Brevet FR3011284A1 — publié le 20150403

Détection de défaillances de combustion d'un système de moteur équipé d'un dispositif de déconnexion de cylindres L'invention relève du domaine des moteurs à combustion interne comportant plusieurs cylindres, et dont un ou plusieurs cylindres peuvent être temporairement déconnectés. Il peut par exemple s'agir d'un moteur à allumage commandé, par exemple un moteur à essence, un moteur Diesel, ou autre. L'invention concerne la détection de défaillances de combustion, par exemple les ratés de combustion (« misfire » en anglais), les combustions tardives, etc. L'invention peut trouver une application notamment dans l'automobile. Il est connu de détecter les défaillances de combustion, en mesurant les couples gaz fournis pour chacun des cylindres du moteur, et en comparant ces valeurs entre elles. Par exemple, le document FR2844301 décrit un procédé dans lequel on détermine une grandeur représentative du couple gaz fourni par un cylindre en la déduisant de la rotation du vilebrequin, et dans lequel on compare cette valeur à des seuils. Un raté de combustion peut être diagnostiqué selon les résultats de ces comparaisons. Ces seuils sont eux-mêmes déterminés en fonction d'autres valeurs de couple gaz précédemment mesurées. Dans ce document, FR2844301, le procédé mis en oeuvre repose sur des mesures issues d'un capteur de défilement de repères de mesure disposés sur une couronne solidaire d'un volant d'inertie ou d'un vilebrequin. Un tel couplemètre logiciel peut permettre d'éviter l'installation de capteurs de pression cylindre. Il est par ailleurs connu de commander la déconnexion d'un ou plusieurs cylindres. Ceci peut être judicieux lorsque la demande de couple moteur est relativement faible, par exemple en régime stabilisé. La déconnexion d'un ou plusieurs cylindre(s) permet de réduire les pertes par pompage du moteur tout en produisant le couple moteur total requis pour l'entrainement du véhicule. Les cylindres restant connectés peuvent ainsi fonctionner de façon optimisée, de sorte que la consommation en carburant et les émissions de dioxyde de carbone peuvent être réduites. Toutefois, appliquer un procédé de détection de défaillances moteur à un système de moteur équipé d'un dispositif de déconnexion de cylindres risquerait de conduire à des détections erronées. En effet, du fait des déconnexions et reconnexions, le couple produit par un cylindre est susceptible de varier relativement brutalement, ce qui risque de conduire à de fausses détections de défaillances de combustion. Il a été envisagé de réinitialiser le procédé de détection à chaque changement de mode, avec des seuils adaptés au nombre de cylindres, afin d'éviter les fausses détections. Néanmoins, les exigences des normes ODB (de l'anglais « On Board Diagnosis »), qui imposent une détection pendant quatre fenêtres successives de 2000 PMH (pour « Point Mort Haut »), risquent de ne pas être satisfaites. Il existe donc un besoin pour concilier fiabilité et continuité. Il est proposé un procédé de détection de défaillances combustion d'un système de moteur équipé d'un dispositif déconnexion de cylindres, comprenant des étapes consistant à : - recevoir une valeur de couple fournie par un cylindre, dite valeur de couple courante, issue d'un capteur de couple moteur, - recevoir une valeur de nombre de cylindres actifs lors de la mesure de la valeur de couple reçue, issue du dispositif de déconnexion de cylindres, et - si le cylindre correspondant à la valeur de couple reçue est actif, estimer, à partir de la valeur de couple reçue et à partir de la valeur de nombre de cylindres actifs, si la combustion dans ce cylindre a été défaillante ou non Ainsi, non seulement on limite la détection aux cylindres actifs, en outre on prend en compte le nombre de cylindres actifs pour mais mieux interpréter la valeur de couple mesurée. Ceci peut permettre d'adapter dynamiquement la détection, et donc de conserver les données issues au cours des cycles moteur précédant un changement de mode. Le procédé décrit ci-dessus peut ainsi être mis en oeuvre de façon continue sur un nombre de cycles relativement élevé, avec des résultats relativement fiables. une détection permettant de de de Le procédé peut avantageusement comprendre une étape d'incrémentation d'un compteur s'il est estimé que la combustion dans ce cylindre a été défaillante. Le procédé peut avantageusement comprendre une étape de transmission d'un signal vers une interface utilisateur si le compteur atteint ou dépasse un seuil de