Brevet FR3009864A1 — publié le 20150227

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé pour ef- fectuer une mesure de référence sur un capteur d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile au cours de la phase de poussée du moteur à combustion interne, pour détecter des défauts de mesure du capteur. L'invention se rapporte également à un dispositif pour exécuter une mesure de référence sur un capteur d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile au cours d'une phase de poussée du moteur à combustion interne pour détecter les défauts de mesure du capteur. Etat de la technique Les véhicules automobiles équipés de moteur thermique comportent de multiples capteurs. Certains des capteurs doivent être vérifiés régulièrement, par exemple dans le cadre d'un diagnostic em- barqué (diagnostic OBD) pour détecter leurs aptitudes au fonctionnement. Pour cela, il peut être nécessaire de faire fonctionner le moteur à combustion interne (encore appelé moteur thermique) dans des états de fonctionnement prédéfinis et de pouvoir effectuer les fonctions néces- saires de diagnostique. En particulier, dans le cas des capteurs de gaz d'échappement, utilisés pour saisir l'état actuel de la combustion dans le moteur thermique ainsi que pour surveiller les composants de post-traitement des gaz d'échappement installés dans le système des gaz d'échappement installés dans le système des gaz d'échappement du mo- teur à combustion interne, il est nécessaire d'effectuer régulièrement un contrôle de fonctionnement. Pour cela, on utilise fréquemment une mesure de référence appliqué à l'air frais pendant le fonctionnement courant du moteur à combustion interne. Cette mesure d'équilibrage se fait habituellement lorsque le moteur à combustion interne est en mode de poussée. En effet, dans le mode de poussée, la transmission est em- brayée mais le moteur à combustion interne n'est pas alimenté en carburant de sorte que le moteur peut pomper de l'air frais dans le système des gaz d'échappement. Dans le cadre des nouvelles stratégies de gestion des mo- teurs à combustion interne ainsi que dans les nouvelles techniques, on atteint plus avec une fréquence suffisante les points de fonctionnement du moteur à combustion interne, nécessaire à la surveillance du bon fonctionnement des capteurs. C'est ainsi que dans le cas de moteur à combustion interne fonctionnant en mode marche-arrêt, les moteurs sont coupés à l'arrêt du véhicule si bien que l'on a rarement, voire plus du tout d'état de ralenti. Dans les nouvelles techniques telles que les entraînements hybrides, le mode de poussée est privilégié dans une large mesure. A la place du mode de poussée, la stratégie de gestion applique la récupération de l'énergie consistant à convertir l'énergie ciné- tique en énergie électrique. Cette récupération participe de manière importante à l'efficacité du système hybride. C'est pourquoi, on aura des phases de poussée que si celle-ci sont demandées de manière explicite, par exemple pour effectuer des mesures de référence sur les capteurs. Pour pouvoir effectuer complètement une mesure de réfé- rence sur des capteurs, il faut que la phase de poussée présente une durée minimale par exemple pour rincer complètement le système des gaz d'échappement du moteur à combustion interne à l'emplacement où est installé le capteur. Si la phase de poussée est trop courte, il faut in- terrompre la mesure de référence et recommencer à un instant ulté- rieur. Dans le cas d'un système hybride, cela correspond à une perte d'énergie cinétique qui ne sera pas récupérée. Le document DE 10 2007 032 969 A 1 décrit un dispositif de prévision des phases de poussée (phase SP) d'un véhicule. Le dispo- sitif comporte une unité de traitement qui traite les données d'altitude de position (HD) du trajet F parcouru par le véhicule ou qui sera parcouru et en tenant compte de ces données d'altitude (HD) le dispositif effectue une prévision P concernant les futures phases prévisionnelles de poussée SP du véhicule. Cela permet également de prévoir des phases de poussée prolongée pour effectuer un mode de fonctionnement avec une consommation d'énergie aussi réduite que possible. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro- cédé permettant d'exécuter complètement des mesures de références sur des capteurs de moteur à combustion interne au cours d'une phase de poussée du moteur. L'invention a également pour but de développer un dispositif permettant d'appliquer un tel procédé. