Brevet FR2927128A1 — publié le 20090807

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de détection d'un changement de bougie-crayon dans un moteur à combustion interne selon lequel au début d'un cycle de conduite, on mesure au moins une grandeur caractéristique électrique d'au moins une bougie-crayon, on détermine une valeur actuelle de cette grandeur caractéristique et on la compare à au moins une valeur en mémoire de cette même grandeur caractéristique électrique de cette bougie-crayon, qui a été déterminée au début d'au moins un cycle de conduite io précédent, et pour lequel alors, si l'écart de la valeur actuelle et de la valeur en mémoire dépasse une valeur de seuil prédéfinie, on peut conclure à un changement de bougie. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé et une utilisation du procédé. 15 Etat de la technique Pour les fonctions de régulation de température (boucle de régulation fermée), la compensation du vieillissement des bougies ainsi que la prévision de la défaillance des bougies-crayon, il est nécessaire de savoir quand celles-ci ont été remplacées. La possibilité la 20 plus simple consiste à indiquer à l'appareil de commande un changement de bougie-crayon par l'intermédiaire d'un testeur de diagnostic classique. Un tel appareil est utilisé par les mécaniciens en atelier pour communiquer au système par l'intermédiaire de l'interface de diagnostic si et quand chaque bougie a été changée. Mais cette 25 solution n'est pas acceptée par différents clients, car elle constitue une source d'erreur supplémentaire qui représente une situation douteuse dans un concept de sécurité douteux. En particulier, on ne pourra connaître les fonctions occasionnées par une entrée erronée reposant sur de telles grandeurs. 30 But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé permettant de connaître de manière simple, rapide et fiable le changement des bougies-crayon dans un moteur à combustion interne et cela sans intervention humaine procédé qui en outre est d'une 35 utilisation simple et économique. L'invention a également pour but de développer un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Exposé et avantages de l'invention Un point essentiel de l'invention réside dans la reconnaissance automatique d'un changement de bougie au début d'un cycle de conduite sans utiliser d'appareil d'entrée c'est-à-dire sans source d'erreur humaine. Selon un développement avantageux pour constater un écart entre la valeur actuelle et la valeur en mémoire, on utilise la variation d'amplitude des valeurs par rapport à une valeur absolue. Une telle prise en compte permet une reconnaissance particulièrement fiable d'un changement de bougie, car on relativise une dérive éventuellement possible liée aux effets de vieillissement d'une bougie. On peut encore augmenter cette fiabilité si on forme la valeur d'au moins une grandeur caractéristique électrique à partir d'un vecteur de bougie-crayon qui comprend au moins une grandeur caractéristique électrique. Ainsi, plusieurs grandeurs caractéristiques sont soumises à une considération commune et toutes les dérives possibles d'une bougie sont prises en compte. Selon un autre développement avantageux on mémorise les valeurs des grandeurs caractéristiques électriques dans un cycle de conduite et à partir d'une discontinuité de la valeur actuelle et de l'évolution de la valeur mémorisée, on conclut à un changement de bougie. Ainsi, les dérives actuelles sont comparables à un historique éliminant l'évolution de vieillissement naturel de la bougie. La discontinuité ou la variation brusque d'une valeur actuelle comme évoquée ci-dessus par rapport à l'évolution historique des valeurs en mémoire peut se détecter de manière fiable si à partir des valeurs en mémoire des grandeurs caractéristiques électriques, on déduit des variations en fonction du temps et à partir d'une discontinuité d'une valeur de variation actuelle par rapport à une évolution historique, on conclut à un changement de bougie. Les grandeurs caractéristiques électriques, comprennent de préférence la résistance à froid, la résistance à chaud et/ou une variation de résistance. Une variation de ces valeurs constitue d'une part un indice certain d'un changement de bougie. En même temps, ces