comptage de défaillances. Le procédé décrit ci-dessus peut être effectué sur un nombre de PMH suffisamment élevé pour que ce seuil de comptage de défaillances soit susceptible d'être atteint, contrairement au procédé envisagé, lequel peut impliquer des réinitialisations régulières. Avantageusement, le procédé peut comprendre en outre : - recevoir au moins une valeur supplémentaire de couple, correspondant à un autre cylindre et/ou à un autre cycle moteur, - pour chaque valeur supplémentaire de couple reçue, recevoir une valeur supplémentaire de nombre de cylindres actifs lors de la mesure de ladite valeur de couple, et - estimer si la combustion a été défaillante ou non en fonction en outre de ladite au moins une valeur supplémentaire de couple et de ladite au moins une valeur supplémentaire de nombre de cylindres actifs. Dit autrement, la détection peut être basée sur une ou plusieurs comparaisons par rapport à un ou des cylindre(s) distinct(s) du cylindre courant et/ou à un ou des cycle(s) moteur précédent(s). La valeur de couple supplémentaire peut par exemple correspondre à un cylindre actif précédant le cylindre courant dans le cycle moteur. Selon un autre exemple, cette valeur de couple supplémentaire peut correspondre au cylindre courant, mais avoir été mesurée lors d'un cycle moteur précédent. L'invention n'est en rien limitée par la façon dont on prend en compte les valeurs supplémentaires de couple et de nombre de cylindres actifs. Par exemple, on peut comparer à un seuil une différence entre la valeur de couple courante et un paramètre fonction de cette au moins une valeur de couple supplémentaire. Par exemple, le paramètre peut être fonction en outre de cette au moins une valeur supplémentaire de nombre de cylindres actifs reçue(s) et de la valeur de nombre de cylindres actifs correspondant à la valeur de couple courante. En particulier, le paramètre peut être déterminé en multipliant chaque valeur de couple supplémentaire par un coefficient de pondération fonction de la valeur de nombre de cylindre actifs correspondant à cette valeur de couple supplémentaire. Dans le cas d'une pluralité de valeurs de couples supplémentaires, on pourra prévoir par exemple d'effectuer une combinaison linéaire des produits ainsi obtenus. Lorsque la détection est basée sur une seule valeur de couple supplémentaire, le paramètre peut par exemple être égal ou proportionnel à cette valeur de couple supplémentaire. Par exemple, le paramètre peut être égal au produit de la valeur de couple supplémentaire par la valeur de nombre de cylindres actifs correspondant, et la quantité soustraite à ce paramètre peut être égale au produit de la valeur de couple courante et de la valeur de nombre de cylindres actifs correspondant à cette valeur de couple courante. Bien évidemment, plutôt que de multiplier la valeur de couple supplémentaire par un nombre de cylindre actifs correspondant, on pourra diviser la valeur courante de couple par cette valeur de nombre de cylindres actifs. Par exemple, on pourra prévoir de comparer à un seuil une différence entre la valeur supplémentaire de couple et la valeur de couple courante pondérée par un ratio entre la valeur courante de nombre cylindres actifs et la valeur supplémentaire de nombre de cylindres actifs correspondant à la valeur supplémentaire de couple. Avantageusement et de façon non limitative, le procédé peut comprendre une étape de calcul d'une valeur d'historique de ratio de nombres de cylindres actifs. Cette étape de calcul peut consister à multiplier une valeur précédente de cet historique par un ratio entre la valeur courante du nombre de cylindres actifs et la valeur supplémentaire du nombre de cylindres actifs, par exemple une valeur précédente. 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 cylindre, 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 peut ainsi permettre d'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 un capteur de pression cylindre, ou autre. 