Brevet FR2855217A1 — publié le 20041126

I Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne notamment dans un véhicule automobile, selon lequel à partir des signaux de deux installations de saisie on déter5 mine les positions angulaires d'un vilebrequin et d'un arbre à came, et on surveille une position angulaire relative d'un arbre par rapport à l'autre. L'invention concerne également un programme d'ordinateur, d'un support de mémoire électrique pour un appareil de commande et/ou de régulation d'un moteur à combustion interne, un ap10 pareil de commande et/ou de régulation d'un tel moteur ainsi que le moteur à combustion interne ainsi équipé. Etat de la technique On connaît un procédé du type défini ci-dessus selon le document DE-100 32 332-Al. Ce document indique que pour surveiller et 15 diagnostiquer l'association entre la position angulaire d'un arbre à came d'un moteur à combustion interne et un vilebrequin on vérifie si les signaux d'une installation de saisie par laquelle on saisit l'angle de l'arbre à came et une installation de saisie par laquelle on saisit l'angle du vilebrequin sont plausibles l'une par rapport à l'autre. Pour cela, dans la pré20 sente description, la position angulaire relative et la position angulaire d'un repère d'un arbre par rapport à un repère de référence porté par l'autre arbre. Comme l'arbre à came et le vilebrequin son habituellement couplés par l'intermédiaire d'une installation de transmission, la position angulaire des deux arbres est définie au moins en partie par les états de 25 fonctionnement du moteur à combustion interne ce qui suppose un moteur à combustion interne fonctionnant correctement. Si une différence entre la position angulaire réelle de l'arbre à came par rapport à une position angulaire de consigne dépasse un certain seuil, on déclenche une action. Une telle différence peut également provenir d'un mauvais 30 positionnement de l'installation de saisie ou encore d'une erreur dans le traitement du signal. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé du type défini ci-dessus permettant un fonctionnement encore plus fiable 35 du moteur à combustion interne. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'en fonction de ce qu'une variation de la po- sition angulaire relative actuelle obtenue se situe en dehors d'une plage de tolérance, on déclenche une action. Dans le cas d'un programme d'ordinateur, le problème est résolu en ce qu'il est réalisé pour l'application d'un procédé tel que défini 5 cidessus. Dans le cas d'un support de mémoire électrique, ce problème est résolu en ce qu'il contient en mémoire un programme d'ordinateur pour l'application d'un procédé du type défini ci-dessus. Un appareil de commande et/ou de régulation résout le problème posé en ce qu'il est programmé pour l'application d'un procédé du type défini ci-dessus. Dans le 10 cas d'un moteur à combustion interne, le problème est résolu en ce qu'il comporte un appareil de commande et/ou de régulation programmé pour l'application d'un procédé du type défini ci-dessus. Avantages de l'invention Le procédé selon l'invention permet de reconnaître une va15 riation du couplage d'un arbre par rapport à un autre arbre, c'est-à-dire une variation qui reconnaît l'arbre à came avec l'installation de transmission couplée au vilebrequin. Cela augmente la fiabilité du fonctionnement des moteurs à combustion interne et permet d'éviter les dommages occasionnés aux moteurs à combustion interne en cas d'incident. Le procédé 20 selon l'invention peut également détecter une défaillance totale de l'installation de transmission couplant les deux arbres. On se base sur le fait qu'habituellement l'arbre à came et le vilebrequin d'un moteur à combustion interne sont couplés l'un à l'autre par une transmission mécanique. Une telle transmission comprend habi25 tuellement une chaîne de commande ou une courroie crantée tendue entre les pignons de transmission respectifs. Le procédé selon l'invention permet de savoir si pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne, la chaîne de commande ou la courroie crantée a patiné sur l'une des roues d'entraînement, c'est-à-dire si le couplage des deux arbres a 30 changé. Cette détection résulte de ce que la position angulaire relative actuelle déterminée par les installations de saisie pour les deux arbres présente une plage de tolérances. Cette plage est dimensionnée pour que si le couplage varie sans équivoque en ce que