Brevet FR2916239A1 — publié le 20081121

B06-5288FR - ODE/EVH Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Procédé et dispositif d'acquisition d'une valeur de référence d'une vanne de commande d'un paramètre de fonctionnement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile Invention de : Guillaume TUFFIER Procédé et dispositif d'acquisition d'une valeur de référence d'une vanne de commande d'un paramètre de fonctionnement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile L'invention concerne, de manière générale, le contrôle du fonctionnement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile de type essence ou Diesel et se rapporte plus particulièrement à la commande de vannes qui sont utilisées pour mettre en oeuvre des lois de commande ou régler les paramètres de fonctionnement du moteur. Par paramètre de fonctionnement, on entend, dans le cadre de la présente description, tout paramètre servant à gérer le fonctionnement du moteur, tel que le débit d'air admis dans les cylindres du moteur, le taux de recirculation des gaz d'échappement ou, de manière générale, tout paramètre lié à un débit commandé par une vanne. Ainsi, par exemple, l'invention trouve tout particulièrement application à la commande du fonctionnement de vannes utilisées pour réguler l'admission d'air dans les cylindres du moteur ou commander la recirculation des gaz d'échappement. Les vannes sont à cet effet associées chacune à un actionneur piloté par le calculateur du véhicule afin de régler leur position entre une position d'ouverture complète et une position de fermeture complète dans lesquelles elles reposent en appui sur des butées respectives. Dans le but de contrôler de manière précise et fiable le fonctionnement du moteur, il est nécessaire de connaître de manière précise et fiable au moins une des positions extrêmes des vannes, c'est-à-dire la position des butées d'extrémités. En effet, les vannes sont associées à des capteurs qui fournissent des valeurs de mesure à l'unité de commande électronique des véhicules. Ces capteurs délivrent généralement un signal qui peut être compris entre 0 et 5 volts en fonction du degré d'ouverture de la vanne. Dans une vanne ayant un comportement idéal, une valeur proche de 0 V (par exemple 0,5 V) correspond à une position de fermeture complète, tandis qu'une valeur proche de 5 V (par exemple 4,5 V) correspond à une valeur d'ouverture complète, les valeurs d'ouverture intermédiaire étant déterminées à partir de ces valeurs extrêmes. Ainsi, lorsqu'il apparaît des dérives au sein du fonctionnement des vannes, les positions des butées d'extrémité peuvent être modifiées, de sorte que pour une tension de commande déterminée la position effectivement atteinte par la vanne peut être modifiée. Ainsi, pour assurer une bonne précision des informations délivrées par le capteur, il est nécessaire de connaître l'intervalle d'ouverture de la vanne tel qu'il peut être lu par le capteur, c'est-à-dire de disposer des valeurs des signaux émis par le capteur en position d'ouverture complète et en position de fermeture complète. Or, ces positions peuvent varier d'un véhicule à l'autre et au cours de la durée de vie des véhicules, notamment en fonction du vieillissement du moteur, de l'encrassement des vannes, de la température, ... I1 est donc nécessaire de mettre en oeuvre périodiquement des phases d'acquisition des valeurs de référence d'ouverture et de fermeture complète des vannes afin de disposer en permanence de valeurs de référence actualisées et fiables pour contrôler le degré d'ouverture des vannes. Ces valeurs sont généralement stockées en mémoire dans le calculateur. Une première valeur de référence est acquise en usine, lors du montage du véhicule. Mais on met généralement en oeuvre des phases d'acquisition de valeurs de référence lorsque le moteur est coupé, les vannes étant, dans ce cas, entièrement fermées ou complètement ouvertes, mais également pendant des phases de roulage, lorsque les vannes sont complètement ouvertes pour laisser passer un maximum de gaz ou lorsque les vannes sont complètement fermées pour, au contraire, ne pas laisser passer de gaz. Dans l'état de la technique, diverses techniques peuvent être mises en oeuvre pour acquérir des valeurs de référence. Selon une première technique, on