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour effectuer une mesure de référence sur un capteur de moteur à combustion interne de véhicule automobile au cours de la phase de poussée du moteur à combustion interne, pour détecter des défauts de mesure du cap- teur. On effectue une prévision des phases de poussée futures du moteur à combustion interne et de la durée de ces phases de poussée à l'aide de données de trajet et on effectue seulement une mesure de référence sur le capteur si la durée prévisionnelle de la phase de poussée est suffisamment longue pour exécuter complètement une mesure de référence. Connaissant la durée d'une phase de poussée possible, on peut évaluer si elle est suffisamment longue pour permettre une mesure de référence, complète, sur un capteur. Cette mesure de référence peut consister non seulement à détecter des erreurs de mesure mais également équilibrer le capteur. Cela permet d'éviter l'interruption de la mesure de référence à cause d'une phase de poussée qui serait trop courte. Pour une prévision précise et rapide des données de tra- jet, on peut déterminer ces données à l'aide d'un système de navigation. Cela permet une application économique du procédé car les systèmes de navigation sont actuellement très largement répandus dans de nombreux véhicules automobiles. Cela permet d'accéder aux données cartographiques correspondantes. La durée d'une phase de poussée peut être prévue en te- nant compte au moins du tracé du trajet et de sa topologie sous la forme de données de trajet. On améliore la précision de la prévision si pour la prévi- sion de la durée de la phase de poussée on tient compte des données décrivant le mouvement du véhicule et/ ou des données décrivant l'état du véhicule. A cet effet, il est notamment prévu de tenir compte des données décrivant le mouvement du véhicule à savoir sa vitesse de circulation ou le point de fonctionnement du moteur à combustion interne, prises comme grandeurs séparées ou en combinaison et/ou les données décrivant l'état du véhicule tel que la résistance de l'air ou la résistance de roulage ou le poids moyen du véhicule sous forme de grandeurs prises en compte séparément ou en combinaison. Toutes ces grandeurs influencent la durée de la phase de poussée et sont par exemple déjà disponibles dans la commande existante du moteur ou peuvent être obtenues et mémorisées avec des moyens simples. La liste des grandeurs n'est pas limitative et peut être complétée ou remplacée par d'autres grandeurs caractéristiques. Selon un développement préférentiel de l'invention, dans une première étape du procédé, on collecte les données concernant le trajet et sa topologie, on les traitre et on fournit un modèle général de mouvements du véhicule puis dans une seconde étape, avec le modèle général, on prévoit le mouvement et l'état du véhicule dans la suite du parcours et dans une troisième étape, à l'aide des données provenant du modèle général et des données relatives au trajet et à sa topologie, on prévoit la durée des phases de poussée et dans une quatrième étape, on libère une mesure de référence si la durée prévisionnelle de la phase de poussée est suffisamment longue pour exécuter complètement la mesure de référence ou bloquer la mesure de référence si la durée prévisionnelle de la phase de poussée n'est pas suffisamment longue pour exécuter complètement la mesure de référence. En particulier, dans le cas de capteurs de gaz d'échappement installés dans le système de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, il faut détecter les défauts de mesure provoqués par les effets du vieillissement et autres facteurs d'influence au cours du mode de poussée en rinçant le système des gaz d'échappement avec de l'air frais, pour détecter ces défauts et le cas échéant les compenser. Ainsi, il est prévu d'effectuer une mesure de référence sur un capteur de gaz d'échappement installé dans le système des gaz d'échappement du moteur à combustion interne. Le fonctionnement des véhicules hybrides ne prévoit pas de phases de poussée car il faut convertir l'énergie cinétique en énergie électrique et la stocker pour assurer l'alimentation de l'entraînement électrique. Pour effectuer une mesure de référence sur les capteurs, il faut pour cette raison demander spécialement des phases de poussée. Or, une mesure de référence interrompue prématurément à cause d'une phase de poussée trop courte se traduit par une perte d'énergie cinétique qui n'est pas transformée, sans pour autant avoir pu vérifier le capteur. Pour améliorer l'efficacité des véhicules hybrides, il est prévu de déterminer la durée d'une phase de poussée possible du moteur à combustion interne d'un véhicule hybride et de libérer la phase de poussée et la mesure de référence sur un capteur du véhicule hybride si la durée prévisionnelle de la phase de poussée est suffisamment longue pour pouvoir effectuer complètement la mesure de référence ou bloquer la phase de poussée et la mesure de référence si la durée prévisionnelle de la phase de poussée n'est pas suffisamment longue pour pouvoir exécuter complètement la mesure de référence. Ainsi, le véhicule hybride ne fonctionnera en mode de poussée seulement si la mesure de référence sur le capteur est nécessaire et si celle-ci peut être exécutée complètement. Dans les autres cas, la phase de poussée et