Brevet FR2571141A1 — publié le 19860404

PROCEDE DE DIAGNOSTIC D'UN SYSTEME DE DETECTION DE CLIQUETIS La présente invention concerne un procédé de diagnostic d'un système de détection de cliquetis pour moteur å combustion interne à allumage com mandé. Les systèmes de détection de cliquetis sont de plus en plus utilisés sur les moteurs à combustion interne car ils permettent, pour un moteur de référence, de régler de manière optimale les paramètres de fonctionnement, en particulier l'avance à l'allumage, la richesse et la pression de suralimentation dans le cas d'un moteur suralimenté, sans avoir à prendre une marge de sécurité vis-à-vis des problèmes de dispersion entre moteurs, de vieilllssement, ou de changement d'environnement (température ambiante, humidité, etc...). On connaît, notamment par la demande de brevet européen EP-A-30491, des systèmes de détection de cliquetis du type comprenant un capteur de cliquetis associé à un moteur à combustion interne et un circuit électronique de traite ment du signal de sortie du capteur qui prend en compte ledit signal de sortie à l'intérieur d'une fenêtre angulaire comprise entre deux positions angulaires prédéterminées du moteur. traite ledit signal pour produire un signal utile représentatif de r intensité maximale instantanée du bruit du moteur dans ladite fenêtre, compare le signal utile à un signal de référence et délivre un signal de détection de cliquetis lorsque le signal utile dépasse d'une valeur prédéterminée le signal de référence. Un tel système de détection de cliquetis peut être utilisé par un calculateur associé à un moteur à combustion interne pour modifier un ou plusieurs des paramètres de réglage de ce moteur tels que, par exemple, l'angle d'avance à l'allumage, la richesse du mélange ou la pression de suralimentation, dans un sens tendant à réduire puis à supprimer le cliquetis. Lorsqu'un tel système de détection de cliquetis est utilisé, le non fonctionnement d' un ou plusieurs composants du système de détection peut avoir, dans un délai extrêmement bref, des conséquences graves pouvant aller jusqu'à la destruction du moteur. IL est donc impératif de disposer d'un moyen efficace permettant de déterminer sl le système de détection de cliquetis est en bon état de fonctionnement. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de diagnostic d'un système de détection de cliquetis du type défini ci-dessus,caraetérisé en ce qu'on modifie périodiquement ladite fenêtre angulaire de manière à y inclure une zone dans laquelle le moteur produit des bruits mécaniques caractéristiques en fonctionnement normal, on compare le signal utile recueilli dans la fenêtre modifiée à au moins un seuil (S) et on génère une information de défaut du système de détection de cliquetis lorsque le résultat de ladite comparaison est représentatif dudit défaut. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de sa réalisation donné uniquement à titre d'exemple et Illustré par les dessins annexés sur lesquels la figure 1 est un schémalbloc d'un système de détection de cliquetis associé à un micro-calculateur de con mande de certains paramètres de fonctionnement d'un moteur à combustion interne - la figure 2 est un organigramme illustrant la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention par le calculateur associé au système de détection de cliquetis de la figure 1. En se référant à la figure 1, un accéléromètre 10 fixé sur la culasse d' un moteur à combustion interne (non représenté) est connecté par sa sortie à un amplificateur de charge 11 connecté lui-même à un filtre passe-bande 12. La sortie du filtre passe-bande 12 est reliée à l entrée d'un redresseur 1 3 dont la sortie attaque l'entrée d'un intégrateur 14 qui reçoit d'un calculateur 15 un signal 1 6 correspondant à une fenêtre angulaire comprise entre deux positions angulaires prédéterminées du vilebrequin du moteur à combustion interne. L'intégrateur 14 assure dans cette fenêtre angulaire l'intégration du signal de sortie du redresseur 13 et l' applique à l' entrée du calculateur 15 dans lequel il est converti sous forme numérique. Le calculateur 15 est également connecté en entrée à un capteur 17 associé au vilebrequin du moteur et qui lui fournit un signal de position angulaire à partir duquel le calculateur 15 élabore la fenêtre angulaire traduite sous forme du signal 16 appliqué à l'intégrateur 14. Le calculateur 15 peut être également relié par ses autres entrées 18 à d' autres capteurs de paramètres de fonctionnement du moteur tels que la pression de l'air à l'admission, la température d'eau, la température d'air, etc... à partir desquels le calculateur pilote, par exemple, l'angle d'avance à l'allumage et/ou l'injection de combustible et/ou la pression de suralimentation dans le cas d'un moteur suralimenté. Un système de détection de cliquetis associé à un micro-calculateur de gestion d'un groupe moto-propulseur tel que décrit ci-dessus est parfaitement conventionnel et une description plus détaillée en est donnée par exemple dans les demandes de brevet européen EP-A-18858 et EP-A- 30491. La détection de cliquetis peut être effectuée globalement pour tous les cylindres ou, au contraire, chaque cylindre peut être traité individuellement comme décrit dans les demandes de brevet précitées. En fonctionnement, le capteur 10 fournit en permanence