameter allowing the air / fuel mixture to ignite at the most favorable moment called "ignition advance" corresponding to an angular deviation (or angle of rotation) having for reference a crankshaft, between the instant of ignition and the moment of passage of the piston in the top dead center position (TDC), the top dead center position being the reference position.
  • Spark ignition engines are subject to rattling, a phenomenon of autoignition known to engine manufacturers, causing off-season combustion of a part of the air / fuel mixture independently of a spark of the spark plug.
  • the rattling can cause noise within the cabin and accelerated degradation of the engine elements (including pistons).
  • the appearance of rattling is attributable to various factors, such as the use of a degraded fuel.
  • a degraded fuel is a fuel having a lower octane number, that is, a less refined fuel.
  • the spark ignition engines are programmed to operate with a fuel having a predefined RON depending on the geographical area in which the vehicle will be used, this setting to avoid the rattling.
  • This curative correction aims at, at least, quickly reduce the phenomenon of rattling when it appears.
  • This curative correction consists in applying a withdrawal before ignition at each detection of the knock and then return to a predefined ignition advance when there is no knocking over a sufficiently long duration (approximately equal to 10s).
  • an adaptive correction that uses all or part of the curative correction to perform a series of operations (including an average of curative corrections) to obtain a withdrawal or an addition of advance to ignition applied during prolonged rattling, usually due to the use of degraded fuel.
  • French patent FR 2337261 proposes a solution for inhibiting rattling, when a knock sensor is defective. This solution consists of no longer using corrective and adaptive corrections, distorted by the knock sensor defect, and activating a predefined fault correction. This predefined fault correction provides sufficient ignition advance delay to prevent rattling.
  • Such a method effectively stops the rattling to protect the engine, but simultaneously lowers the effectiveness of it.
  • the failure ignition advance applied in the event of a fault in the knock sensor, reduces the predefined ignition advance, which causes, among other things, an increase in the fuel consumption as well as a drop in engine power.
  • the current engines need to consume less and less fuel, without reducing the power of the vehicle, in each phase of life of the vehicle.
  • the phases of life of the vehicle can be a cold engine operation, a hill start but also a malfunction in a motor sensor. It would therefore be advantageous to establish a method making it possible, during a fault in the knock sensor, to define an ignition advance close to the ignition advance used during a faultless operation of the engine and establishing a safety threshold to prevent rattling.
  • a first objective is to provide a method for adjusting ignition timing of an internal combustion engine, as a function of a defect of a knock sensor of the engine.
  • a second objective is to provide a spark advance control method of an internal combustion engine, providing optimum efficiency to the engine operation while stopping the rattling.
  • a third objective is to use a value of a last value of a calculated adaptive correction, in order to establish a correction ignition advance, during a detection of knock failure.
  • a fourth objective is to propose a motor vehicle comprising a motor whose ignition advance is controlled by a computer using a method meeting the first three objectives.
  • an ignition advance adjustment method for the management of the defects of a knock sensor comprising the operations consisting, for a computer, in :
  • the method further comprising the steps of:
  • the adaptive correction is limited by an addition inhibition value, defining a limited ignition advance
  • the correction ignition advance is the sum of the limited ignition advance and a lump sum advance withdrawal
  • the adaptive correction is limited by a predefined maximum saturation, defining a limited ignition timing
  • the correction ignition advance is the sum of the limited ignition advance and an unsafe value.
  • Figure 1 shows a motor vehicle comprising a spark ignition engine
  • Figure 2 schematically shows a spark ignition engine linked to a computer and a knock sensor
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of an ignition advance setting method for the control of faults of a knock sensor, here in the faultless operating position.
  • FIG 1 a vehicle 1 automobile comprising a spark ignition engine 2 (more commonly called gasoline engine).
  • a spark ignition engine 2 more commonly called gasoline engine.
  • the engine 2 comprises, at least, a cylinder 3 defining a combustion chamber 4, as shown schematically in Figure 2, which is associated in an upper portion, a spark plug 5 for producing a spark necessary for combustion of an air / fuel mixture.
  • the cylinder 3 is on the one hand associated with an intake valve 6 which controls an admission of the air / fuel mixture inside the combustion chamber 4 through an intake manifold 7, and on the other hand to a exhaust valve 8 which controls an evacuation of exhaust gas, resulting from the combustion of the air / fuel mixture, out of the combustion chamber 4 by an exhaust pipe 9.
  • a spark ignition engine 2 may comprise between three and twelve cylinders 3 which, for each cylinder 3, is associated with a spark plug 5.