la mesure de référence sont bloquées et l'énergie cinétique est alors transformée en énergie électrique. L'invention a également pour objet un dispositif pour exécuter une mesure de référence sur un capteur d'un moteur à com- bustion interne de véhicule automobile au cours d'une phase de pous- sée du moteur, pour détecter les erreurs de mesure du capteur, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un premier système pour fournir des données de trajet, ce premier système étant relié à une unité de commande par une interface, et l'unité de commande contient un premier déroulement de programme pour calculer le mouvement et l'état du véhicule au cours de la poursuite du trajet en utilisant les données de trajet. L'unité de commande comporte un second déroulement de programme pour calculer la durée d'une phase de poussée à partir des données de trajet et des données de mouvement ainsi que de l'état du véhicule et l'unité de commande contient un troisième dérou- lement de programme pour libérer une mesure de référence sur le capteur si la durée prévisionnelle de la phase de poussée est suffisamment longue pour exécuter complètement la mesure de référence ou s'il faut bloquer la mesure de référence si la durée prévisionnelle de la phase de poussée n'est pas suffisamment longue pour exécuter complètement la mesure de référence. Ce dispositif permet ainsi d'exécuter le procédé décrit ci- dessus. Selon un développement préférentiel, le dispositif est ca- lo ractérisé en ce que l'unité de commande est appliquée à la commande d'un entraînement électrique et du moteur à combustion interne d'un véhicule hybride et le troisième déroulement de programme est conçu pour libérer une phase de poussée et effectuer une mesure de référence sur le capteur si la durée prévisionnelle de la phase de poussée est suf- fis fisamment longue pour exécuter complètement la mesure de référence ou que le troisième déroulement de programme est conçu pour bloquer une phase de poussée et une mesure de référence sur le capteur si la durée prévisionnelle de la phase de poussée n'est pas suffisamment longue pour exécuter complètement la mesure de référence. 20 Cela permet de ne demander les phases de poussée que lorsqu'il faut exécuter complètement une mesure de référence. Cela permet d'éviter des phases de poussée pour des mesures de référence qui devront être interrompues à cause de la trop courte durée des phases de poussée, ce qui permet d'améliorer l'efficacité du véhicule hy- 25 bride. Le procédé et le dispositif selon l'invention s'applique de préférence à des mesures de référence sur un capteur de gaz d'échappement installé dans le canal des gaz d'échappement d'un moteur thermique. La durée nécessaire de la phase de poussée peut être 30 fixée pour assurer un rinçage suffisant du système de gaz d'échappement avec de l'air frais et permettent ensuite d'effectuer la mesure de référence elle-même et le cas échéant d'équilibrer le capteur des gaz d'échappement. Le procédé et le dispositif s'applique notamment à l'exécution d'une mesure de référence sur une sonde lambda installée dans le canal des gaz d'échappement d'un moteur thermique. Le procédé et le dispositif selon l'invention s'applique de façon préférentielle à la surveillance du capteur des gaz d'échappement installé dans le canal des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule hybride. Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de procédé et de dispositif pour ef- fectuer une mesure de référence sur un capteur d'un moteur à combustion interne, représenté schématiquement dans le dessin annexé dans lequel : la figure unique est un schéma par bloc fonctionnel servant à exécuter une mesure de référence sur un capteur de moteur à combustion interne équipant un véhicule hybride. Description de modes de réalisation de l'invention La figure montre un schéma par bloc composé des blocs fonctionnels 20, 21, 23, 24 pour exécuter une mesure de référence sur un capteur de moteur à combustion interne d'un véhicule hybride. Les blocs fonctionnels 20, 21, 23, 24 peuvent être répartis en différents composants de programmes entre différents systèmes électroniques. Le véhicule hybride non représenté est entraîné par un moteur électrique ou par un moteur à combustion interne. Le moteur électrique peut également fonctionner comme générateur et récupérer de l'énergie cinétique du véhicule au cours d'une phase de freinage pour la transformer en énergie électrique (mode de freinage dynamique ou mode de récupération). L'énergie électrique est stockée dans un accumulateur pour être ensuite fournie au moteur électrique. La récupéra- tion participe de manière importante à l'efficacité du véhicule hybride. C'est pourquoi les phases de poussée au cours desquelles l'énergie cinétique du véhicule n'est pas récupérée en énergie doivent être si possible éviter et n'être utilisé que si nécessaire par exemple pour effectuer