mesure à une fréquence prédéterminée la position de la vanne lors qu'elle est considérée en butée. La dernière mesure d'une valeur de référence sert de référence pour une nouvelle valeur mesurée. En référence à la figure 1, selon cette technique d'acquisition, si une nouvelle mesure est incluse dans un intervalle I d'amplitude fixé, par exemple de l'ordre de 10% par rapport à la valeur précédemment mémorisée, cette dernière valeur est mémorisée, écrase la précédente puis est sauvegardée, de sorte que chaque valeur de référence d'ouverture ou de fermeture complète de la vanne est en permanence actualisée à partir d'une valeur précédemment mémorisée, jusqu'à ce que la vanne change de position. La dernière valeur sauvegardée est utilisée pour commander le déplacement de la vanne. Ainsi, comme on le voit sur la figure 1, à partir d'une valeur de référence initiale V1, les valeurs de référence successives V2, V3, V4 et V6, qui se situent toutes à l'intérieur d'un intervalle I calculé à partir d'une valeur de référence précédente, peuvent être successivement mémorisées et utilisées pour commander le déplacement de la vanne. Cette méthode d'acquisition de valeurs de référence présente un certain nombre d'inconvénients majeurs, notamment en raison du fait qu'une valeur de référence V5, obtenue après une valeur de référence V4 acceptable, n'a pas été retenue dans la mesure où elle se situe en dehors de l'intervalle I, alors qu'elle se situe à l'intérieur d'un intervalle I précédent et pouvait être ainsi considérée acceptable. En outre, la période d'acquisition des valeurs de mesure par le capteur est relativement élevée, par exemple inférieure à environ 100 millisecondes. La vérification des valeurs de mesure s'effectue après chaque mesure, de sorte que cette méthode d'acquisition est relativement lourde à mettre en oeuvre et nécessite des moyens de calcul conséquents. De surcroît, le test des valeurs de mesure étant fréquemment réalisé, le risque d'acquérir de mauvaises valeurs, suite par exemple à un dysfonctionnement électrique, est statistiquement très élevé. Par ailleurs, les signaux de mesure délivrés par le capteur sont susceptibles de présenter des défauts en raison par exemple d'un encrassement, sous l'action d'interférences électromagnétiques, de vibrations, de variations thermiques, ..., de sorte que le signal émis est susceptible de présenter des irrégularités telles que des microcoupures ou des variations d'amplitude. En se référant à la figure 2, cette première procédure d'acquisition de valeurs de référence est inadaptée pour tenir compte de l'évolution des signaux délivrés par les capteurs. En effet, si au cours d'une phase P1, le capteur fait l'objet de dysfonctionnements transitoires, les valeurs de référence acquises V'1, V'2, V'3 et V'4 sont susceptibles de dériver jusqu'à un niveau tel qu'après disparition du dysfonctionnement (phase P2), les valeurs correctes V'5 et V'6, qui se situent en dehors de l'intervalle I, sont écartées. En se référant à la figure 3, selon une deuxième procédure connue d'acquisition de valeurs de référence, on conserve les valeurs de mesure qui se situent à l'intérieur d'un intervalle I d'amplitude fixe, par exemple de l'ordre de 20% par rapport à une valeur de référence initiale V"1. Comme on le voit, les valeurs successives V"2,..., V"8 sont susceptibles de présenter des variations importantes pour une position de la vanne considérée comme en butée. Selon cette procédure, chaque nouvelle mesure écrasant la mesure précédente, la dernière valeur, qui est susceptible de s'écarter de manière relativement importante par rapport à une valeur précédente, sert de référence à la régulation de l'ouverture de la vanne alors qu'une valeur de référence précédente pourrait refléter le mieux la position en butée de la vanne. Dans un tel cas, la régulation de la position de la vanne réalisée à partir de cette dernière valeur de référence V"8 pourra être basée sur une valeur erronée. En se référant enfin à la figure 4, dans le cas où la première valeur de référence stockée en mémoire a été acquise alors que la vanne est momentanément encrassée, ou une particule vient altérer momentanément le fonctionnement de la vanne, par exemple au montage, on obtient un fonctionnement erratique après disparition du défaut. En