  • the engine 2 operates according to a four-phase cycle defined in the following order: an intake phase, a compression phase, a combustion and expansion phase, and an exhaust phase.
  • the work produced by a motor 2 comes from the combustion, initiated by the ignition plug 5 of the air / fuel mixture compressed within the cylinder 3 by a piston 10 moving along a rectilinear translation along the chamber 4 of combustion, alternatively between an extreme high position and an extreme position relative to the cylinder, respectively called the High Dead Point (TDC) position and the Low Dead Position (TDC) position.
  • the reciprocating movement of the piston 10 enables the rotation of a crankshaft 11 by means of a connecting rod 12 connecting the piston 10 to the crankshaft 11.
  • the ignition of the air / fuel mixture occurs upstream of the so-called top dead center (TDC) position of the piston 10 at the end of the compression phase.
  • TDC top dead center
  • the engine manufacturers define a parameter called "ignition advance" corresponding to an angular difference (expressed for example in degrees), having for reference the crankshaft 11, between the moment of ignition and the ignition. moment of the passage of the piston 10 in position High Dead Point (TDC), the position High Dead Point (PMH) of the piston 10 corresponding to the reference position.
  • a predefined ignition advance is calibrated at the factory providing initial operation to the engine 2.
  • the spark plugs 5 are controlled by a computer 13.
  • the computer 13 comprises the acquisition, processing and control means required for the implementation of the adjustment method before ignition of the invention.
  • the computer 13 makes it possible, thanks to feedback from the various sensors, to independently control the ignition of each cylinder 3 and therefore their ignition advance.
  • the computer 13 is thus connected to various sensors that provide real-time data from the vehicle 1 and more particularly from the engine 2. Among these data, the presence and the intensity of the rattling, for example via a sensor 14 of piezoelectric clatter.
  • the spark ignition engine 2 is subjected to rattling, a self-ignition phenomenon known to engine manufacturers, causing the combustion of a part of the air / fuel mixture independently of the spark ignition spark ignition spark 5 and causing in particular noise in the cabin, accelerated degradation of the engine elements (including pistons) or an increase in fuel consumption.
  • the calculator 13 thus comprises various complementary corrections between them, which may be applied during the detecting the knocking by the knock sensor 14, the latter making it possible to modify the ignition advance to stop the knock.
  • the rattling may be present either punctually or continuously.
  • This curative correction consists in applying a curative correction, corresponding to the application of a curative withdrawal (value preset during programming, for example equal to 7 °) on the predefined ignition advance, at each detection of the clinking , then to return to the predefined ignition advance when there is no more rattling for a sufficiently long duration (for example equal to 10s).
  • the computer 13 applies an adaptive correction 15 that recovers all or part of the curative correction in order to perform a series of operations (and in particular an average of the curative corrections) making it possible to apply a withdrawal or a calculated addition (value calculated according to a predefined model) on the predefined ignition advance.
  • the adaptive correction 15 is thus implemented especially when the occurrence of rattling comes from the use of a degraded fuel, since, in this case, it is necessary to adapt the advance to ignition of the engine 2 over a long period.
  • FIG. 3 diagrammatically shows an adaptive correction comprising an adaptive calculation, which makes it possible to define the ignition advance transmitted by the adaptive correction, an adaptive restitution that can be assimilated to a memory that stores a last one.
  • adaptive correction calculated by the adaptive calculus.
  • a controlled switch 18 at the end of calculation makes it possible to automatically disconnect the adaptive calculation 16 and the adaptive reproduction 17, as a function of a selection value 19a.
  • a method 20 for adjusting the ignition advance for the control of the faults of the knock sensor 14 makes it possible to define a correction ignition advance 21, which offers optimal operation without clashing the engine 2.
  • the method 20 uses a detector 22 of defects of the sensor 14 of rattling, able to detect a problem in the operation of the knock sensor 14 and to transmit what it has detected via a selection value 19a and 19b.
  • the method 20 also uses a memory 23 adapted to record data 24 to 27 memory defined during the design of said method 20.
  • These data 24 to 27 memory are, in our example, a predefined maximum saturation 24 (here, a real positive number), an addition inhibition value (here, equal to 0), an unsafe value 26 (here, equal to 0) and a withdrawal 27 in advance at the standard ignition (here , a negative real number).
  • the method 20 further uses a switch 28 controlled non-addition and a switch 29 controlled protection.
  • Each controlled switch automatically selects a datum 24 to 27 memory, on both data 24 and 25 or 26 and 27 memory at its disposal, depending on the value 19b selection.