une mesure de référence sur un capteur de gaz d'échappement installé dans le canal des gaz d'échappement du moteur à combustion interne. Au cours d'une première étape 20 on collecte toutes les données de trajet 10 disponibles et on les traite. Les données 11 ainsi récupérées sont appliquées à un modèle général 21 représentant le mouvement du véhicule pour être fourni avec les grandeurs caractéris- a tiques 12, centrales fournies par le modèle général 21 à un modèle 23 pour déterminer la durée de la phase de poussée. La durée 14 de la phase de poussée est transmise comme signal de sortie du modèle 23 de la durée de la phase de poussée à une logique 24 de libération/demande d'une mesure de référence. La logique 24 reçoit en outre 10 les paramètres de fonctionnement actuels 13 fournis par l'appareil de gestion 22 du moteur. Ainsi, la logique émet la libération 15 pour la mesure de référence et pour une demande de poussée. Les données de trajet 10 fournies à l'instant central 20 contiennent des informations relatives au trajet et à sa topologie. Ces 15 informations peuvent provenir d'un appareil de navigation avec les don- nées cartographiques ou provenir de manière externe, par exemple, des données disponibles recueillies par Internet. Dans le modèle général 21, on prévoit le mouvement et l'état du véhicule pour émettre ces informations sous la forme de grandeurs caractéristiques centrales 12 au mo- 20 dèle 23 pour la durée de la phase de poussée. Le mouvement du véhicule peut se décrire par exemple par sa vitesse de circulation et par le point de fonctionnement du moteur à combustion interne avec que l'état du véhicule se décrit par exemple par sa résistance à l'air, sa résistance au roulage et son poids moyen. 25 Le modèle 23 pour la durée de la phase de poussée modé- lise à partir des données 11 de l'installation centrale 20 et des grandeurs caractéristiques centrales 12, une durée possible 14 d'une phase de poussée. A partir de la durée possible 14 de la phase de poussée et d'autres paramètres de fonctionnement 13 actuels, fournis par 30 l'appareil de commande ou de gestion de moteur 22, la logique 24 dé- cide si une mesure de référence du capteur et la demande de poussée correspondantes peuvent être libérées ou doivent être bloquées. Il n'y aura libération que si la durée prévisionnelle 14 de la phase de poussée est suffisante pour exécuter une mesure de référence sur le capteur et 35 la terminer. Si la durée prévisionnelle 14 de la phase de poussée est trop faible, cette mesure de référence sera bloquée. Dans l'utilisation présentée dans cet exemple d'un véhicule hybride, on bloque en même temps la phase de poussée pour utiliser l'énergie cinétique et la récupérer sous forme d'énergie électrique. Le procédé et le dispositif correspondant permettent grâce à l'utilisation de données de trajet, de prévoir la durée des phases de poussée et d'éviter une requête de mesure de référence de capteur notamment de capteur de gaz d'échappement si ces données ne permettent pas de prévoir une exécution réussie. Dans l'application à des véhi- cules hybride, on bloque ainsi en même temps la demande d'une phase de poussée nécessaire à la mesure de référence si bien que la quantité d'énergie retrouvée par la récupération et ainsi l'efficacité du véhicule hybride augmente. De façon avantageuse, une unité d'affichage « tête haute » du véhicule avec un instrument combiné, un système de navigation et d'autres composants raccordés, fournit les données de trajet 10. Mais on peut également avoir une interface avec un système par exemple un téléphone intelligent ou un serveur pour obtenir les données nécessaires. Les données concernant le tracé du trajet et sa topologie sont transmises par un protocole approprié par exemple par le protocole ADASIS et par un système de bus équipant le véhicule (CAN, FlexRay) à partir de l'unité d'affichage tête haute ou de l'interface pour arriver à l'instant central 21 enregistré par exemple dans l'appareil de commande de moteur 22 pour être transmise et être traitée dans la logique de re- quête pour la mesure de référence à effectuer sur les capteurs.30 REVENDICATIONS1°) Procédé pour effectuer une mesure de référence sur un capteur de moteur à combustion interne de véhicule automobile au cours de la phase de poussée du moteur à combustion interne, pour détecter des défauts de mesure du capteur, procédé caractérisé en ce qu' on effectue une prévision des phases de poussée futures du moteur à combustion interne et de la durée de ces phases de poussée à l'aide de données de trajet, et - on effectue seulement une mesure de référence sur le capteur si la durée prévisionnelle de la phase de poussée est suffisamment longue pour exécuter complètement une mesure de référence. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine les données de trajet à l'aide d'un système de navigation. 