effet, après disparition du dysfonctionnement, les valeurs de référence ultérieures V"'z, V"'3, ..., V"'7, situées en dehors de la zone d'apprentissage autorisée, sont rejetées alors qu'elles correspondent à des valeurs de référence correctes. Au vu de ce qui précède, le but de l'invention est de fournir un procédé d'acquisition de valeurs de référence pour des vannes de réglage incorporées à des systèmes de motorisation de véhicule automobile permettant de pallier les inconvénients de l'état de la technique. L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un procédé d'acquisition d'une valeur de référence d'une vanne de commande d'un paramètre de fonctionnement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, par mesure de la position de la vanne dans au moins une position extrême d'ouverture ou de fermeture complète de la vanne, selon lequel on procède à un contrôle de conditions d'acquisition d'une valeur de position et on acquiert une seule valeur de référence pendant toute la durée d'une phase d'ouverture ou de fermeture complète de la vanne. Ainsi, grâce à l'acquisition d'une seule valeur de référence, on diminue considérablement la charge de travail de l'unité de commande électronique et l'on diminue en outre les risques liés à une acquisition de valeurs erronées. Selon une autre caractéristique de l'invention, préalablement à l'acquisition de la valeur de mesure, on mesure une première position extrême de la vanne, on mesure un ensemble de valeurs de position et l'on vérifie que les valeurs dudit ensemble de valeurs sont situées dans une plage de valeurs autour de la première position extrême. On procède ensuite au calcul de la valeur moyenne dudit ensemble de valeurs. On peut en outre procéder à un test du contrôle de l'acceptabilité de la valeur moyenne. Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, les valeurs de la plage de valeurs se situent entre environ + 0,5% et environ - 0,5% par rapport à ladite première position extrême. Dans un mode de mise en oeuvre, préalablement à l'acquisition de la valeur de référence, on contrôle que la température du liquide de refroidissement du moteur est supérieure à une valeur de seuil. On peut en outre, préalablement à l'acquisition de la valeur de référence, contrôler qu'aucun diagnostic de dysfonctionnement de la vanne ne soit actif. Par exemple, ladite vanne étant une vanne de recirculation de gaz d'échappement, on rejette la valeur extrême acquise après une phase de régénération d'un dispositif de traitement d'effluents gazeux. On notera que dans différents modes de mise en oeuvre, la vanne peut également être une vanne de réglage de l'admission d'air dans les cylindres du moteur. Par exemple, le contrôle des conditions d'acquisition peut porter sur au moins une valeur choisie parmi une valeur de consigne de position, une valeur de mesure de la position de la vanne, une durée de temporisation et un niveau de tension de commande. L'invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, un dispositif d'acquisition d'une valeur de référence d'une vanne de commande d'un paramètre de fonctionnement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, par mesure de la position de la vanne dans au moins une position extrême d'ouverture ou de fermeture complète de la vanne, comprenant un capteur de mesure de la position de la vanne et des moyens de traitement aptes à acquérir une seule valeur de référence pendant toute la durée d'une phase d'ouverture ou de fermeture complète de la vanne. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 à 4, dont il a déjà été fait mention, illustrent le principe d'acquisition de valeurs de référence utilisées selon l'état de la technique ; - la figure 5 illustre le principe d'acquisition d'une valeur de référence au moyen un procédé selon l'invention ; et - la figure 6 illustre les principales phases du procédé selon l'invention. En référence à la figure 5, la procédure d'acquisition de valeurs de référence d'une vanne de réglage d'un paramètre de fonctionnement d'un moteur est basée, conformément à l'invention, sur la mise en oeuvre d'un contrôle de la stabilité des valeurs fournies par un capteur de mesure avant l'acquisition proprement dite des valeurs de référence. Comme on le voit sur cette figure, les mesures, telles que M, délivrées