  • a maximum value comparison gate 30 transmitting an input value, of this comparison gate 30, limited, in maximum value, by a limiting value 31, and a gate 32 sum capable of Adding several values together is part of the ignition advance setting process for the control of the knock sensor defects.
  • the selection value 19a controls the closing of the controlled switch 18 at the end of calculation, which links the adaptive computation and the adaptive restitution, making it possible to update, in the adaptive restitution, the last value calculated by the adaptive computation.
  • the selection value 19a controls the opening of the controlled switch 18 of FIG. end of computation, which disjoins the adaptive computation and the adaptive restitution 17, making it possible to retain, in the adaptive rendering 17, the last value calculated by the adaptive computation 16 before appearance of the defect.
  • the switch 28 transmits, when no problem is detected in the sensor 14 of rattling by the detector 22 of defects, the pre-defined maximum saturation (here, a positive real number) and, when a problem is detected in the knock sensor 14 by the defect detector 22, the addition inhibition value (here, equal to 0).
  • the comparison gate 30 transmits a limited ignition advance 33 equal to the adaptive restitution 17 limited, in maximum value, by the data 24 or 25 memory selected by the switch 28, depending on the detection or not of a problem in the sensor 14 rattling by the detector 22 defects.
  • the switch 29 transmits, when no problem is detected in the sensor 14 of rattling by the detector 22 of defects, the value 26 unsafe (here, equal to 0) and, when a problem is detected in the sensor 14 of rattling by the detector 22 of defects, the withdrawal 27 in advance lump sum ignition (here, a negative real number).
  • the sum gate 32 transmits the advance ignition 21 correction equal to the sum of the ignition advance 33 limited, transmitted by the gate 30 of comparison, and the data 26 or 27 selected memory by the switch 29, depending on the detection or not of a problem in the sensor 14 rattling by the detector 22 defects.
  • the adaptive rendering 17 of the adaptive correction 15 is limited in advance addition to ignition by the predefined maximum saturation 24 (here, a positive real number) then transmitted as a limited ignition advance 33 by the maximum value comparison gate.
  • This limited ignition advance 33 is added, by the gate 32 sum, with the value 26 unsafe (here, equal to 0) transmitted by the controlled switch 29 protection.
  • the correction ignition advance 21, transmitted at the output of the gate 32 sum is therefore the adaptive restitution 17 of the adaptive correction, limited in addition by the predefined maximum saturation 24 (here, a positive real number).
  • the selection value 19a controls the opening of the controlled switch 18 at the end of the calculation, making it possible to automatically disconnect the adaptive calculation 16 and the adaptive restitution.
  • the last stored adaptive restore value 17 before the appearance of the fault is limited in addition to the ignition by the addition inhibition value (here, equal to 0) and then transmitted, as a forward to ignition 33 limited, by the maximum value comparison gate.
  • This limited ignition advance 33 is added, by the gate 32 sum, with the advance withdrawal 27 at the standard ignition (here, a negative real number) transmitted by the controlled switch 29 of protection.
  • the correction ignition advance 21, transmitted at the output of the gate 32 sum is therefore the last stored adaptive playback value 17 before occurrence of the fault, inhibited by addition by the value of addition inhibition (here, equal to 0) then added the withdrawal 27 in advance to the standard ignition (here, a negative real number), providing a threshold additional security to reduce the risk of rattling.

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Abstract

Procédé de réglage d'avance à l'allumage pour la gestion des défauts d'un capteur (14) de cliquetis, ce procédé comprenant les opérations consistant, pour un calculateur (13), à; détecter un défaut de fonctionnement du capteur (14) de cliquetis, arrêter le calcul d'une correction (15) adaptative, et calculer une avance à l'allumage de correction à partir d'une dernière valeur de correction (15) adaptative calculée.

Description

PROCEDE DE REGLAGE D'AVANCE A L'ALLUMAGE POUR LA GESTION DES DEFAUTS D'UN CAPTEUR DE CLIQUETIS
[0001] L'invention a trait au domaine du contrôle des moteurs à allumage commandé et plus précisément aux systèmes de calcul de l'avance à l'allumage.
[0002] Un moteur à explosion (appellation faisant référence à la combustion interne qui le caractérise) et à allumage commandé est alimenté, lors de chaque cycle (cycle à quatre temps ou à deux temps), par un mélange comprenant de l'air et du carburant (mélange air/carburant).
[0003] Nous étudierons, ci-après, un moteur à quatre temps, ce moteur comprenant au moins un cylindre et un piston mobile dans le cylindre.