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 détection de défaillances de combustion d'un système de moteur équipé d'un dispositif de déconnexion de cylindres, comprenant : - des premiers moyens de réception pour recevoir une valeur de couple fournie par un cylindre, issue d'un capteur de couple moteur, - des deuxièmes moyens de réception pour recevoir une valeur de nombre de cylindres actifs lors de la mesure de la valeur de couple reçue, issue du dispositif de déconnexion de cylindres, - des moyens de traitement agencés pour, si le cylindre correspondant à la valeur de couple reçue est actif, estimer, à partir de la valeur de couple reçue et à partir de la valeur de nombre de cylindres actifs, si la combustion dans ce cylindre a été défaillante ou non. Ce dispositif peut par exemple comprendre ou être intégré dans un ou plusieurs processeurs, par exemple un microcontrôleur, un microprocesseur, un DSP (de l'anglais « Digital Signal Processor »), ou autre. Les premiers et/ou deuxièmes moyens de réception peuvent comprendre des ports d'entrée, des broches d'entrée, ou autre. Les moyens de traitement peuvent par exemple comprendre un coeur de processeur, ou autre. Le dispositif peut avantageusement comprendre des moyens de transmission, par exemple un port de sortie, une broche de sortie, ou autre, pour transmettre un signal généré à partir de cette estimation, vers une interface utilisateur et/ou vers un module de traitement de type processeur. Il est en outre proposé un système de moteur comprenant un moteur comportant une pluralité de cylindres, un dispositif de déconnexion de cylindres et le dispositif de détection de défaillances de combustion décrit ci-dessus. Il est en outre proposé un véhicule automobile comprenant le système de moteur décrit-ci-dessus et/ou le dispositif de détection de défaillances décrit ci-dessus. 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 2A est un graphique représentant un exemple de variation de couple estimé, en N.m, en fonction du nombre de PMH, lors de l'application d'un exemple de procédé selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2B est un graphique représentant l'évolution d'un ratio de valeurs de nombre de cylindres actifs, d'un cylindre actif à l'autre, correspondant à l'exemple de la figure 2A, en fonction du nombre de PMH. La figure 2C est un graphique représentant l'évolution d'une valeur d'historique de ratio de nombres de cylindres actifs correspondant à l'exemple de la figure 2A, en fonction du nombre de PMH. En référence à la figure 1, est représenté un exemple de logigramme correspondant à un procédé de détection de défaillances de combustion d'un système de moteur à allumage commandé, susceptible de subir des déconnexions/reconnexions de cylindres. Ce système de moteur intègre un dispositif de déconnexion de cylindre(s), par exemple un processeur. Ce processeur est agencé pour estimer en fonction du couple requis par le conducteur le nombre de cylindres qui permettraient de réaliser ce couple en fonctionnant de manière optimale, pour le cas échéant sélectionner le ou les cylindre(s) à déconnecter, et pour générer des signaux de commande de déconnexion de cylindres destinés à des moyens de connexion/déconnexion de cylindres. Le procédé représenté est ici mis en oeuvre au moyen d'une boucle, répétée à chaque PMH. Cette boucle, indicée n, comprend des étapes classiques d'initialisation de l'indice n, par exemple à 1, (non représentée), de test de fin de boucle 20 et d'incrémentation 21. Une étape non représentée d'attente jusqu'au prochain PHM, est aussi mise en oeuvre entre l'exécution de deux boucles. Le procédé comprend d'autres étapes d'initialisation non représentées. En particulier, la variable nb cyl correspondant à la valeur n=0 a une valeur égale au nombre total de cylindres, par exemple quatre. La variable H décrite ci-après a initialement une valeur égale à 1. Les compteurs compteur PMH et nb misfire sont initialement à zéro. Au cours d'une étape 10, une valeur nb cyl(n) issue du dispositif de déconnexion de cylindres est reçue. Cette variable prend des valeurs entières, comprises entre 1 et le nombre total de cylindres, et représente le nombre de cylindres actifs. On reçoit en outre, au cours d'une étape 12, une valeur de couple C(n) mesurée pour le cylindre correspondant à ce PMH, dit cylindre courant. Cette valeur C(n) est calculée à partir de mesures issues d'un capteur de défilement de repères de mesure disposés sur une couronne solidaire d'un volant d'inertie ou d'un vilebrequin, en appliquant par exemple le procédé décrit dans le document, FR2844301. Lors d'une étape 13, on calcule une valeur de ratio R entre la valeur nb cyl(n) correspondant à ce PMH et une valeur nb cyl(n-1) correspondant au PMH immédiatement précédent. En cas de déconnexion, cette valeur R est donc inférieure à 1, tandis qu'en cas de reconnexion, cette valeur R est supérieure à 1. On calcule en outre une valeur d'historique de ratio de nombres de cylindres actifs H, au cours de laquelle on multiplie une valeur précédente dudit historique par le ratio R. Cette