valeurs se mesurent d'une façon relativement simple et sont habituellement saisies par la commande de la bougie-crayon. Selon un procédé de l'invention, la détection d'un changement de bougie est particulièrement fiable notamment si une comparaison entre les valeurs des grandeurs caractéristiques électriques n'est faite que lorsqu'on est dans les mêmes états de fonctionnement du moteur à combustion interne. Les états de fonctionnement comprennent de façon préférentielle la température de l'eau de refroidissement, la quantité injectée, la vitesse de rotation et/ou la charge en énergie des bougies- crayon. Ces valeurs sont habituellement saisies dans un appareil de commande de moteur et peuvent être fournies par celui-ci. Une réduction de la demande d'énergie pour les valeurs des grandeurs caractéristiques électriques est possible si à partir de l'écart de la valeur mesurée par rapport à la valeur en mémoire pour une bougie-crayon, on détecte un changement de toutes les bougies-crayon. Il suffit d'enregistrer l'évolution des valeurs correspondant à une bougie-crayon de sorte qu'il faudra une mémoire plus petite que celle nécessaire à l'enregistrement des valeurs de toutes les bougies-crayon. De manière préférentielle, le procédé selon l'invention est utilisé pour compenser le vieillissement et/ou pour la régulation en température des bougies-crayon dans un moteur à combustion interne. Le problème posé ci-dessus est également solutionné par un dispositif comprenant : - une unité de mesure pour mesurer au moins une grandeur caractéristique électrique d'au moins une bougie-crayon ; - une unité de mémoire pour enregistrer en mémoire au moins une valeur d'au moins une grandeur caractéristique électrique, et - une unité de détection pour déterminer la valeur actuelle de la grandeur caractéristique électrique d'une bougie-crayon, et la comparer à au moins une valeur en mémoire de la même grandeur caractéristique électrique de cette bougie-crayon et pour reconnaître un changement de bougie si l'écart entre la valeur actuelle et la valeur en mémoire dépasse une valeur de seuil prédéfinie. Un point important de l'invention réside dans la détection automatique d'un changement de bougie-crayon excluant toute source d'erreur humaine. L'unité de mesure et l'unité de mémoire existent habituellement déjà dans une unité de commande de moteur et/ou une unité de commande de bougie-crayon. Les valeurs saisies des grandeurs io caractéristiques électriques des bougies sont simplement accessibles par l'unité de détection. Les fonctions de comparaison et de détection selon l'invention pour l'unité de détection sont particulièrement simples et économiques, réalisées sous forme de programmes, de programmes câblés ou de circuits et peuvent ainsi être distincts des commandes ou 15 être groupés dans celles-ci. Selon un développement préférentiel de l'invention, l'unité de mémoire mémorise les valeurs des grandeurs caractéristiques électriques pendant les cycles de conduite, et l'unité de détection détecte une discontinuité de la valeur actuelle et de l'évolution de la 20 valeur enregistrée en mémoire pour laquelle on conclut à un changement de bougie. Cela permet de reconnaître une variation brusque d'une valeur actuelle par rapport à son évolution historique, de manière plus simple, ce qui élimine les effets de vieillissement naturels d'une bougie. 25 De façon particulièrement avantageuse, l'unité de détection effectue une dérivée de la variation en fonction du temps des valeurs en mémoire des grandeurs caractéristiques électriques et elle détecte la discontinuité entre une valeur actuelle de la variation et l'évolution historique de la variation et pour cette discontinuité, elle 30 reconnaît un changement de bougie. La discontinuité évoquée ci-dessus ou la variation brusque d'une valeur actuelle par rapport à l'évolution historique de la valeur en mémoire se détecte de la manière la plus sûre à partir de cette dérivation en fonction du temps. On aura une détection particulièrement fiable d'un 35 changement de bougie notamment si l'unité de détection reconnaît les états de fonctionnement du moteur à combustion interne et compare les valeurs actuelles des grandeurs caractéristiques électriques à des valeurs en mémoire des