[0004] Chaque cycle comprend quatre temps, ci-après nommés phases, et notamment, une phase de « combustion-détente » en aval d'une phase de « compression ». Cette phase de « combustion- détente » est initiée par un allumage, via une bougie d'allumage, du mélange air/carburant comprimé.
[0005] Afin d'optimiser les performances du moteur, tant en termes de puissance qu'en termes de consommation, l'allumage est déclenché en amont d'une position extrême dite de point mort haut (PMH) du piston dans le cylindre, à l'issue de la phase de compression. Afin de pouvoir régler l'allumage, les motoristes utilisent un paramètre permettant au mélange air/carburant de s'enflammer au moment le plus favorable appelé « avance à l'allumage » correspondant à un écart angulaire (ou angle de rotation) ayant pour référentiel un vilebrequin, entre l'instant de l'allumage et l'instant du passage du piston en position de point mort haut (PMH), la position de point mort haut étant la position de référence.
[0006] Les moteurs à allumage commandé sont soumis au cliquetis, phénomène d'auto-inflammation connu des motoristes, engendrant une combustion à contretemps d'une partie du mélange air/carburant indépendamment d'une étincelle de la bougie d'allumage.
[0007] Les cliquetis peuvent provoquer des nuisances sonores au sein de l'habitacle et une dégradation accélérée des éléments moteur (notamment des pistons). [0008] L'apparition du cliquetis est attribuable à différents facteurs, comme par exemple l'utilisation d'un carburant dégradé.
[0009] Selon les pays, la qualité, ou autrement dit l'indice d'octane (RON, Research Octane Number en anglais), du carburant varie, c'est pourquoi il est nécessaire d'adapter le fonctionnement du moteur à la qualité du carburant pour prévenir le cliquetis. Il est ainsi entendu qu'un carburant dégradé est un carburant ayant un indice d'octane plus faible, autrement dit, un carburant moins raffiné.
[0010] Lors de l'assemblage d'un véhicule automobile, les moteurs à allumage commandé sont programmés pour fonctionner avec un carburant ayant un RON prédéfini en fonction de la zone géographique dans laquelle le véhicule sera utilisé, ce réglage permettant d'éviter les cliquetis.
[0011] De plus, les motoristes cherchent actuellement à développer des moteurs de plus faibles cylindrées, suralimentés (par l'ajout éventuel d'un turbo), permettant de diminuer la consommation de carburant (et donc les émissions de C02) tout en maintenant le confort de conduite et la puissance du moteur (également appelé, sous la désignation anglaise, « downsizing »). Il résulte de ce développement, une sensibilité plus forte au cliquetis et aux carburants dégradés.
[0012] Différentes corrections complémentaires entre elles, lors de la détection par capteur (par exemple capteur piézoélectrique) du cliquetis, sont mises en place au niveau d'un calculateur pilotant le moteur à allumage commandé. Ces corrections visent à modifier l'avance à l'allumage pour permettre de réduire et, dans le meilleur des cas, d'annuler le cliquetis.
[0013] Parmi ces corrections, on trouve d'une part une correction curative visant à, au moins, réduire rapidement le phénomène de cliquetis lors de son apparition. Cette correction curative consiste à appliquer un retrait d'avance à l'allumage à chaque détection du cliquetis puis à retourner à une avance à l'allumage prédéfinie lorsqu'il n'y a plus de cliquetis sur une durée suffisamment importante (environ égale à 10s).
[0014] On trouve d'autre part une correction adaptative qui utilise tout ou partie de la correction curative afin d'effectuer une série d'opérations (et notamment une moyenne des corrections curatives) permettant d'obtenir un retrait ou un ajout d'avance à l'allumage appliqué lors de cliquetis prolongés, généralement dus à l'emploi d'un carburant dégradé.
[0015] Ces corrections curative et adaptative sont exploitables uniquement lors de la détection de cliquetis. Le brevet français FR 2337261 propose une solution d'inhibition du cliquetis, lors d'un défaut d'un capteur de cliquetis. Cette solution consiste à ne plus utiliser les corrections curative et adaptative, faussées par le défaut du capteur de cliquetis, et à activer une correction de défaillance prédéfinie. Cette correction de défaillance prédéfinie offre un retard d'avance à l'allumage suffisant pour éviter les cliquetis.
