Brevet FR3006444A1 — publié le 20141205

VERIFICATION D'UN CAPTEUR DE CLIQUETIS D'UN MOTEUR A ALLUMAGE COMMANDE L'invention concerne la vérification d'un capteur de cliquetis d'un moteur à allumage commandé, par exemple d'un moteur à essence, d'un véhicule automobile. Il peut arriver, sur ce type de moteur, que le carburant s'enflamme dans une ou plusieurs zones d'une chambre de combustion du moteur avant que le front de flamme initié par l'étincelle d'une bougie d'allumage n'ait rejoint cette ou ces zones. Cette combustion non maîtrisée, appelée cliquetis, peut provoquer une onde de pression et entraîner des pertes de performance du moteur, voire des dégradations irréversibles. Un capteur de cliquetis, apte à mesurer des signaux acoustiques peut être installé sur le moteur, par exemple sur le carter-cylindres. Ce capteur est en communication avec un calculateur de contrôle moteur recevant des valeurs mesurées de signaux acoustiques. Ce calculateur permet d'effectuer des opérations de filtrage afin d'isoler des valeurs correspondant à certaines fréquences qui sont caractéristiques du phénomène de cliquetis que l'on souhaite détecter, du reste des signaux reçus. Ces fréquences caractéristiques du phénomène de cliquetis sont inversement proportionnelles au temps qui serait mis par l'onde de pression pour traverser la chambre de combustion. Ainsi, un traitement est mis en place afin de filtrer, intégrer et amplifier le signal issu du capteur de cliquetis en vue d'une exploitation d'une information d'intensité. Toutefois, pour des régimes relativement faibles, les valeurs d'intensité ainsi obtenues suite au traitement effectué à partir des signaux mesurés, risquent d'être trop faibles. Il est donc délicat, à partir de cette ou ces valeurs d'intensité, de détecter un cliquetis. Il a été envisagé de comparer le signal mesuré et traité à un seuil de référence qui est fonction d'un certain nombre de paramètres, tel que le régime moteur. Si une valeur issue de ce signal est inférieure au seuil de référence, on considère que le capteur ne fonctionne pas correctement et un remplacement est initié. Toutefois, ces faibles valeurs ne sont pas forcément imputables à une défaillance du capteur de cliquetis. Par exemple, pour des faibles régimes moteur, le signal issu d'un capteur conforme est relativement difficile à distinguer d'un signal issu d'un capteur débranché ou défaillant. On risque ainsi de diagnostiquer un capteur défaillant, alors que le capteur de cliquetis émet en réalité un signal d'amplitude relativement faible mais conforme, ce qui peut conduire à un remplacement d'un capteur pourtant fonctionnel. Il existe un besoin pour des mesures plus fiables. Il est proposé un procédé de vérification d'un système de capteur de cliquetis apte à détecter du cliquetis dans un moteur à allumage commandé, comprenant des étapes consistant à: - transmettre un signal vers le moteur afin d'augmenter le risque de cliquetis, - recevoir au moins une valeur de couple mesurée et issue d'un capteur de couple moteur. En cas de détection de cliquetis à partir de cette au moins une valeur de couple reçue, on génère un signal d'alarme si un signal issu du système de capteur de cliquetis correspond à une indication d'absence de cliquetis, afin de signaler le dysfonctionnement dudit capteur. Ainsi on vient utiliser un capteur de couple pour détecter la présence de cliquetis dans la chambre de combustion. Il est en effet possible, à partir des valeurs de couple mesurées, de détecter la présence d'un phénomène de cliquetis, même lorsque ce phénomène est relativement faible, et en particulier pour les régimes moteur relativement faibles. Ce procédé peut ainsi permettre de vérifier de façon fiable le fonctionnement d'un capteur de cliquetis. Ainsi, si un capteur de cliquetis est défaillant, le montage du capteur incorrect et/ou en cas de problème de câblage et/ou de connectique, le procédé décrit ci-dessus pourra conduire à une détection du phénomène de cliquetis à partir des valeurs issues du capteur de couple, alors que les valeurs issues du système de cliquetis correspondent à une non-détection du cliquetis. Ce procédé peut ainsi permettre de fiabiliser la détection de cliquetis, et ce, sur l'ensemble de la plage de régime moteur. En outre, ce procédé peut permettre de détecter un mauvais montage en usine ou bien après-vente du capteur de cliquetis. En effet, après l'installation du capteur de cliquetis, il est possible de s'assurer que les informations issues du capteur de cliquetis quant à la détection de cliquetis et les informations issues du capteur de couple concordent pour vérifier que le montage a été réalisé de façon correcte. Lorsque le phénomène de cliquetis