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on tient compte d'au moins un tracé de trajet et de la topologie le long du trajet comme données de trajet. 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour la prévision de la durée de la phase de poussée, on tient compte des données décrivant le mouvement du véhicule et/ou des données décrivant l'état du véhicule. 5°) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on tient compte des données décrivant le mouvement du véhicule, la vitesse de circulation ou le point de fonctionnement du moteur à combustion interne considéré chaque fois en soi ou en combinaison des grandeurs et/ou les données décrivant l'état du véhicule, la résistance ou la résistance au roulement ou encore le poids moyen du véhiculeconsidérés comme des grandeurs prises chaque fois en soi ou en combinaison. 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans une première étape on collecte les données concernant le trajet et sa topologie, on les prépare et on les applique à un modèle général de mouvements du véhicule, - dans une deuxième étape et avec le modèle général, on fait la prévi- sion du mouvement et de l'état du véhicule au cours de la poursuite de son mouvement, - dans une troisième étape, à l'aide des données provenant du modèle général et des données concernant le trajet et sa topologie on prévoit la durée des phases de poussée, et - dans une quatrième étape, on libère une mesure de référence si la durée prévisionnelle de la phase de poussée est suffisamment longue pour permettre d'exécuter complètement la mesure de référence ou s'il faut bloquer la mesure de référence si la durée prévisionnelle de la phase de poussée n'est pas suffisamment longue pour exécuter complètement la mesure de référence. 7°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on effectue la mesure de référence sur un capteur de gaz d'échappement installé dans le système des gaz d'échappement du mo- teur à combustion interne. 8°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine la durée d'une phase de poussée possible du moteur à combustion interne d'un véhicule hybride et on libère une phase de poussée et une mesure de référence pour le capteur du véhicule hybride si la durée prévisionnelle de la phase de poussée est suffisamment longue pour exécuter complètement la mesure de référence ou s'il faut bloquer une phase de poussée et une mesure de référence si la duréeprévisionnelle de la phase de poussée n'est pas suffisamment longue pour exécuter complètement la mesure de référence. 9°) Dispositif pour exécuter une mesure de référence sur un capteur d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile au cours d'une phase de poussée du moteur, pour détecter les erreurs de mesure du capteur, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un premier système pour fournir des données de trajet, ce premier système étant relié à une unité de commande par une interface, et l'unité de commande contient un premier déroulement de programme pour calculer le mou- vement et l'état du véhicule au cours de la poursuite du trajet en utilisant les données de trajet, l'unité de commande comporte un second déroulement de programme pour calculer la durée d'une phase de poussée à partir des données de trajet et des données de mouvement ainsi que de l'état du véhicule, et l'unité de commande contient un troisième déroulement de programme pour libérer une mesure de référence sur le capteur si la durée prévisionnelle de la phase de poussée est suffisamment longue pour exécuter complètement la mesure de référence ou s'il faut bloquer la mesure de référence si la durée prévisionnelle de la phase de poussée n'est pas suffisamment longue pour exécuter complètement la mesure de référence. 10°) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'unité de commande est appliquée à la commande d'un entraînement électrique et du moteur à combustion interne d'un véhicule hybride et le troisième déroulement de programme est conçu pour libérer une phase de poussée et effectuer une mesure de référence sur le capteur si la du- rée prévisionnelle de la phase de poussée est suffisamment longue pour exécuter complètement la mesure de référence ou que le troisième déroulement de programme est conçu pour bloquer une phase de poussée et une mesure de référence sur le capteur si la durée prévisionnelle de la phase de poussée n'est pas suffisamment longue pour exécuter com- plètement la mesure de référence.11°) Application du procédé et du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 pour exécuter une mesure de référence sur un capteur de gaz d'échappement installé dans le canal des gaz d'échappement d'un moteur thermique ou pour exécuter une mesure de référence sur une sonde lambda installée dans le canal des gaz d'échappement du moteur thermique ou pour surveiller le capteur de gaz d'échappement installé dans le canal des gaz d'échappement d'un moteur thermique équipant un véhicule hybride.10