grandeurs caractéristiques électriques dans les mêmes conditions de fonctionnement du moteur. Suivant une réalisation particulièrement avantageuse du dispositif selon l'invention il appartient à la commande du moteur ou à la commande des bougies-crayon ou encore il est relié à ces commandes par une interface. Cela permet de réduire le nombre d'éléments fonctionnels io nécessaires ainsi que leur encombrement ce qui est synonyme de faibles coûts. Dessin La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de procédé représenté dans l'unique figure annexée qui est un 15 diagramme montrant l'évolution des valeurs mesurées d'une grandeur caractéristique électrique d'une bougie-crayon en fonction des cycles de conduite. Description d'un mode de réalisation du procédé de l'invention La figure montre le diagramme avec l'évolution des 20 valeurs mesurées d'une grandeur caractéristique électrique P d'une bougie-crayon en fonction de cycles de conduite DC. A titre d'exemple, on enregistre un vecteur (appelé dans la suite vecteur de bougie) comprenant au moins une et au maximum trois grandeurs à savoir la résistance à froid Rc, la résistance à chaud Rh et la variation de 25 résistance dR/dt au passage du chaud au froid dans une mémoire non volatile telle que par exemple une mémoire en anneau. Pour la première mesure dans la mémoire vide, on suppose que toutes les bougies sont neuves. On observe les valeurs absolues des vecteurs de bougie. Ces vecteurs sont comparés à des 30 valeurs seuil et permettent de décider d'une défaillance de bougie ou d'un type de bougie. Le type de bougie, la chaîne de tolérance de la mimique de mesure, la dispersion de fabrication des bougies et leur comportement en vieillissement, décident du nombre de composants de 35 vecteurs de bougie et des paramètres que l'on mesure et que l'on enregistre en mémoire. Si par exemple, la dispersion de la production et la dispersion du vieillissement n'ont pas de corrélation (R=O), mais si pour les deux, dans une même plage qui correspond à la tolérance de la mimique de mesure, alors on ne pourra associer de manière univoque des variations brusques de la valeur mesurée. Ces variations peuvent provenir des tolérances de la mimique de mesure, du changement de bougie ou du vieillissement. Une telle grandeur ne convient pas dans ces conditions comme paramètres du vecteur de bougie. Mais l'adéquation peut également varier en fonction des charges de la io production de bougie du type de bougie concerné. C'est pourquoi, il est recommandé de tenir compte de chacune des trois grandeurs du vecteur de bougie. Mais cela n'est pas nécessairement le cas. Pour la mesure des grandeurs caractéristiques du vecteur de bougie, on forme ou on mesure les variations des valeurs 15 absolues c'est-à-dire les dérivées premières en fonction du temps. Ces dérivées sont comparées à des valeurs seuil. Si l'examen du vieillissement montre que les bougies ont un comportement à variation exponentielle pour les valeurs du vecteur de bougie pour le vieillissement, on pourra en outre former ou mesurer également la 20 dérivée seconde dans le temps et la comparer à des valeurs seuil. L'avantage de la dérivée première est la possibilité de constater une variation brusque dans la chaîne des valeurs mesurées de vecteur de bougie. Lorsqu'on a par exemple une variation brusque de la valeur, la dérivée première de la valeur correspondante augmente 25 fortement ou chute fortement suivant le signe algébrique ; par la comparaison de la dérivée première et d'une valeur de seuil c'est-à-dire par exemple pour Abs (dRc/dt) La figure annexée permet de reconnaître particulièrement bien un changement de bougie GPC à partir de l'évolution brusque de la dérivée première en fonction du temps dR/dt de la valeur de la résistance alors que les valeurs des résistances Rc et Rh ne présentent pas de variation brusque à première vue. Suivant le type de bougie, on prendra ou on calculera la valeur absolue, la dérivée première et la dérivée seconde des grandeurs, pour toutes les valeurs ou seulement une ou deux valeurs. Par exemple la dérivée seconde peut servir pour des bougies ayant un comportement au vieillissement spécifique. Le cas échéant, il peut également être nécessaire d'utiliser les trois grandeurs