se produit, les ondes de pression correspondantes provoquent un cisaillement d'une couche limite d'air au niveau des parois de la chambre de combustion, ce qui dégrade l'isolation thermique de la chambre de combustion. Les pertes thermiques via le liquide de refroidissement et l'huile augmentent alors, ce qui entraîne par une chute des performances du moteur. En utilisant les valeurs de mesures issues d'un capteur de couple, on peut détecter cette baisse de performance liée au phénomène de cliquetis, et donc traquer ainsi l'apparition de cliquetis. Le capteur de couple peut être un couplemètre matériel ou logiciel. Avantageusement le capteur de couple utilisé peut comprendre un couplemètre logiciel, par exemple tel que décrit dans le brevet français FR 9 111 273, au nom de la Demanderesse. Un tel dispositif peut permettre d'estimer le couple gaz produit par le moteur, c'est-à- dire le couple produit par les efforts de pression appliqués sur le piston. Un tel couplemètre logiciel repose sur le principe que le couple gaz se traduit par une variation de la vitesse instantanée du vilebrequin. On estime le couple gaz sur des plages angulaires relativement peu étendues afin d'évaluer le couple produit en sortie moteur par la combustion du carburant dans un cylindre. Un couplemètre logiciel est ainsi agencé pour estimer une valeur de couple. Le capteur de couple peut ainsi comprendre des moyens de réception de valeurs de durées de défilement issues d'un capteur de défilement de repères de mesure disposés sur une couronne solidaire d'un volant d'inertie ou d'un vilebrequin, et des moyens de traitement pour déterminer à partir des valeurs de durée de défilement reçues au moins une valeur de couple de combustion. Les moyens de réception peuvent par exemple comprendre un port d'entrée, une broche d'entrée, ou autre. Les moyens de traitement peuvent par exemple comprendre un processeur, un coeur de processeur, ou autre. L'invention n'est en rien limitée par l'utilisation d'un couplemètre logiciel. On pourrait par exemple prévoir de mettre en oeuvre une jauge de contrainte. Avantageusement et de façon non limitative, le capteur de cliquetis est agencé de façon à mesurer des signaux acoustiques. Avantageusement et de façon non limitative, pour détecter du cliquetis à partir des valeurs mesurées par le capteur de couple, on reçoit des valeurs mesurées par ce capteur de couple préalablement à la transmission du signal commandant l'augmentation de risque de cliquetis, et on reçoit d'autres valeurs issues de ce capteur de couple suite à cette transmission de signal. On peut alors utiliser les valeurs mesurées avant et après cette transmission de signal pour détecter le cliquetis. En comparant des valeurs issues de mesures avant et après une telle commande de cliquetis, il devient possible d'attribuer les éventuelles variations de couple observées à l'apparition du cliquetis et donc de détecter sa présence. L'invention n'est en rien limitée par la façon dont on augmente le risque de cliquetis. On peut avantageusement augmenter l'avance à l'allumage du moteur et/ou diminuer la richesse. Le signal transmis vers le moteur afin d'augmenter le risque de cliquetis peut être par exemple généré de façon à commander une augmentation de l'avance à l'allumage du moteur. Il peut s'agir d'un signal transmis vers un dispositif d'allumage, afin d'avancer l'avance à l'allumage par rapport au PMH (pour Point Mort Haut). Alternativement ou en complément, on pourrait prévoir de transmettre signal commandant l'injection de carburant, afin de diminuer la richesse. Avantageusement et de façon non limitative, on peut recevoir des valeurs de mesure issues du capteur de couple, ces valeurs étant mesurées sur une pluralité de cycles moteur, chaque cycle moteur correspondant à un PMH. Dit autrement, le couple produit par le moteur peut être relevé sur une fenêtre de plusieurs PMH consécutifs. Ceci peut permettre de renforcer la fiabilité de la détection de cliquetis car les valeurs mesurées restent susceptibles de varier d'un cycle à l'autre. Alternativement, on pourrait tout à fait prévoir de n'utiliser, aux fins de la détection de cliquetis, que des valeurs correspondant à tel et/ou tel cylindre. En effet, le phénomène de cliquetis peut être davantage susceptible de se produire dans certains des cylindres que dans d'autres. Par exemple, pour un moteur à quatre cylindres en ligne , les deux cylindres 1 et 4 disposés aux extrémités du moteur risquent d'être relativement moins chauds que les deux cylindres centraux 2 et 3, de sorte que pour générer un phénomène de cliquetis, l'avance à l'allumage devra être plus importante pour ces cylindres positionnés aux extrémités que pour les