par le capteur, sont surveillées et, dès que les valeurs sont considérées comme stables, c'est-à-dire situées pendant une durée de temps prédéterminée Xl à l'intérieur d'un intervalle de stabilité I, par exemple s'étendant selon une plage allant de + 0,5% à ù 0,5% par rapport à la valeur de la première mesure acquise ou de la première mesure qui s'écarte de cet intervalle I, on procède à l'acquisition proprement dite des valeurs de référence. Ainsi, par exemple, sur la figure 5, les phases P'1 et P'2 correspondent à des périodes de stabilité des signaux transmis trop courtes, tandis que la phase P'3 correspond à une période stable, toutes les valeurs de mesure M étant situées à l'intérieur de l'intervalle de stabilité I pendant une durée prédéterminée Xl. En se référant à la figure 6, pour mettre en oeuvre la procédure d'acquisition des valeurs de référence, au cours d'une première étape 10, on vérifie, au préalable, qu'un certain nombre de conditions préalables sont satisfaites. Par exemple, lorsqu'il s'agit de déterminer la position d'une butée fermée, on vérifie que la consigne de position est inférieure à un seuil, par exemple fixé à 5% par rapport à la position maximale d'ouverture. On vérifie également que la valeur mesurée est inférieure à un seuil, par exemple de l'ordre de 5% par rapport à la valeur maximale. On vérifie encore que la tension de commande de la vanne est inférieure à un seuil, par exemple de l'ordre de ù 8 volts. On met enfin en oeuvre une temporisation. De même, en ce qui concerne la position ouverte, on vérifie que la consigne de position est supérieure à une valeur de seuil, par exemple de l'ordre de 95% de la valeur maximale correspondant à une vanne complètement ouverte, et l'on vérifie de même que la position mesurée de la vanne est supérieure à une valeur de seuil correspondante, par exemple de l'ordre de 95% de la valeur maximale de mesure. On vérifie de même que la tension de commande de la vanne est supérieure à un seuil, par exemple de l'ordre de 8 volts. On met également en oeuvre une temporisation qui doit être respectée au cours de cette phase préalable. Une fois ces conditions remplies, qui permettent de s'assurer que la vanne a atteint la butée ouverte ou fermée et que cette position est conservée pendant une durée correspondant à la temporisation, on met en oeuvre, lors de l'étape 12 suivante, l'apprentissage des valeurs de référence. Mais on vérifie cependant qu'un certain nombre de conditions supplémentaires sont satisfaites. On vérifie en particulier que, s'il s'agit d'acquérir des valeurs de référence d'une vanne de recirculation des gaz d'échappement, qu'aucune régénération d'un filtre à particules ou d'un piège à oxydes d'azote n'a été préalablement effectuée. En effet, dans ce cas, la température atteinte lors de ces phases de régénération serait trop élevée, ne correspondrait pas à une température usuelle d'utilisation et serait susceptible de provoquer une dérive temporaire de la position lue. On vérifie, de même, que la température d'eau du système de refroidissement du moteur est supérieure à un seuil minimal, sauf en ce qui concerne le premier apprentissage, car la température d'eau est également un facteur susceptible d'entraîner une déviation des valeurs. Lors de l'étape 14 suivante, on procède à une vérification de la stabilité du signal fourni par le capteur. Comme indiqué précédemment, le premier point de mesure obtenu lorsque les conditions d'apprentissage préalablement vérifiées sont remplies sert de référence. Un intervalle de stabilité I est défini autour de ce point. Si le point de mesure suivant reste dans l'intervalle de stabilité pendant une période de temps X1, on considère que le signal est stable. Si tel n'est pas le cas, la durée décomptée est remise à zéro et le point de mesure suivant est considéré comme la référence de stabilité, tant que les mesures suivantes restent dans la zone de stabilité. Lors de l'étape 16 suivante, et tant que le signal reste stable, on calcule la valeur moyenne de la position lue par le capteur pendant une durée X2, ce qui permet de réduire l'impact du bruit de mesure et de se protéger contre des problèmes susceptibles d'apparaître au niveau de la chaîne de mesure. Par exemple, les temporisations X1 et X2 sont respectivement de l'ordre de