car le comportement au vieillissement s'accélère sporadiquement ou de temps en temps par rapport à un comportement continu, et peut en outre varier même pour des charges de fabrication futures. On mesure Rc et dR/dt une fois par cycle de conduite. La valeur Rh peut être mesurée une fois ou plusieurs fois. On obtient une mesure particulièrement significative si les conditions aux limites du système comme par exemple la température de l'eau de refroidissement, la quantité injectée, la vitesse de rotation et/ou la charge en énergie de la bougie sont comparables pour toutes les mesures. Cela peut être assuré de différentes manières. D'une part, on peut utiliser un appareil de commande de bougie-crayon pour comparer l'environnement de mesure du vecteur de bougie mesuré et des dérivées le cas échéant calculées des grandeurs caractéristiques que constituent la température de l'eau de refroidissement, la quantité injectée, la vitesse de rotation et/ou la charge en énergie de la bougie à partir de la commande du moteur. Si l'une des valeurs ne se situe pas dans la plage de tolérance, on rejette la grandeur du vecteur de bougie mesurée à cet instant. Mais la comparaison peut également se faire au niveau de la commande du moteur. Il faut s'assurer que la commande reconnaît les instants de la mesure par exemple par des messages ou une horloge depuis le début du cycle de conduite DC ou qu'on dispose d'une interface à bande large correspondante entre la commande du moteur et la commande des bougies-crayon. Pour des raisons de rationalisation, il est intéressant de réduire le besoin de mémoire en ce que l'on ne mémorise qu'un des vecteurs de bougie et non tous les vecteurs de bougie. Mais pour cela, il faut s'assurer par des indications de diagnostic ou des remarques de diagnostic ou encore de la documentation de diagnostic, que toutes les io bougies sont concernées par un changement de bougie. En résumé, le procédé selon l'invention mémorise au moins l'une des trois grandeurs caractéristiques de bougie et au début de chaque cycle de conduire, le procédé compare au moins l'une de ces trois grandeurs à la dernière mesure et/ou la dernière variation des 15 grandeurs c'est-à-dire que l'on forme la différence entre l'avant dernière mesure et la dernière mesure. Cela englobe la possibilité de considérer la dérivée première et/ou la dérivée seconde de ces grandeurs et de leur attribuer des valeurs de seuil adaptées. On suppose que chaque bougie est définie de manière 20 univoque par au moins l'une des trois grandeurs, à savoir la résistance à froid, la résistance à chaud et la variation de résistance au passage de l'état froid à l'état chaud. On suppose en outre que le comportement au vieillissement des bougies ne montre que des variations continues des trois grandeurs indiquées c'est-à-dire que les variations d'un cycle de 25 conduite au cycle suivant sont faibles par rapport à la valeur absolue. On suppose en outre que chaque changement de bougie génère une variation brusque inhabituelle dans l'évolution historique des grandeurs. Ce procédé reconnaît cette variation brusque et signale au système un changement de bougie. 30 Les fonctions en aval comme par exemple la remise à l'état initial du compteur de durée de préchauffage, l'évaluation des valeurs mesurées telles que par exemple les valeurs Rc ou Rh provenant d'une bougie neuve, contrôlée en atelier ou encore la remise à l'état initial des facteurs correctifs telle que par exemple la correction de 35 vieillissement sont des opérations qui pourront être faites. REVENDICATIONS 1 °) Procédé de détection d'un changement (GPC) de bougie-crayon dans un moteur à combustion interne selon lequel au début d'un cycle de conduite (DC), on mesure au moins une grandeur caractéristique électrique (P) d'au moins une bougie-crayon, on détermine une valeur actuelle de cette grandeur caractéristique (P) et on la compare à au moins une valeur en mémoire de cette même grandeur caractéristique électrique (P) de cette bougie-crayon, qui a été déterminée au début d'au moins un cycle de conduite précédent (DC), et pour lequel alors, si l'écart de la valeur actuelle et de la valeur en mémoire dépasse une valeur de seuil prédéfinie, on peut conclure à un changement de bougie (GPC). 