cylindres centraux. Ainsi, pour une avance de phase donnée, il est possible que seuls les cylindres centraux soient affectés par le phénomène de cliquetis. Les valeurs de couple mesurées sont alors susceptibles de varier relativement d'un cylindre à l'autre. On pourra par exemple baser les calculs sur une moyenne sur l'ensemble des cylindres et/ou sur un nombre de cycles moteur relativement élevé. Baser la détection de cliquetis sur l'ensemble des cylindres peut permettre une détection plus rapide que si seulement un cylindre est considéré. Il est en outre proposé un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions pour effectuer les étapes du procédé décrit ci-dessus lorsque ce programme est exécuté par un processeur. Ce programme peut être stocké dans une mémoire d'un processeur embarqué ou non, par exemple dans un disque dur ou autre, téléchargé via un réseau de télécommunication, par exemple Internet, ou autre. Il est en outre proposé un dispositif de vérification d'un capteur de cliquetis d'un moteur à allumage commandé, comprenant - des moyens de transmission aptes à transmettre un signal vers le moteur afin d'augmenter le risque de cliquetis, - des moyens de réception d'au moins une valeur de couple moteur mesurée issue d'un capteur de couple, et - des moyens de traitement agencés pour à détecter du cliquetis à partir de cette au moins une valeur de couple mesurée reçue, et agencés pour en cas de détection de cliquetis, émettre un signal d'alarme si un signal issu du système de capteur de cliquetis correspond à une absence de cliquetis, afin de signaler le dysfonctionnement du capteur de cliquetis. Ce dispositif peut par exemple comprendre ou être intégré ans un ou plusieurs processeurs, par exemple un microcontrôleur, un microprocesseur, un DSP (de l'anglais « Digital Signal Processor »), ou autre L'invention sera mieux comprise en référence aux figures, lesquelles illustrent un mode de réalisation non limitatif. La figure 1 est un logigramme illustrant un exemple de procédé selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est un graphique représentant le couple estimé, en N.m en fonction du temps, avant et après la transmission d'un signal pour augmenter le risque de cliquetis, lors de l'application d'un exemple de procédé selon un mode de réalisation de l'invention. En référence à la figure 1, au cours d'une étape 10, un signal issu d'un couplemètre logiciel, est reçu pendant un nombre k de cycles moteur, k étant strictement supérieur à 1. Ces mesures sont effectuées dans des conditions de roulage stabilisé, c'est-à-dire pour un régime moteur et une charge moteur constants. Le couple produit par le moteur est ainsi relevé sur une fenêtre de k PMH (Points Morts Hauts) consécutifs dans ces conditions nominales. Puis au cours d'une étape 11, on calcule une moyenne M1 du couple sur ces k PMH. On a ainsi mesuré une valeur de couple normalement produit dans les conditions de roulage stabilisé courantes. En référence à la figure 2, pour t Pour revenir à la figure 2, une fois le cliquetis commandé, suite à la transmission du signal S au temps to, on peut observer à partir de la courbe 30 que les valeurs de couple instantanées reçues présentent des variations périodiques d'amplitude plus importante que dans le cas nominal, c'est-à-dire pour t inférieur à to. En effet, les différents cylindres sont susceptibles de présenter des températures différentes d'un cylindre à l'autre, de sorte qu'une même avance à l'allumage pourra conduire à un cliquetis dans certains des cylindres seulement. Effectuer une moyenne sur un échantillon de k PMH consécutifs, ce qui correspond au segment de droite 31, peut ainsi permettre de s'affranchir au moins en partie de ces variations d'un cylindre à l'autre. Le segment de droite 31 représente une valeur moyenne tandis que la double flèche 40 représente la différence entre ces deux valeurs moyennes 21, 31, cette différences pouvant être imputée à la présence d'un cliquetis. Pour revenir à la figure 1, si le test 17 est positif, c'est-à-dire si la différence représentée par la double flèche 40 est suffisamment élevée, alors il est considéré qu'un cliquetis a été détecté grâce au couplemètre logiciel. On peut par exemple affecter la valeur 1 à une variable booléenne Cm, représentatif de la détection de cliquetis grâce aux variations de couples, au cours d'une étape 19. Puis, au cours d'un test 22, on compare la valeur de la variable booléenne Cl, à 1. Si ce test est négatif, c'est-à-dire si le capteur de couple a permis de détecter un cliquetis alors que les valeurs issues du capteur de cliquetis correspondent à une absence de détection, alors un message d'alarme est généré et transmis, par exemple