un signal A représentatif du bruit du moteur qui est amplifié, filtré puis redressé en 11, 12 et 13 respectivement. Ce signal est intégré en 14 pendant la fenêtre angulaire, qui peut être comprise, par exemple, entre 150 et lu00 environ après le point mort haut de chaque cylindre, et le signal de bruit intégré dans la fenêtre angulaire et converti sous forme numérique par le calculateur 15 est comparé par ce dernier à un signal de référence qui peut être par exemple calculé à partir d'une valeur moyenne de bruit intégré constamment réactualisée comme décrit dans la demande de brevet EP-A-30491. n est connu que le cliquetis d'un moteur est susceptible d' apparaltre au moment où la pression dans la chambre de combustion est maximale et que ce phénomène ne peut se produire que dans une fenêtre angulaire restreinte du cycle qui dépend du moteur et de ses paramètres de réglage. La fenêtre angulaire est donc optimisée pour donner le meilleur rapport signal/bruit entre une condition de fonctionnement avec cliquetis et une condition de fonctionnement sans cliquetis et, en particulier, elle est choisie de façon que les fermetures des soupapes génératrices de vibrations qui pourraient être interprétées faussement com me du cliquetis interviennent en dehors de la fenêtre. C'est ainsi, par exemple, que l'on pourra retenir une fenêtre comprise entre 150 et 300 après le point mort haut pour un moteur dont le croisement des soupapes et du type 4/40L40/4. Compte tenu de ce qui précède, il résulte qu'on détecte la prçsence du cliquetis par l'apparition d'un signal de grande amplitude pendant la durée de la fenêtre angulaire. En revanche, une ambiguité éxiste lorsque le signal à l'intérieur de la fenêtre est très faible : en effet, il peut s'agir d'un cas de fonctionnemnt sans cliquetis, ou bien d'une panne de l'un des éléments du système de détection, par exemple d'une défaillance du capteur ou de l'électronique de traitement, de la rupture d'un fil de liaison ou d' un court-circuit. Pour permettre de détecter une telle défaillance, le procédé suivant l'invention consiste à modifier à intervalles réguliers la valeur ou la position de la fenêtre angulaire (par exemple en passant de 150 300 à 150 - 600) de façon à inclure dans cette fenêtre certains bruits m écaniques extérieurs, en particulier les bruits dus aux soupapes, que la fenêtre retenue pour la détection du cliquetis avait pour but d'éliminer. A l'intérieur de cette fenêtre modifiée, la détection des bruits mécaniques précités doit engendrer un signal dont l'amplitude est au moins égale à un S seuil prédéterminé dont la valeur dépend du niveau minimal, mesuré expérimentalement, de ces bruits mécaniques caractéristiques du moteur considéré en fonction normaL Si tel n' est pas le cas, on peut en conclure que le système de détection de cliquetis n' est pas opérationnel et prendre toutes les mesures nécessaires pour éviter une quelconque détérioration du moteur. L'organigramme de la figure 2 illustre une forme particulière de mise en oeuvre du procédé de diagnostic suivant l'invention au moyen d'un calculateur associé à un système de détection de cliquetis du type représenté à la figure 1. Cet organigramme, qui peut être intégré en tant que sous-progra m me d'un programme de calcul de l'angle d'avance à l'allumage, de la quantité de carburant injecté ou autre paramètre de com mande d'un groupe motopropulseur, comprend une première étape 20 consistant à incrém enter d'une unité le contenu N d'un compteur à chaque apparition d'un point mort haut, ce qui revient à comptabiliser le nombre des fenêtres angulaires qui sont apparues depuis la remise à zéro du compteur de contenu N. L' étape suivante 21 est un test sur la valeur de N que l'on compare à une valeur prédéterminée N1, par exemple 256. Tant que N n'a pas atteint la valeur prédéterminée N1, on passe à l' étape 22 qui consiste à choisir pour la fenêtre angulaire une valeur prédéterminée Oi apte à permettre la détection de cliquetis. L'étape suivante 23 est alors constituée par un sous-progra n me classique de détection de cliquetis et de correction éventuelle des paramètres de fonctionnement du moteur, après quoi l'on revient à la suite du progra n m e principaL Si la réponse au test 21 est positive, c' est-à-dire si N a atteint la valeur prédéterminée N1, on passe à l'étape 24 où l'on choisit une fenêtre angulaire ayant une valeur modifiée 02.L'étape suivante 25 consiste à prendre pour seuil de comparaison une valeur prédéterminée mémorisée S, après quoi l'étape 26 est un test où l'on compare la valeur du signal de bruit A intégré dans la fenêtre angulaire 02 au seuil S. Si la réponse à ce test est positive, c' est-à-dire si A est supérieur ou égal à S, c' est que l' on a bien détecté les bruits caractéristiques du moteur dans la fenêtre angulaire modifiée 2 et que le système de détection de cliquetis fonctionne normalement.On passe alors à l'étape 27 où l'on réinitialise le compteur de fenêtres angulaires en faisant N O, à la suite de quoi on passe à la suite du programme principaL Si au contraire le test 26 fait apparaitre que la valeur du signal de bruit A intégré dans la fenêtre 2 est inférieure au seuil S, c' est que l'on est en présence d'une défaillance du système de détection de cliquetis et l'on passe à l'étape 28 où l'on opère un modification des