[0016] Un tel procédé permet effectivement de stopper les cliquetis afin de protéger le moteur, mais abaisse simultanément l'efficacité de celui-ci. En effet, l'avance à l'allumage de défaillance, appliquée en cas de défaut dans le capteur de cliquetis, réduit l'avance à l'allumage prédéfinie, ce qui provoque, entre autre, une augmentation de la consommation en carburant ainsi qu'une baisse de puissance du moteur. Or les moteurs actuels ont pour nécessité de consommer de moins en moins de carburant, sans amoindrir la puissance du véhicule, dans chacune des phases de vie du véhicule. Les phases de vie du véhicule peuvent être un fonctionnement du moteur à froid, un démarrage en côte mais aussi un dysfonctionnement dans un capteur du moteur. Il serait donc avantageux d'établir un procédé permettant, lors d'un défaut dans le capteur de cliquetis, de définir une avance à l'allumage proche de l'avance à l'allumage employée lors d'un fonctionnement sans défaut du moteur et établissant un seuil de sécurité afin d'éviter les cliquetis.
[0017] Un premier objectif est de proposer un procédé de réglage d'avance à l'allumage d'un moteur à combustion interne, en fonction d'un défaut d'un capteur de cliquetis du moteur.
[0018] Un deuxième objectif est de proposer un procédé de réglage d'avance à l'allumage d'un moteur à combustion interne, offrant une efficacité optimale au fonctionnement du moteur tout en stoppant les cliquetis.
[0019] Un troisième objectif est d'utiliser une valeur d'une dernière valeur d'une correction adaptative calculée, en vue d'établir une avance à l'allumage de correction, lors d'un défaut de détection des cliquetis. [0020] Un quatrième objectif est de proposer un véhicule automobile comprenant un moteur dont l'avance à l'allumage est pilotée par un calculateur utilisant un procédé répondant aux trois premiers objectifs.
[0021] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un procédé de réglage d'avance à l'allumage pour la gestion des défauts d'un capteur de cliquetis, ce procédé comprenant les opérations consistant, pour un calculateur, à :
détecter un défaut de fonctionnement du capteur de cliquetis, et transmettre une avance à l'allumage de correction prédéfinie, ce procédé comprenant également les étapes suivantes :
arrêter le calcul d'une correction adaptative, et
calculer l'avance à l'allumage de correction à partir d'une dernière valeur de correction adaptative calculée.
[0022] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison :
- la correction adaptative est limitée par une valeur d'inhibition d'ajout, définissant une avance à l'allumage limitée ;
- l'avance à l'allumage de correction est la somme de l'avance à l'allumage limitée et d'un retrait d'avance à l'allumage forfaitaire ;
- le retrait d'avance à l'allumage forfaitaire est prédéfini ;
- lorsqu'aucun défaut de fonctionnement du capteur de cliquetis n'est décelé, la correction adaptative est limitée par une saturation maximale prédéfinie, définissant une avance à l'allumage limitée ;
- lorsqu'aucun défaut de fonctionnement du capteur de cliquetis n'est décelé, l'avance à l'allumage de correction est la somme de l'avance à l'allumage limitée et d'une valeur non-sécuritaire.
[0023] Il est proposé, en deuxième lieu, un calculateur apte à réaliser un procédé de réglage d'avance à l'allumage pour la gestion des défauts du capteur de cliquetis tel que présenté ci-dessus.
[0024] Il est proposé, en troisième lieu, un véhicule automobile équipé d'un moteur à allumage commandé par un calculateur tel que présenté ci-dessus. [0025] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 représente un véhicule automobile comprenant un moteur à allumage commandé ;
la figure 2 représente schématiquement un moteur à allumage commandé lié à un calculateur et un capteur de cliquetis ;
la figure 3 est un schéma illustrant le fonctionnement d'un procédé de réglage d'avance à l'allumage pour la gestion des défauts d'un capteur de cliquetis, ici en position de fonctionnement sans défaut.
[0026] Sur la figure 1 est représenté un véhicule 1 automobile comprenant un moteur 2 à allumage commandé (plus couramment appelé moteur essence).
[0027] Le moteur 2 comprend, au minimum, un cylindre 3 définissant une chambre 4 de combustion, tel que représenté schématiquement sur la figure 2, auquel est associée, dans une portion supérieure, une bougie 5 d'allumage permettant de produire une étincelle nécessaire à une combustion d'un mélange air/carburant. Le cylindre 3 est d'une part associé à une soupape 6 d'admission qui contrôle une admission du mélange air/carburant à l'intérieur de la chambre 4 de combustion par une tubulure 7 d'admission, et d'autre part à une soupape 8 d'échappement qui contrôle une évacuation de gaz d'échappement, issus de la combustion du mélange air/carburant, hors de la chambre 4 de combustion par une tubulure 9 d'échappement.