valeur H représente ainsi un ratio du nombre de cylindres actifs par rapport au nombre total de cylindres. Puis on réalise un test 14 pour discriminer les situations dans lesquelles la boucle courante correspond à un cylindre non actif des situations dans lesquelles la boucle courante correspond à un cylindre actif. Ce test 14 peut par exemple être basé sur une valeur issue du dispositif de déconnexion et représentative de l'état d'activation du cylindre courant. Si le cylindre courant est actif, on incrémente un compteur de nombre de PHM sur lesquels la détection est faite compteur PHM, au cours d'une étape 15. C'est lorsque ce compteur atteint une valeur seuil THR', par exemple 2000 PMH, qu'une sortie de boucle est possible, grâce au test 20. Cette valeur seuil peut notamment être fixée par une norme. Puis, au cours d'une étape 16, on pondère la valeur courante de couple C(n) par la valeur de l'historique H de ratios R. En cas de déconnexion ou reconnexion, la valeur de couple pondérée C'(n) est ainsi différente de la valeur de couple mesurée C(n). Au cours d'un test 17, on compare cette valeur C'(n) à la valeur de couple C'(n-1) correspondant au précédent cylindre actif. Plus précisément, si la valeur absolue de la différence entre ces deux valeurs excède un seuil THR, alors on considère qu'une défaillance de combustion est détectée et un compteur nombres de défaillances de combustion nb_misfire est incrémenté au cours d'une étape 18. Le procédé peut comprendre en outre des étapes non représentées de comparaison de la valeur de ce compteur nb_misfire à un seuil d'alerte, et d'élaboration d'un message destiné à une interface utilisateur afin qu'un voyant MIL (pour « Malfunction Indicator Lamp » en anglais) s'allume si la valeur de ce compteur atteint ou dépasse ce seuil. Le seuil THR est prédéterminé et constant tout au long de l'exécution du procédé pour un point de fonctionnement moteur donné. Dans un mode de réalisation non représenté, on pourrait prévoir d'autres tests quant aux valeurs C'(n), C'(n-1), afin de discriminer plusieurs types de défaillances, par les ratés de combustion, les combustions tardives, les fuites d'huile, etc. On pourrait également prévoir plusieurs compteurs, chaque compteur correspondant à un type de défaillance. Pour revenir à la figure 1, si le test 14 est négatif, c'est-à-dire si le cylindre courant est dans un état déconnecté et ne produit pas de couple, alors aucune détection n'est mise en oeuvre. Certaines variables voient leurs valeurs mises à jour en vue de l'exécution de la prochaine boucle, au cours d'une étape 19. Plus précisément, on affecte à la variable de couple corrigée C'(n), ayant vraisemblablement une valeur estimée très faible ou nulle, la valeur C(n-1) corrigée lors de l'exécution de la boucle précédente. Ainsi, lors de l'exécution de la boucle suivante, si le cylindre courant est actif, la valeur de couple corrigée sera comparée à une valeur correspondant au précédent cylindre actif, et non au précédent cylindre si ce dernier est déconnecté. En référence à la figure 2A, sur les 7 premiers PMH tous les cylindres sont actifs, c'est-à-dire que nb_cyl(n) = 4. Puis deux des quatre cylindres sont déconnectés, c'est-à-dire que nb_cyl(n) = 2. Le couple mesuré pour chacun des cylindres actifs tend alors à augmenter significativement, tandis que le couple mesuré pour les cylindres inactifs devient nul. Dans cet exemple, lors du 17ème PMH, l'un des cylindres est reconnecté, c'est-à-dire que nb_cyl(n) = 3. Le couple mesuré pour chacun des cylindres actifs tend alors à diminuer. Puis, du 26ème PHM au 32ème PMH inclus, tous les cylindres sont de nouveau connectés. Lors du 33ème PMH, deux des cylindres sont déconnectés. En référence à la figure 2C, la valeur de la variable H indique un ratio de nombre de cylindres actifs, par rapport au nombre total de cylindres. Ces valeurs de la variable H peuvent avoir été calculées lors de l'exécution du procédé illustré par la figure 1. En référence à la figure 2B, le ratio R, ou facteur de pondération à appliquer préalablement à l'historique lui-même utilisé pour une comparaison entre deux valeurs de couples correspondant à des cylindres actifs successifs, prend ainsi la plupart du temps la valeur 1. Simplement, lors des changements de mode, cette valeur passe en- dessous de 1 lors d'une déconnexion de cylindre(s) et en dessus de 1 lors d'une reconnexion. Le procédé décrit ci-dessus, avec l'estimation de ratios R et d'une valeur d'historique H, peut être effectué en continu, sans réinitialisation