paramètres de fonctionnement du moteur qui est destinée à conférer à ce dernier une marge de sécurité vis-à-vis du -phXnomène de cliquetis. Cette modification peut concerner un ou plusieurs paramètres tels que, par exemple, une diminution de l'angle d'avance à l'allumage, une modification de la richesse du mélange injecté ou une diminution de la pression de suralimentation dans le cas d'un moteur suralimenté. Cette modification de paramètres peut n'intervenir que dans certaines zones de fonctionnement du moteur afin de ne pas pénaliser son rendement comme décrit par exemple dans la demande de brevet européen EP-A-îOl 342 où, pour la prise en compte du phénomène de cliquetis, il est distingué entre une zone de fonctionnement critique et une zone de fonctionnement non critique. Après cette étape 28, on passe à rétape 27 de réinitialisation de N à c et l'on retrouve ensuite le déroulement du programme principal. Ce procédé constitue donc un moyen particulièrement simple de tester avec une périodicité prédéterminée un système de détection de cliquetis associé à un moteur à combustion interne et de prendre des mesures de sauvegarde appropriées en cas de détection d'un défaut. Bien entendu, il doit être compris que l'invention n'est pas limitée au seul mode de réalisation décrit ci-dessus et qu' elle pourrait être également mise en oeuvre au moyen d'un circuit numérique ou analogique spécifique. De plus, de nombreuses modifications peuvent être apportées à l' exemple de réalisation décrit sans sortir du cadre de l'invention : c' est ainsi, par exemple, qu'on peut prévoir deux seuils de comparaison, par exemple un seuil inférieur et un seuil supérieur, et n' émettre une information de défaut que si le signal utile receuilli dans la fenêtre modifiée n' est pas compris entre le seuil supérieur et le seuil inférieur.En effet, l' obtention d' un signal utile dépassant un seuil supérieur fonction de l'amplitude maximale, déterminée expérimentalement, des bruits mécaniques du moteur considéré en fonctionnement nor m al peut égale m ent signifier l'existence d'un défaut du système de détection de cliquetis. En outre, le ou les seuils de comparaison ne sont pas nécessairement fixes mais peuvent être fonctions de la vitesse ou autre paramètre de fonctionnement du moteur suivant une loi prédéterminée. De même, la modification de la fenêtre intervenant lors du test du système peut concerner aussi bien sa largeur, sa position dans le cycle moteur que ces variables simultanément. Enfin, la modification de la fenêtre angulaire peut n' être effectuée que dans certaines conditions prédéterminées de fonctionnement du moteur dépendant, par exemple, de son régime et/ou de la température d'air ou d'eau de refroidissement, etc... RE1'ENDICATIONS 1. Procédé de diagnostic d'un système de détection de cliquetis comprenant un capteur de cliquetis (10) associé à un moteur à combustion interne et un circuit électronique (11-15) de traitement du signal (A) de sortie du capteur qui prend en compte ledit signal de sortie à l'intérieur d'une fenêtre angulaire (G1) comprise entre deux positions angulaires prédéterminées du moteur, traite ledit signal pour produire un signal utile représentatif de l'intensité maximale instantanéé du bruit du moteur dans ladite fenêtre (O compare le signal utile à un signal de référence et délivre un signal de détection de cliquetis lorsque le signal utile dépasse d'une valeur prédéterminée le signal de référence, caractérisé en ce qu'on modifie périodiquement ladite fenêtre angulaire- de manière à y inclure une zone dans laquelle le moteur produit des bruits mécaniques caractéristiques en fonctionnement normal, on compare le signal utile recueilli dans la fenêtre à au moins un seuil (S) et on génère une information de défaut du système de détection de cliquetis lorsque le résultat de ladite comparaison est représentatif dudit défaut. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on modifie ladite fenêtre angulaire à des intervalles réguliers du cycle de fonctionnement du moteur. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on modifie ladite fenêtre angulaire tous les N points morts hauts. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on ne modifie ladite fenêtre angulaire que dans certaines conditions prédéterminées de fonctionnement du moteur. 5. Procédé selon rune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on génère ladite information de défaut lorsque le signal utile recueilli dans la fenêtre modifiée (62) est inférieur à un seuil inférieur (S) dont la valeur dépend du niveau minimal, mesuré expérimentalement, desdits bruits mécaniques caractéristiques du moteur considéré en fonctionnement normal. 6. Procédé selon la revendications 5, caractérisé en ce qu'on génère également ladite information de défaut lorsque le signal utile recueilli dans la fenêtre modifiée (nul) est supérieur à un seuil supérieur dont la valeur dépend du niveau maximal, mesuré expérîn entalen ent, desdits bruits mécaniques caractéristiques du moteur considéré en fonctionnement normaL 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la valeur du seuil est fonction des conditions de fonctionnement du moteur suivant une loi pr éd éter m in é e. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la valeur du seuil est fonction de la vitesse de rotation du moteur.