[0028] Un moteur 2 à allumage commandé peut comprendre entre trois et douze cylindres 3 auxquels, pour chaque cylindre 3, est associée une bougie 5 d'allumage.
[0029] Le moteur 2 fonctionne selon un cycle de quatre phases définit dans l'ordre suivant : une phase d'admission, une phase de compression, une phase de combustion et de détente, et une phase d'échappement.
[0030] Le travail produit par un moteur 2 provient de la combustion, initiée par la bougie 5 d'allumage du mélange air/carburant compressé au sein du cylindre 3 par un piston 10 se déplaçant suivant une translation rectiligne le long de la chambre 4 de combustion, de façon alternative entre une position extrême haute et une position extrême basse par rapport au cylindre, respectivement appelées position Point Mort Haut (PMH) et position Point Mort Bas (PMB). Le mouvement alternatif du piston 10 permet l'entraînement en rotation d'un vilebrequin 11 par l'intermédiaire d'une bielle 12 reliant le piston 10 au vilebrequin 11.
[0031] Lors d'un cycle moteur, l'allumage du mélange air/carburant, via la bougie 5 d'allumage, se produit en amont de la position dite de point mort haut (PMH) du piston 10 à l'issue de la phase de compression. Afin de calibrer l'allumage, les motoristes définissent un paramètre appelé « avance à l'allumage » correspondant à un écart angulaire (exprimé par exemple en degré), ayant pour référentiel le vilebrequin 11, entre l'instant de l'allumage et l'instant du passage du piston 10 en position Point Mort Haut (PMH), la position Point Mort Haut (PMH) du piston 10 correspondant à la position de référence. Une avance à l'allumage prédéfinie est calibrée en usine procurant un fonctionnement initial au moteur 2.
[0032] Tel qu'illustré sur la figure 2, les bougies 5 d'allumage sont pilotées par un calculateur 13. Le calculateur 13 comprend les moyens d'acquisition, de traitement et de commande requis à la mise en œuvre du procédé de réglage d'avance à l'allumage de l'invention. Le calculateur 13 permet, grâce aux retours d'informations des différents capteurs, de contrôler indépendamment l'allumage de chaque cylindre 3 et par conséquent leur avance à l'allumage. Le calculateur 13 est ainsi relié à différents capteurs qui lui fournissent en temps réel des données du véhicule 1 et plus particulièrement du moteur 2. Parmi ces données, on trouve notamment la présence et l'intensité du cliquetis, via par exemple un capteur 14 de cliquetis piézoélectrique.
[0033] Le moteur 2 à allumage commandé est soumis au cliquetis, phénomène d'auto-inflammation connu des motoristes, engendrant la combustion à contretemps d'une partie du mélange air/carburant indépendamment de l'étincelle de la bougie 5 d'allumage et provoquant notamment des nuisances sonores au sein de l'habitacle, une dégradation accélérée des éléments moteur (notamment des pistons) ou encore une augmentation de la consommation de carburant.
[0034] Le calculateur 13 comprend ainsi différentes corrections complémentaires entre elles, susceptibles d'être appliquées lors de la détection du cliquetis par le capteur 14 de cliquetis, celles-ci permettant de modifier l'avance à l'allumage pour stopper le cliquetis.
[0035] Le cliquetis peut être présent soit de façon ponctuelle soit de façon continue.
[0036] Lors d'une apparition ponctuelle de cliquetis, le calculateur 13 met en place une correction curative visant à stopper rapidement le phénomène de cliquetis lors de son apparition. Cette correction curative consiste à appliquer une rectification curative, correspondant à l'application d'un retrait curatif (valeur prédéfinie lors de la programmation, par exemple égale à 7°) sur l'avance à l'allumage prédéfinie, à chaque détection du cliquetis, puis à retourner sur l'avance à l'allumage prédéfinie lorsqu'il n'y a plus de cliquetis pendant une durée suffisamment importante (par exemple égale à 10s).
[0037] Lors d'une apparition continue de cliquetis le calculateur 13 applique une correction 15 adaptative qui récupère tout ou partie de la correction curative afin d'effectuer une série d'opérations (et notamment une moyenne des corrections curatives) permettant d'appliquer un retrait ou un ajout calculé (valeur calculée selon un modèle prédéfini) sur l'avance à l'allumage prédéfinie.
[0038] La correction 15 adaptative est ainsi mise en place notamment lorsque l'apparition du cliquetis provient de l'emploi d'un carburant dégradé, étant donné que, dans ce cas-ci, il est nécessaire d'adapter l'avance à l'allumage du moteur 2 sur une période longue.