deux à quatre secondes et de une seconde, respectivement. La valeur moyenne ainsi calculée est ensuite diagnostiquée (étape 18) pour s'assurer de la véracité de la valeur. Par exemple, on peut comparer cette valeur moyenne avec une valeur de seuil paramétrable. Si la valeur moyenne est acceptable, elle est prise en compte et stockée dans la mémoire du calculateur (étape 20). Elle devient alors la nouvelle valeur de référence pour la régulation de l'ouverture et de la fermeture de la vanne et l'apprentissage est arrêté jusqu'à la prochaine consigne de mise en butée. Si la valeur n'est pas acceptable (étape 22), l'apprentissage est relancé tant que les conditions sont remplies. On notera que l'invention qui vient d'être décrite, selon laquelle on ne mémorise qu'une seule valeur de référence par mise en butée de la vanne, permet de mettre en oeuvre des conditions d'apprentissage plus contraignantes dans la mesure où elle nécessite de s'assurer de la stabilité du signal délivré par le capteur pendant une durée correspondant à la somme des valeurs X1 et X2. Toutefois, elles ne nécessitent pas de mettre en oeuvre des calculs lourds, contrairement aux solutions de l'état de la technique. Par ailleurs, selon l'invention, on s'affranchit des dérives lentes du capteur grâce à la vérification de la stabilité du signal. En d'autres termes, la présente invention favorise un apprentissage moins fréquent mais plus fiable et plus précis. I1 a en effet été constaté que la vérification de la stabilité permet d'obtenir une amélioration considérable quant à la qualité de la valeur de référence acquise. REVENDICATIONS 1. Procédé d'acquisition d'une valeur de référence d'une vanne de commande d'un paramètre de fonctionnement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, par mesure de la position de la vanne dans au moins une position extrême d'ouverture ou de fermeture complète de la vanne, caractérisé en ce que l'on procède à un contrôle de conditions d'acquisition d'une valeur de position et l'on acquiert une seule valeur de référence pendant toute la durée d'une phase d'ouverture ou de fermeture complète de la vanne. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que préalablement à l'acquisition de la valeur de mesure, on mesure une première position extrême de la vanne, on mesure un ensemble de valeurs de position et l'on vérifie que les valeurs dudit ensemble de valeurs sont situées dans une plage de valeurs autour de la première position extrême. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on calcule la valeur moyenne dudit ensemble de valeurs. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on procède à un test du contrôle de l'acceptabilité de la valeur moyenne. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les valeurs de la plage de valeurs se situent entre environ + 0,5 % et environ ù 0,5 % par rapport à ladite première position extrême. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que préalablement à l'acquisition de la valeur de référence, on contrôle que la température du liquide de refroidissement est supérieur à une valeur de seuil. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite vanne étant une vanne de recirculation des gaz d'échappement, on rejette la valeur extrême acquise après une phase de régénération d'un dispositif de traitement d'effluents gazeux. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la vanne est une vanne de réglage de l'admission d'air dans les cylindres du moteur. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le contrôle des conditions d'acquisition porte sur au moins une valeur choisie parmi une valeur de consigne de position, une valeur de mesure de la position de la vanne, une durée de temporisation et une tension de commande de la vanne. 10. Dispositif d'acquisition d'une valeur de référence d'une vanne de commande d'un paramètre de fonctionnement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, par mesure de la position de la vanne dans au moins une position extrême d'ouverture ou de fermeture complète de la vanne, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de mesure de la position de la vanne et des moyens de traitement aptes à acquérir une seule valeur de référence pendant toute la durée d'une phase d'ouverture ou de fermeture complète de la vanne.