par exemple une chaîne de commande ou une courroie crantée a glissé d'au moins une division sur la 35 roue de transmission correspondante, la position angulaire relative s'écarte dans ces conditions de la plage de tolérance. Il est tout d'abord proposé que le déclenchement de l'action dépende de ce que la variation se produit à l'intérieur d'une période don- née et/ou à l'intérieur d'un nombre déterminé de rotations de l'un des arbres. Cela repose sur le fait qu'un patinage d'une chaîne de commande ou d'une courroie crantée ou une défaillance totale de l'installation de transmission couplant les deux arbres, se produit brutalement, ou du moins 5 très rapidement. Grâce à ce développement on peut distinguer un tel incident, d'un autre défaut qui se produit relativement lentement, par exemple d'une dérive de l'installation de saisie. Il est également proposé d'enregistrer la position angulaire relative actuelle déterminée au plus tard à la fin d'un cycle de fonctionne10 ment du moteur à combustion interne dans une mémoire non volatile. Au cours du cycle de fonctionnement suivant du moteur à combustion interne, on dispose alors déjà de valeurs de comparaison ce qui permet de déceler par exemple un défaut dans les travaux d'entretien au niveau de l'installation de transmission couplant les deux arbres. Les erreurs de 15 montage de l'une des installation de saisie n'auront pas non plus à être prises en compte dans ce développement lorsqu'on fixe la plage de tolérance de sorte que cette plage de tolérance peut être relativement étroite. Cela améliore la fiabilité du procédé de l'invention. Un autre développement avantageux du procédé de 20 l'invention se caractérise en ce que l'on peut modifier la position angulaire relative souhaitée des deux arbres, et que pour la surveillance on utilise une position angulaire relative actuelle qui a été obtenue dans une position non équivoque, de préférence dans l'une des deux positions de fin de course de la plage de réglage possible. On étend ainsi la plage 25 d'application du procédé selon l'invention également à des moteurs à combustion interne équipés d'un réglage d'arbre à came. Grâce à un tel réglage d'arbre à came, on peut influencer de manière précise la position angulaire des deux arbres. Pour néanmoins pouvoir déterminer une plage de tolérance relativement étroite, on peut 30 utiliser pour la présente surveillance uniquement les signaux qui s'obtiennent dans une position connue de manière exacte de la position de réglage par exemple dans l'une des positions de fin de course de la plage de réglage de l'arbre à came. Il est également très avantageux que la position angulaire 35 relative actuelle obtenue soit adaptée par rapport à une valeur de consigne et que l'adaptation se fasse de manière temporisée, de préférence par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas. La position angulaire relative actuelle obtenue est en principe entachée d'une certaine imprécision car sa déter- mination intègre les tolérances de la transmission couplant les deux arbres, celle des installations saisies et celle des installations d'exploitation. Ces tolérances comprennent par exemple le jeu d'une chaîne de commande ou d'une courroie crantée, un défaut de montage de l'une des ins5 tallations de saisie, les tolérances des installations de saisie, l'influence de la température des installations de saisie, etc... Au moins une partie de ces influences de tolérances à savoir les influences statiques seront éliminées par adaptation du procédé selon l'invention en ce que la position angulaire relative actuelle obtenue sera adaptée progressivement à la valeur 10 de consigne. Cette adaptation présente néanmoins le risque de ne pouvoir saisir correctement la variation de la position angulaire relative. C'est pourquoi l'adaptation se fait de manière temporisée. Il est en outre proposé que suivant que la position angulaire relative actuelle déterminée se situe en dehors de la plage de tolérance, on 15 déclenche une action. Cela permet de reconnaître une erreur statique de la position angulaire des deux arbres. Il est en outre avantageux que les actions soient enregistrées dans une mémoire d'erreur ou de défaut, ou/et produisent l'arrêt du moteur à combustion interne. Cela facilite l'entretien et/ou évite en sécu20 rité le risque d'endommagement du moteur à combustion interne. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation préférentiel représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion interne équipé d'une installation de saisie de la position angulaire du vilebrequin et d'une installation de saisie de la position angulaire d'un arbre à came; - la figure 2 montre un diagramme donnant les signaux des deux instal30 lations de saisie de la figure 1 ainsi que les états de fonctionnement correspondants de composants du moteur à combustion interne de la figure 1 en fonctionnement; - la figure 3a est un détail à échelle agrandie du signal de l'installation de saisie de la position angulaire du vilebrequin; - la figure 3b est un détail agrandi du signal de l'installation de saisie de la position angulaire de l'arbre à came dans un premier mode de fonctionnement; - la figure 3c est une vue analogue à celle de la figure 3b d'un second mode de fonctionnement; - la figure 3d est une vue analogue à celle de la figure 3b pour un troisième mode de fonctionnement; - la figure 4 est un ordinogramme pour décrire le procédé de gestion du moteur à combustion interne de la figure 1. Description de l'exemple de réalisation Selon la figure 1, un moteur à combustion interne porte globalement la référence 10. Ce moteur entra-ne un véhicule non repré10 senté. Le moteur à combustion interne 10 considéré est un moteur à combustion interne à quatre cylindres. Toutefois la figure 1 ne montre que les composants d'un cylindre portant la référence 12. Le cylindre 12 comprend une chambre de combustion 14 recevant de l'air comburant à travers un canal d'admission 16 et une sou15 pape d'admission 18. Les gaz de combustion chauds sont évacués de la chambre de combustion 14 par la soupape d'échappement 20 et le canal d'échappement 22. Le carburant est fourni directement à la chambre de combustion 14 par un dispositif d'injection 24 et le mélange air / carburant de la chambre de combustion 12 est allumé par une bougie 20 d'allumage 26. Le moteur à combustion interne 10, représenté est un moteur à injection directe d'essence. Les explications données ci-après s'appliquent toutefois de façon analogue à des moteurs à combustion interne diesel et à des moteurs à combustion interne à injection dans la conduite d'admission. Un piston 28 est relié à un vilebrequin 32 par une bielle 30. Le vilebrequin est couplé à un arbre à came 36 par une installation de transmission 34. L'installation de transmission 34 comporte plusieurs composants non représentés à la figure par exemple une courroie crantée et une poulie à courroie du côté du vilebrequin et une poulie à courroie du 30 côté de l'arbre à came, entre lesquelles passe la courroie crantée. Le vilebrequin 22 est relié à une roue phonique 38 tournant en synchronisme angulaire avec le vilebrequin 32. La roue phonique 38 comporte globalement 58 repères angulaires 40 de même type et un intervalle 52 correspondant à une plaque angulaire de deux repères angulaires 35 40. La position de la roue phonique 38 est détectée par un capteur 44 dont le signal est fourni à un appareil de commande et de régulation 48 par un circuit d'entrée 46. La roue phonique 38 et le capteur 44 font partie d'une installation de détection d'angle de vilebrequin 49. De façon analogue, l'arbre à came 36 est relié à une roue phonique 50 tournant en synchronisme angulaire avec l'arbre à came 36. La roue phonique 50 comporte également des repères angulaires 52 écartés les uns des autres par des intervalles 54. La roue phonique 50 est dé5 tectée par un capteur 56 dont le signal est fourni à un circuit d'entrée 58 et finalement également à l'appareil de commande et de régulation 48. La roue phonique 50 et le capteur 56 font partie d'une installation de saisie d'angle de came 59. L'appareil de commande et de régulation 48 commande directement (par l'intermédiaire d'une installation d'allumage non 10 représentée) la bougie d'allumage 26 et le dispositif d'injection 24. La figure 2 présente des signaux fournis par les capteurs 44 et 56 finalement à l'appareil de commande et de régulation 48. Le signal du capteur 44 qui détecte la roue phonique 38 du vilebrequin 32 porte la référence 60; le signal fourni par le capteur 56 qui détecte la roue phoni15 que 50 de l'arbre à came 36 porte la référence 62. Les intervalles de temps dans le présent exemple de réalisation entre les flancs descendant 63 du signal 60 permettent d'obtenir la vitesse de rotation du vilebrequin 32. Une autre exploitation permet de déceler l'intervalle 42 dont la position est représentative de