à une interface utilisateur ou à un calculateur, afin de signaler le disfonctionnement du système de capteur de cliquetis au cours d'une étape 23. Ce disfonctionnement peut par exemple être attribué à une défaillance du capteur de cliquetis lui-même, ou bien encore à un problème de câblage de ce capteur, ou autre Si a contrario le test 22 est positif, c'est-à-dire que le capteur de cliquetis a conduit à une détection de cliquetis, alors il est considéré que le capteur est conforme. On pourrait éventuellement prévoir une étape 24 de transmission d'un signal S OK pour signaler à un calculateur que le système de cliquetis est opérationnel. Le capteur de cliquetis peut permettre de mesurer des signaux acoustiques. Ce capteur de cliquetis peut être installé sur le carter cylindre du moteur. Le procédé décrit ci-dessus peut ainsi permettre de s'assurer du bon fonctionnement de ce capteur de cliquetis, ce qui peut permettre de garantir la fiabilité du moteur, dans la mesure où un phénomène de cliquetis non détecté peut conduire à des défaillances voire à la casse du moteur. Si par la suite, pendant le fonctionnement du véhicule, le capteur de cliquetis conduit à détecter la présence de cliquetis, on peut alors réduire l'avance à l'allumage. Ceci peut permettre de limiter la montée en pression à l'intérieur de la chambre de combustion et donc de limiter le risque d'auto allumage. Néanmoins, un allumage relativement tardif peut dégrader le rendement du moteur. Aussi cherche-t-on à effectuer l'allumage relativement en avance, même si du fait de cette avance, le risque de cliquetis est relativement élevé. Ainsi une détection fiable du phénomène de cliquetis peut permettre de choisir une valeur d'avance à l'allumage qui représente le meilleur compromis entre risque de cliquetis et rendement moteur. L'utilisation d'un couplemètre logiciel ou estimateur de couple logiciel permet ainsi de répondre à un besoin de contrôle moteur nouveau. On vient donc étendre les capacités de cet estimateur pour diagnostiquer un capteur de cliquetis et s'assurer de la fiabilité des détections effectuées par ce capteur de cliquetis. 30 REVENDICATIONS1. Procédé de vérification d'un système de capteur de cliquetis apte à détecter du cliquetis dans un moteur à allumage commandé, comprenant des étapes consistant à: transmettre (12) un signal vers le moteur afin d'augmenter le risque de cliquetis, recevoir (13) au moins une valeur de couple mesurée et issue d'un capteur de couple moteur, et en cas de détection de cliquetis à partir de ladite au moins une valeur de couple reçue, émettre un signal d'alarme (23) si un signal issu du système de capteur de cliquetis correspond à une indication d'absence de cliquetis, afin de signaler le dysfonctionnement dudit capteur de cliquetis. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le capteur de couple moteur comprend un couplemètre logiciel. 20 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant en outre des étapes consistant à : recevoir (10) des valeurs mesurées par le capteur de couple préalablement à la transmission du signal commandant l'augmentation 25 de risque de cliquetis, recevoir (13) d'autres valeurs issues dudit capteur de couple suite à ladite transmission de signal, utiliser (11, 14, 17) les valeurs mesurées avant et après ladite transmission de signal pour détecter le cliquetis. 30 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le signal transmis ((12) vers le moteur afin d'augmenter le risque de cliquetis est généré de façon à commander une augmentation de l'avance à l'allumage du moteur. 35 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on reçoit (10, 13) plusieurs valeurs de couple mesurées et issues d'uncapteur de couple moteur, ces valeurs étant mesurées sur une pluralité de cycles moteur. 6. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions pour effectuer les étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 5 lorsque ce programme est exécuté par un processeur 7. Dispositif de vérification d'un système de capteur de cliquetis apte à détecter du cliquetis dans un moteur à allumage commandé, comprenant : - des moyens de transmission aptes à transmettre un signal vers le moteur afin d'augmenter le risque de cliquetis, - des moyens de réception d'au moins une valeur de couple moteur mesurée et issue d'un capteur de couple, et - des moyens de traitement agencés pour à détecter du cliquetis à partir de ladite au moins une valeur de couple mesurée reçue, et agencés pour, en cas de détection de cliquetis, émettre un signal d'alarme si un signal issu du système de capteur de cliquetis correspond à une absence de cliquetis, afin de signaler le dysfonctionnement du capteur de cliquetis.