[0039] Sur la figure 3 est représentée schématiquement une correction 15 adaptative comprenant un calcul 16 adaptatif, permettant de définir l'avance à l'allumage transmise par la correction 15 adaptative, une restitution 17 adaptative pouvant être assimilée à une mémoire conservant une dernière correction 15 adaptative calculée par le calcul 16 adaptatif. Un interrupteur 18 commandé de fin de calcul permet de disjoindre automatiquement le calcul 16 adaptatif et la restitution 17 adaptative, en fonction d'une valeur 19a de sélection.
[0040] Un procédé 20 de réglage d'avance à l'allumage pour la gestion des défauts du capteur 14 de cliquetis permet de définir une avance à l'allumage 21 de correction, offrant un fonctionnement optimal et sans cliquetis au moteur 2.
[0041] Le procédé 20 utilise un détecteur 22 de défauts du capteur 14 de cliquetis, capable de déceler un problème dans le fonctionnement du capteur 14 de cliquetis et de transmettre ce qu'il a détecté via une valeur 19a et 19b de sélection.
[0042] Le procédé 20 utilise également une mémoire 23 apte à enregistrer des données 24 à 27 mémoire définies lors de la conception du dit procédé 20. Ces données 24 à 27 mémoire sont, dans notre exemple, une saturation 24 maximale prédéfinie (ici, un nombre réel positif), une valeur 25 d'inhibition d'ajout (ici, égale à 0), une valeur 26 non-sécuritaire (ici, égale à 0) et un retrait 27 d'avance à l'allumage forfaitaire (ici, un nombre réel négatif).
[0043] Le procédé 20 utilise de surcroît un commutateur 28 commandé de non-ajout et un commutateur 29 commandé de protection. Chaque commutateur commandé permet de sélectionner automatiquement une donnée 24 à 27 mémoire, sur les deux données 24 et 25 ou 26 et 27 mémoire à sa disposition, en fonction de la valeur 19b de sélection.
[0044] En outre, une porte 30 de comparaison à valeur maximale transmettant une valeur d'entrée, de cette porte 30 de comparaison, limitée, en valeur maximale, par une valeur 31 limitative, ainsi qu'une porte 32 somme capable d'additionner plusieurs valeurs entre elles, font partie du procédé 20 de réglage d'avance à l'allumage pour la gestion des défauts du capteur 14 de cliquetis.
[0045] Comme représenté sur la figure 3, lorsqu'aucun problème n'est décelé dans le capteur 14 de cliquetis par le détecteur 22 de défauts, la valeur 19a de sélection commande la fermeture de l'interrupteur 18 commandé de fin de calcul, qui lie le calcul 16 adaptatif et la restitution 17 adaptative, permettant de mettre à jour, dans la restitution 17 adaptative, la dernière valeur calculée par le calcul 16 adaptatif. Lorsqu'un problème est décelé dans le capteur 14 de cliquetis par le détecteur 22 de défauts, le calcul 16 adaptatif étant faussé par le défaut du capteur 14 de cliquetis, la valeur 19a de sélection commande l'ouverture de l'interrupteur 18 commandé de fin de calcul, qui disjoint le calcul 16 adaptatif et la restitution 17 adaptative, permettant de conserver, dans la restitution 17 adaptative, la dernière valeur calculée par le calcul 16 adaptatif avant apparition du défaut.
[0046] Le commutateur 28 transmet, lorsqu'aucun problème n'est décelé dans le capteur 14 de cliquetis par le détecteur 22 de défauts, la saturation 24 maximale prédéfinie (ici, un nombre réel positif) et, lorsqu'un problème est décelé dans le capteur 14 de cliquetis par le détecteur 22 de défauts, la valeur 25 d'inhibition d'ajout (ici, égale à 0).
[0047] La porte 30 de comparaison transmet une avance à l'allumage 33 limitée égale à la restitution 17 adaptative limitée, en valeur maximale, par la donnée 24 ou 25 mémoire sélectionnée par le commutateur 28, en fonction du décèlement ou non d'un problème dans le capteur 14 de cliquetis par le détecteur 22 de défauts.
[0048] Le commutateur 29 transmet, lorsqu'aucun problème n'est décelé dans le capteur 14 de cliquetis par le détecteur 22 de défauts, la valeur 26 non-sécuritaire (ici, égale à 0) et, lorsqu'un problème est décelé dans le capteur 14 de cliquetis par le détecteur 22 de défauts, le retrait 27 d'avance à l'allumage forfaitaire (ici, un nombre réel négatif).