la position sélectionnée du vilebrequin 32. Néanmoins pour avoir une information suffisante concernant le cycle de fonctionnement actuel ou temps dans le cycle du moteur à combustion interne il faut en outre exploiter le signal 62. Comme la roue phonique 50 ne tourne qu'une fois par cycle alors que la roue phonique 38 tourne deux fois par cycle, par une synchronisation appropriée du signal 25 62 avec le signal 60 on peut définir sans équivoque la position du vilebrequin 32 et saisir les positions correspondantes du piston 28 et les états de fonctionnement du cylindre 12. Dans le présent exemple de réalisation on exploite à cet effet également les flancs descendant 65 du signal 62. En fonction de ces flancs descendant, on détermine pour les différents cylin30 dres, les injections de carburant par les dispositifs d'injection 24 (référence 64 à la figure 2) et l'allumage du mélange carburant - air par la bougie d'allumage 26 (référence 66 à la figure 2). Les périodes d'ouverture de la soupape d'admission 18 portent la référence 68 à la figure 2. Lorsque toutes les influences de tolérances sont égales à 0 35 et que le couplage entre le vilebrequin 32 et l'arbre à came 36 est sans défaut, on aura un certain flan descendant 65ref du second des deux signaux rectangulaire court 72 du signal 62 représentant la position angulaire de l'arbre à came 36; dans le présent exemple de réalisation il s'agit de l'angle de vilebrequin KWref. Cette situation est présentée à une échelle agrandie aux figures 3a et 3b. Cet angle de vilebrequin KWref définit une position angulaire souhaitée entre le vilebrequin 32 et l'arbre à came 36 c'est-à-dire une po5 sition angulaire déterminée de l'arbre à came 36 pour une position angulaire déterminée du vilebrequin 32. Du fait des tolérances de fabrication, des défauts de montage ou du fait d'une défaillance dans le fonctionnement du moteur à combustion interne 10 il peut arriver que cette position angulaire ne corresponde pas à la valeur souhaitée. Pour déterminer cela, 10 on procède selon un procédé enregistré comme programme d'ordinateur dans une mémoire 76 de l'appareil de commande et de régulation 48. Ce procédé sera décrit ci-après notamment en se référant à la figure 4. Après un bloc de démarrage 68 on demande dans le bloc 80 si les conditions de mise en route du moteur à combustion interne 10 sont 15 satisfaites. On garantit ainsi que le procédé décrit à la figure 4 soit effectivement conduit à la fin seulement si le moteur est démarré et si on se trouve ainsi dans un état de départ déterminé. Cela est particulièrement important dans le cas de moteurs à combustion interne avec une position angulaire réglable de l'arbre à came 36 par rapport au vilebrequin 32 pour 20 créer des conditions définies et reproductibles pour l'exécution du procédé. Pour cela dans le bloc 80, on demande si l'on a un bit STARTCOND = 1. Si la réponse dans le bloc 80 est " oui " alors dans le bloc 82 on définit une différence DIFI entre la position angulaire relative 1 KWact_ti 25 et la position angulaire de consigne KWref. La position angulaire KWact _ a été saisie pendant le dernier cycle de fonctionnement du moteur à combustion interne 10 et enregistré dans une mémoire non volatile. Une telle situation de fonctionnement avec DIF1 É 0 est représentée à la figure 3c. La différence DIFI correspond finalement à la déviation statistique de la 30 position angulaire relative actuelle de l'arbre à came 36 par rapport au vilebrequin 32 pour la position angulaire de consigne KWref. Si l'amplitude de la différence DIFI dépasse une valeur limite Gl (bloc 84) alors on fixe dans le bloc 86 un bit d'erreur ERROR1 = 1. Dans le cas contraire, on efface ce bit d'erreur dans un bloc 35 88. Si le bit d'erreur ERROR1 a été mis à l'état dans le bloc 86, on aura dans le bloc 90, un retour au bloc de départ 78. Si au contraire, dans le bloc 88, le bit d'erreur ERRORI a été effacé, alors on forme dans le bloc 92 une différence DIF2 entre la position angulaire KWacttl et la position angulaire relative actuelle KWactt2 (une situation de fonctionnement avec DIF2 É O est représentée à la figure 3d). Les deux positions angulaires KWact_tl et KWactt2 sont ainsi saisies à des instants différents tl, t2 5 pour que la différence DIF2 représente une variation dans le temps (variation dynamique) de la position angulaire. Dans le bloc 94 on vérifie si l'amplitude de la différence DIF2 dépasse une valeur limite G2. Si