Brevet FR2721657A1 — publié le 19951229

La présente invention concerne un procédé de détection de l'autoallumage dans les moteurs à combustion interne à allumage commandé. L'amélioration permanente du rendement des moteurs à combustion interne se traduit par une augmentation inéluctable du rapport volumétrique de compression des moteurs. Or, lorsque l'on augmente la rapport volumétrique de compression, on est confronté , lors de conditions particulières de fonctionnement, telles que des températures élevées ou un encrassement de la chambre de combustion, à l'apparition du phénomène d'autoallumage ou cliquetis. Ce phénomène d'autoallumage engendre un bruit désagréable, mais surtout, il constitue un risque de destruction du moteur; il doit donc être éliminé le plus efficacement possible. Pour éviter le phénomène d'autoallumage, une solution connue consiste à diminuer la valeur de l'avance à l'allumage de quelques degrés, mais cela se fait au détriment du rendement du moteur puisque l'on s'écarte de la valeur optimale de l'avance à l'allumage. Si l'on travaille à une valeur d'avance à l'allumage voisine de la valeur optimale, les risques d'autoallumage sont importants, en particulier dans les conditions particulières de fonctionnement citées ci-dessus, et il est donc nécessaire de détecter très rapidement 1 'appari- tion de l'autoallumage pour l'éliminer le plus rapidement possible en agissant en particulier sur l'avance à l'allumage. Pour détecter l'autoallumage, on utilise un capteur, tel qu'un accéléromètre, dont le signal est tout d'bord intégré, puis soumis à une analyse statistique. Le signal obtenu est un signal de bruit qui varie lors de l'apparition de l'autoallumage. On compare en permanence la valeur de ce signal de bruit avec une valeur de seuil calculée à partir de la valeur moyenne fournie par l'analyse statistique, le dépassement de cette valeur étant considéré comme le signe de l'apparition de 1 'autoallumage. Les critères de détection utilisés actuellement ne sont pas satisfaisants, car la précision de la détection est faible, ce qui amène à diminuer l'avance à l'allumage pour obtenir un fonctionnement satisfaisant, c'est-à-dire sans autoallumage important, et, par suite, à diminuer le rendement du moteur. Il est donc souhaitable de définir des critéres de détection permettant une détection plus précise. En d'autres termes ,il est nécessaire d'optimiser le critère de détection afin d'être certain de ne pas faire une surou une sous-détection. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de détection de l'autoallumage dans un moteur à combustion interne à allumage commandé, procédé selon lequel on élabore un signal de bruit, x, à partir d'un signal fourni par un capteur, tel qu'un accéléromètre, rigidement fixé sur la culasse du moteur, le signal dudit capteur étant intégré puis soumis à une analyse statistique fournissant une courbe gaussienne, caractérisé en ce que l'on calcule la valeur moyenne, x, dudit signal de bruit, x, pendant une période de fonctionnement sans autoallumage, on calcule l'écart type, a', dudit signal de bruit ,x, pour toutes les valeurs du signal de bruit, x, inférieures ou égales à ladite valeur moyenne, x, et on détermine une valeur, S, de seuil de détection d'autoallumage qui est égale à x + k a', k étant un coefficient voisin de 3. De cette manière, le critère de détection est déterminé par une analyse pseudostatistique de la partie gauche de la courbe de Gauss qui n'est pratiquement pas modifiée lors de l'apparition de l'autoallumage et la précision de la détection est donc fortement améliorée. Selon une autre caractéristique de 1 invention, la valeur du coefficient, k, est optimisée par des essais. Selon une variante, la valeur du coefficient, k, est déterminée en fonction de l'écart type. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit d'un exemple de réalisation de l'invention, faite en se référant aux déssins ci-annexés sur lesquels: - les figures 1 à 3 sont des courbes du signal de bruit, et, - la figure 4 est un schéma synoptique d'un circuit de détermination de la valeur de seuil. Les figures 1 à 3 représentent la courbe de l'analyse statistique du signal de bruit, x, respectivement lors d'une période de fonctionnement sans autoallumage, lors d'une période de fonctionnement précédant 1 'appari- tion d'un autoallumage et lors d'une période de fonctionnement avec autoallumage. On constate que la courbe de la figure 1 présente une allure gaussienne avec une valeur moyenne, x; cette courbe est symétrique par rapport à cette valeur moyenne. La figure 2 montre l'évolution de la courbe de la figure 1 immédiatement avant l'apparition de l'autoallumage; on constate que seule la partie droite de la courbe se modifie et présente un étalement correspondant à un état de pré-autoallumage ou pré-cliquetis, la distribution correspondant à la partie gauche de la courbe restant quasi normale. La courbe de la figure 3 correspond à un autoallumage, c'est-à-dire à un