[0049] La porte 32 somme transmet l'avance à l'allumage 21 de correction égale à la somme de l'avance à l'allumage 33 limitée, transmise par la porte 30 de comparaison, et de la donnée 26 ou 27 mémoire sélectionnée par le commutateur 29, en fonction du décèlement ou non d'un problème dans le capteur 14 de cliquetis par le détecteur 22 de défauts.
[0050] Ainsi, si aucun problème n'est décelé par le détecteur 22 de défauts du capteur 14 de cliquetis, la restitution 17 adaptative de la correction 15 adaptative est limitée en ajout d'avance à l'allumage par la saturation 24 maximale prédéfinie (ici, un nombre réel positif) puis transmise, en tant qu'avance à l'allumage 33 limitée, par la porte 30 de comparaison à valeur maximale. Cette avance à l'allumage 33 limitée est additionnée, par la porte 32 somme, avec la valeur 26 non- sécuritaire (ici, égale à 0) transmise par le commutateur 29 commandé de protection. Dans le mode de réalisation décrit, en cas de fonctionnement correct du capteur 14 de cliquetis, l'avance à l'allumage 21 de correction, transmise en sortie de la porte 32 somme, est donc la restitution 17 adaptative de la correction 15 adaptative, limitée en ajout par la saturation 24 maximale prédéfinie (ici, un nombre réel positif).
[0051] Si un problème est décelé par le détecteur 22 de défauts du capteur 14 de cliquetis, la valeur 19a de sélection commande l'ouverture de l'interrupteur 18 commandé de fin de calcul, permettant de disjoindre automatiquement le calcul 16 adaptatif et la restitution 17 adaptative. La dernière valeur de restitution 17 adaptative mémorisée avant l'apparition du défaut est limitée en ajout d'avance à l'allumage par la valeur 25 d'inhibition d'ajout (ici, égale à 0) puis transmise, en tant qu'avance à l'allumage 33 limitée, par la porte 30 de comparaison à valeur maximale. Cette avance à l'allumage 33 limitée est additionnée, par la porte 32 somme, avec le retrait 27 d'avance à l'allumage forfaitaire (ici, un nombre réel négatif) transmis par le commutateur 29 commandé de protection. Dans le mode de réalisation décrit, en cas de défaut dans le fonctionnement du capteur 14 de cliquetis, l'avance à l'allumage 21 de correction, transmise en sortie de la porte 32 somme, est donc la dernière valeur de restitution 17 adaptative mémorisée avant apparition du défaut, inhibée en ajout par la valeur 25 d'inhibition d'ajout (ici, égale à 0) puis additionnée du retrait 27 d'avance à l'allumage forfaitaire (ici, un nombre réel négatif), offrant un seuil de sécurité supplémentaire afin de limiter les risques de cliquetis.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé (20) de réglage d'avance à l'allumage pour la gestion des défauts d'un capteur (14) de cliquetis, ce procédé (20) comprenant les opérations consistant, pour un calculateur (13), à :
détecter un défaut de fonctionnement du capteur (14) de cliquetis, et
transmettre une avance à l'allumage (21) de correction prédéfinie, ce procédé (20) étant caractérisé en ce qu'il comprend également les étapes suivantes :
arrêter le calcul d'une correction (15) adaptative, et
calculer l'avance à l'allumage (21) de correction à partir d'une dernière valeur de correction (15) adaptative calculée.
2. Procédé (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la correction (15) adaptative est limitée par une valeur (25) d'inhibition d'ajout, définissant une avance à l'allumage (33) limitée.
3. Procédé (20) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'avance à l'allumage (21) de correction est la somme de l'avance à l'allumage (33) limitée et d'un retrait (27) d'avance à l'allumage forfaitaire.
4. Procédé (20) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le retrait (27) d'avance à l'allumage forfaitaire est prédéfini.
5. Procédé (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsqu'aucun défaut de fonctionnement du capteur (14) de cliquetis n'est décelé, la correction (15) adaptative est limitée par une saturation (24) maximale prédéfinie, définissant une avance à l'allumage (33) limitée.
6. Procédé (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que, lorsqu'aucun défaut de fonctionnement du capteur (14) de cliquetis n'est décelé, l'avance à l'allumage (21) de correction est la somme de l'avance à l'allumage (33) limitée et d'une valeur (26) non-sécuritaire.
7. Calculateur (13) apte à réaliser le procédé (20) de réglage d'avance à l'allumage pour la gestion des défauts d'un capteur (14) de cliquetis selon l'une des revendications précédentes.
8. Véhicule (1) automobile comprenant un moteur (2) à allumage commandé par le calculateur (13) selon la revendication 7.
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