la réponse dans le bloc 94 est affirmative (réponse oui) alors on met à l'état un bloc d'erreur ERROR2 = 1 dans le bloc 96. Dans le cas contraire, on met à 10 0 ce bit d'erreur ERROR2 dans le bloc 98. Si le bit d'erreur ERROR1 est mis à l'état, on a une erreur statistique dans le couplage entre le vilebrequin 32 et l'arbre à came 36. Lorsque le bit d'erreur ERROR2 est mis à l'état, on aura en revanche une fonction d'erreur dynamique. Il s'agit par exemple du glissement de la 15 courroie crantée ou même de la rupture de la courroie crantée. Pour pouvoir en outre savoir si cette fonction d'erreur dynamique se produit brusquement ou de manière progressive, on peut également détecter si la variation de DIF2 de la position angulaire se produit dans une fenêtre de temps déterminée. Une interrogation correspondante serait à prévoir entre 20 les blocs 94 et 96 à la figure 4. On remarque en outre qu'au moins si la différence DIFI ne dépasse la valeur limite gl, la différence DIFI sera sensiblement annulée par une adaptation correspondante de la position angulaire KWact_tl sur la position angulaire de consigne KWref. Pour néanmoins pouvoir déterminer 25 correctement la différence DIF2, on enregistre comme indiqué ci-dessus, la valeur KWacttl dans une mémoire non fugitive. En outre on adapte de manière temporisée par un filtre passe bas pour éviter que la position angulaire relative actuelle KWact_t2 soit également adaptée immédiatement sur la position angulaire de consigne KWref, ce qui ne permettrait pas de 30 déterminer correctement la différence DIF2. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (10) notamment dans un véhicule automobile, selon lequel à partir des signaux (60, 62) de deux installations de saisie (49, 59) on détermine les positions angulaires s d'un vilebrequin (32) et d'un arbre à came (36), et on surveille une position angulaire relative (KWact) d'un arbre (32) par rapport à l'autre (36), caractérisé en ce qu' en fonction de ce qu'une variation (DIF2) de la position angulaire relative actuelle obtenue (KWact) se situe en dehors d'une plage de tolérance (G2), 10 on déclenche une action (96). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déclenchement de l'action dépend de ce que la variation se fait à l'intérieur d'une période déterminée et/ou à l'intérieur d'un nombre déterminé de rotations de l'un des arbres. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on enregistre une position angulaire relative actuelle déterminée KWacttl au plus tard à la fin d'un cycle de fonctionnement du moteur à combustion interne (10) dans une mémoire non volatile. 4 ) Procédé selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce qu' on peut modifier la position angulaire relative souhaitée (KWref) des deux arbres (32, 36) l'un par rapport à l'autre et on l'utilise pour surveiller une position angulaire relative actuelle (KWact) qui a été déterminée dans une position non équivoque de préférence dans l'une des positions de fin de 30 course de la plage de réglage possible. 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on adapte la position angulaire actuelle relative déterminée (KWact) par 35 rapport à une valeur de consigne (KWVref) de préférence à l'aide d'un filtre passebas. 6 ) Procédé selon la revendication 1, O10 caractérisé en ce qu' on déclenche une action suivant que la position angulaire relative actuelle déterminée (KWacttl) se situe en dehors d'une plage de tolérance (G1). 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les actions comprennent l'enregistrement dans une mémoire d'erreur (ERROR1, ERROR2) et/ou l'arrêt du moteur à combustion interne. 8 ) Programme d'ordinateur, caractérisé en ce qu' il est programmé pour appliquer un procédé selon l'une des revendications 1 à 7. 9 ) Support de mémoire électrique (76) pour un appareil de commande et/ou de régulation (48) d'un moteur à combustion interne (10), caractérisé en ce qu' il contient un programme d'ordinateur pour l'application d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 7. 20 10 ) Appareil de commande et/ou de régulation (48) d'un moteur à combustion interne (10), caractérisé en ce qu' il est programmé pour s'adapter à un procédé selon l'une des revendica25 tions 1 à 7. 11 ) Moteur à combustion interne (10) notamment pour un véhicule automobile comportant un appareil de commande et/ou de régulation (48) programmé pour l'application d'un procédé selon l'une des revendications 30 1 à7.