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour constater un écart entre la valeur actuelle et la valeur en mémoire, on utilise la variation d'amplitude des valeurs par rapport à une valeur absolue. 3°) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu' on forme la valeur d'au moins une grandeur caractéristique électrique (P) à partir d'un vecteur de bougie-crayon qui comprend au moins une grandeur caractéristique électrique (P). 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on mémorise les valeurs des grandeurs caractéristiques électriques (P) dans un cycle de conduite (DC) et à partir d'une discontinuité de la valeur actuelle et de l'évolution de la valeur mémorisée, on conclut à un changement de bougie (GPC). 5°) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'à partir des valeurs en mémoire des grandeurs caractéristiques électriques (P), on déduit des variations en fonction du temps et à partir d'une discontinuité d'une valeur de variation actuelle par rapport à une évolution historique, on conclut à un changement de bougie (GPC). 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les grandeurs caractéristiques électriques (P) comprennent la résistance à froid (Rc), la résistance à chaud (Rh) et/ou une variation de résistance 10 (dR/dt). 7°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on compare les grandeurs caractéristiques électriques (P) seulement 15 dans les mêmes états de fonctionnement du moteur à combustion interne. 8°) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que 20 les états de fonctionnement sont la température de l'eau de refroidissement, la quantité injectée, la vitesse de rotation et/ou la charge en énergie des bougies-crayon. 9°) Procédé selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce qu' à partir de l'écart entre la valeur mesurée et la valeur en mémoire pour une bougie-crayon, on conclut à un changement (GPC) de toutes les bougies-crayon. 30 10°) Utilisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 9, pour la compensation du vieillissement et/ou pour la régulation en température des bougies-crayon d'un moteur à combustion interne. 11 °) Dispositif pour reconnaître le changement de bougie-crayon dans 35 un moteur à combustion interne,caractérisé en ce qu' il comprend : - une unité de mesure pour mesurer au moins une grandeur caractéristique électrique (P) d'au moins une bougie-crayon ; - une unité de mémoire pour enregistrer en mémoire au moins une valeur d'au moins une grandeur caractéristique électrique (P), et - une unité de détection pour déterminer la valeur actuelle de la grandeur caractéristique électrique (P) d'une bougie-crayon, et la comparer à au moins une valeur en mémoire de la même grandeur caractéristique électrique (P) de cette bougie-crayon et pour reconnaître un changement de bougie (GPC) si l'écart entre la valeur actuelle et la valeur en mémoire dépasse une valeur de seuil prédéfinie. 12°) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'unité de mémoire mémorise les valeurs des grandeurs caractéristiques électriques (P) pendant les cycles de conduite (DC), et l'unité de détection détecte une discontinuité de la valeur actuelle et de l'évolution de la valeur enregistrée en mémoire pour laquelle on conclut à un changement de bougie (GPC). 13°) Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'unité de détection effectue une dérivée de la variation en fonction du temps des valeurs en mémoire des grandeurs caractéristiques électriques (P) et elle détecte la discontinuité entre une valeur actuelle de la variation et l'évolution historique de la variation et pour cette discontinuité, elle reconnaît un changement de bougie (GPC). 14°) Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'unité de détection reconnaît les états de fonctionnement du moteur à combustion interne et compare les valeurs actuelles des grandeurs caractéristiques électriques (P) à des valeurs en mémoire des grandeurs 12 caractéristiques électriques (P) dans les mêmes conditions de fonctionnement du moteur. 15°) Dispositif selon les revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu' il appartient à la commande du moteur ou à la commande des bougies-crayon ou encore il est relié à ces commandes par une interface. 15