suite à un changement de mode. Dans un mode de réalisation alternatif et non représenté, on pourrait prévoir de calculer le ratio R seulement si la variable nb cyl(n) a une valeur supérieur à celle de la variable nb cyl(n-1), c'est-à-dire seulement lors des reconnexions. En effet, c'est lors des reconnexions, à n=16 ou 25 par exemple sur la figure 2A, qu'on peut normalement s'attendre à une chute de la valeur de couple mesurée d'un cylindre actif à l'autre, de sorte qu'une non-prise en compte du nombre de cylindres actifs dans ces comparaisons de couples risquerait de conduire à une fausse détection de défaillance de combustion. L'invention pourra trouver une application intéressante dans les moteurs à essence, du fait de l'application de la norme ODB, mais aussi dans les moteurs Diesel, ou autre. REVENDICATIONS1. Procédé de détection de défaillances de combustion d'un système de moteur équipé d'un dispositif de déconnexion de cylindres, comprenant des étapes consistant à : recevoir (12) une valeur de couple (C(n)) fournie par un cylindre, issue d'un capteur de couple moteur, recevoir (11) une valeur de nombre de cylindres actifs (nb_cyl(n)) lors de la mesure de la valeur de couple reçue, issue du dispositif de déconnexion de cylindres, si le cylindre correspondant à la valeur de couple reçue est actif, estimer (16, 17), à partir de la valeur de couple reçue et à partir de la valeur de nombre de cylindres actifs, si la combustion dans ce cylindre a été défaillante ou non. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre recevoir au moins une valeur supplémentaire de couple (C(n-1)), correspondant à un autre cylindre et/ou à un autre cycle moteur, pour chaque valeur supplémentaire de couple reçue, recevoir une valeur supplémentaire de nombre de cylindres actifs (nb_cyl(n-1)) lors de la mesure de ladite valeur de couple, estimer (16, 17) si la combustion a été défaillante ou non en fonction en outre de ladite au moins une valeur supplémentaire de couple et de ladite au moins une valeur supplémentaire de nombre de cylindres actifs. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel, au cours de l'étape d'estimation, on compare (16) à un seuil (THR) une différence entre la valeur supplémentaire de couple (C(n-1)) et la valeur de couple courante (C(n)) pondérées par l'historique de ratio (R) entre la valeur courante de nombre cylindres actifs (nb_cyl(n)) et la valeur supplémentaire de nombre de cylindres actifs correspondant à la valeur supplémentaire de couple (nb_cyl(n-1)). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, dans lequel la valeur supplémentaire de couple (C(n-1)) correspond à un cylindre actif précédant le cylindre courant dans le cycle moteur. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre une étape de calcul (13) d'une valeur d'historique de ratio de nombres de cylindres actifs (H), au cours de laquelle on multiplie une valeur précédente dudit historique par un ratio (R) entre la valeur courante du nombre de cylindres actifs (nb-cyl(n)) et une valeur précédente du nombre de cylindres actifs (nb cyl(n-1)). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le capteur de couple moteur comprend un couplemètre logiciel. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant une étape d'incrémentation (18) d'un compteur s'il est estimé que la combustion dans ce cylindre a été défaillante, et une étape de transmission d'un signal vers une interface utilisateur si le compteur atteint ou dépasse un seuil de comptage de défaillances. 8. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions pour effectuer les étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 7 lorsque ce programme est exécuté par un processeur 9. Dispositif de détection de défaillances de combustion d'un système de moteur équipé d'un dispositif de déconnexion de cylindres, comprenant : des premiers moyens de réception pour recevoir une valeur de couple fournie par un cylindre, issue d'un capteur de couple moteur, des deuxièmes moyens de réception pour recevoir une valeur de nombre de cylindres actifs lors de la mesure de la valeur de couple reçue, issue du dispositif de déconnexion de cylindres, des moyens de traitement agencés pour, si le cylindre correspondant à la valeur de couple reçue est actif, estimer, à partir dela valeur de couple reçue et à partir de la valeur de nombre de cylindres actifs, si la combustion dans ce cylindre a été défaillante ou non. 10. Véhicule automobile comprenant un dispositif de détection de défaillances selon la revendication 9.