cliquetis audible; on constate que l'étalement de la partie droite de la courbe de Gauss se prolonge et qu'une seconde raie de signal apparaît. Par conséquent, la valeur moyenne de la courbe d'analyse statistique varie de manière continue lors de l'apparition d'un autoallumage et il en résulte une imprécision du critère de détection qui est calculé en fonction de cette valeur moyenne. Compte tenu du fait que, lors de l'apparition d'un autoallumage, seule la partie droite de l'histogramme du signal de bruit, x, reste pratiquement inchangée, l'invention consiste à déterminer le critère de détection en réalisant une analyse pseudostatistique limitée à la partie gauche de l'histogramme du signal de bruit. Conformément à l'invention, on calcule la valeur moyenne, x, du signal de bruit, x, pendant une période de fonctionnement sans cliquetis, c'est-à-dire pour la courbe d'analyse statistique de la figure 1. Ensuite, on calcule un écart type, a', pour les valeurs du signal de bruit inférieures ou égales à cette valeur moyenne, x, c'est-à-dire pour la partie gauche de la courbe d'analyse statistique qui est pratiquement inchangée lors de l'apparition de l'autoallumage. La valeur de seuil, S, de détection de l'autoallumage est déterminée de la manière suivante, à partir du pseudo-écart type, a' S = x + k a' On sait que pour une courbe de Gauss, la distribution totale des échantillons (99,9%) est comprise entre plus et moins trois fois l'écart type, a, de l'ensemble des échantillons; par conséquent, la valeur théorique du coefficient, k, est égale à 3. Cependant, la valeur de ce coefficient peut être optimisée expérimentalement. Cette valeur peut également être déterminée en fonction du pseudo-écart type, a'. De toutes façons, la valeur de seuil, S, est déterminée en fonction d'un critère, à savoir le pseudoécart type, a', qui n'est pas affecté par l'apparition de l'autoallumage et, par suite, la précision est nettement plus élevée que dans le cas de l'état de la technique où ce critère est déterminé en fonction de la valeur moyenne qui varie lors de l'apparition de l'autoallumage du fait de la déformation de la courbe statistique expliquée en référence aux figures 1 à 3. Il en résulte que l'autoallumage peut être détecté de manière plus fiable et plus rapidement. On peut détecter la période de pré-cliquetis et agir plus rapidement avant l'apparition effective de l'autoallumage. La figure 4 représente de manière schématique un circuit de calcul de la valeur de seuil, S. Un accéléromètre 1 de type piézoélectrique est rigidement fixé sur la culasse du moteur à un emplacement approprié; il fournit un signal qui est traité dans un circuit de traitement 2 qui comprend successivement un amplificateur, un étage de filtrage passe-bande réglé sur la fréquence de résonance de la chambre de combustion, un étage de redressement double alternance, un intégrateur commandé fonctionnant sur une fenêtre limitée par le point mort haut du cylindre considéré, d'une part, et par le point mort haut plus 40 environ, d'autre part, et un convertisseur analogique-numérique. Un capteur 3 de position angulaire associé au volant moteur fournit un repère du passage au point mort haut pour chaque cylindre au circuit de traitement 2 et à un circuit 4 de calcul de la valeur de seuil qui comprend un microprocesseur et qui peut recevoir une valeur du coefficient, k, fournie par un circuit 4 sur la base de valeurs expérimentales. Selon une variante de réalisation, la valeur du coefficient, k, est calculée par le circuit 4 en fonction de la valeur du pseudo-écart type, a'. On voit que l'invention fournit un critère de détection plus précis et plus fiable, ce qui permet de faire fonctionner le moteur avec une valeur d'avance à l'allumage proche de la valeur optimale tout en évitant, ou en limitant au maximum, le phénomène d'autoallumage. En d'autres termes, l'invention permet d'augmenter le rendement sans risques dûs à l'autoallumage. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de l'autoallumage dans un moteur à combustion interne à allumage commandé, procédé selon lequel on élabore un signal de bruit, x, à partir d'un signal fourni par un capteur, tel qu'un accéléromètre, rigidement fixé sur la culasse du moteur, le signal dudit capteur étant intégré puis soumis à une analyse statistique fournissant une courbe gaussienne, caractérisé en ce que l'on calcule la valeur moyenne, x, dudit signal de bruit, x, pendant une période de fonctionnement sans autoallumage, on calcule l'écart type, a',dudit signal de bruit, x, pour toutes les valeurs du signal de bruit, x, inférieures ou égales à ladite valeur moyenne, x, et on détermine une valeur, S, de seuil de détection d'autoallumage qui est égale à x + ka', k étant un coefficient voisin de 3. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur du coefficient, k, est optimisée par des essais. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur du coefficient, k, est déterminée en fonction de l'écart type, a'.