Brevet FR3053735A1 — publié le 20180112

Procédé de diagnostic du fonctionnement d'un système de variation de taux de compression d'un moteur à combustion interne La présente invention concerne le domaine des véhicules comprenant un moteur à taux de compression variable. Plus particulièrement, l'invention porte sur un procédé de dignostic du fonctionnement d'un système de taux de compression variable d'un tel moteur. La réglementation impose de plus en plus au constructeurs d'automobiles de réduire le taux d'émission de dioxyde de carbone CO2 par les groupes moto-propulseurs. L'une des pistes pour atteindre cet objectif est d'augmenter l'efficacité et le rendement énergétique des moteurs à combustion interne, en particulier, en adaptant les caractéristiques thermodynamiques du moteur à un point de fonctionnement donné. Cette adaptation passe notamment par la maitrise du taux de compression du moteur, qui est classiquement un paramètre 20 figé à la fabrication du moteur. Dans le cas d'un moteur à combustion interne classique comprenant des cylindres dans lesquels coulissent des pistons, le volume total d'un cylindre comprend un volume balayé par le piston et un volume dit "mort" non balayé par le piston. Le 25 taux de compression d'un tel moteur est défini comme étant le rapport entre le volume total du cylindre, et le volume "mort". Si en règle générale il est admis que plus le taux de compression est élevé, meilleur est le rendement de la 30 combustion, il est cependant nécessaire de l'adapter en fonction de la charge du moteur. En effet, un fort taux de compression est nécessaire en cas de faible charge du moteur afin de garantir une bonne stabilité de la combustion. 3053735 2 Cependant, un fort taux de compression peut être néfaste au moteur en cas de forte charge de celui-ci, et ce, à cause d'un phénomène de combustion spontanée des gaz non encore brûlés en aval du front de flamme. Cette combustion anormale, appelée 5 "cliquetis", est favorisée par des conditions de pression et de température élevées qui sont naturellement obtenues en cas de forte charge du moteur, combinée à un fort taux de compression. La suppression du phénomène "cliquetis" est généralement 10 réalisée par une diminution de l'avance à l'allumage. Cependant, ceci génère une diminution globale du rendement de combustion, notamment en cas de forte charge du moteur avec un fort taux de compression. Pour résoudre ce problème, les moteurs du type VCR 15 (Variable Compression Ratio) comprennent un système de variation du taux de compression du moteur, qui permet d'appliquer le taux de compression adapté pour chaque phase de fonctionnement du moteur. Un exemple d'un tel moteur VCR est décrit dans le document FR 2902146 Al. Pour s'assurer du bon fonctionnement d'un tel système de compression variable, il est nécessaire de prévoir des moyens de diagnostic afin de prévenir une éventuelle défaillance. Le document US4834031 propose une méthode qui consiste à mesurer le taux de compression en utilisant un capteur de pression de cylindre et d'introduire un mode de sauvegarde si le capteur est défaillant. Cette solution utilisant des capteurs de pression de cylindre présente un inconvénient principal lié à la difficulté d'implantation du ou des capteurs. De plus, dans le cas d'un moteur ayant plus de deux cylindres, une architecture avec un seul capteur de pression perd sa robustesse avec le viellissement du moteur, à cause de la disparité du taux de compression entre chaque cylindre. 3053735 3 Cette solution présente, en outre, un autre inconvénient lié au surcoût à la fabrication engendré par l'ajout de capteurs. L'objectif de l'invention est donc de proposer un 5 nouveau moyen de diagnostic du fonctionnement du système de variation du taux de compression qui soit efficace, simple de mise en oeuvre et sans surcoût à la fabrication du moteur. A cette fin, l'invention concerne un procédé de diagnostic du fonctionnement d'un système de variation de taux 10 de compression d'un moteur à combustion interne, ledit procédé, exécuté par un système de contrôle du moteur, comporte les étapes suivantes: a) indication au moteur d'une consigne de couple CgC et d'une consigne de taux de compression TxC 15 correspondante ; b) acquisition de signaux provenant d'un capteur de position d'un vilebrequin ; c) calcul par un estimateur de couple dudit système de control d'une vitesse angulaire moyenne du moteur Tm 20 et d'une projection Ecos0 sur une ligne de référence de phase, de repères afférents aux combustions dans différents cylindres du moteur ; d) calcul par l'estimateur de couple d'un taux de compression estimé TxE suivant l'expression CgC-b> REVENDICATIONS1. Procédé de diagnostic du fonctionnement d'un système de variation de taux de compression d'un moteur à combustion interne, ledit procédé est exécuté par un système de contrôle du moteur selon les étapes suivantes: a) indication au moteur d'une consigne de couple CgC et d'une consigne de taux de compression TxC correspondante ; b) acquisition de signaux provenant d'un capteur de position d'un vilebrequin du moteur à combustion interne; c) calcul, par un estimateur de couple dudit système de contrôle, d'une vitesse angulaire moyenne du moteur SZm et d'une projection Ecos0 sur une ligne de référence de phase, de repères afférents aux combustions dans différents cylindres du moteur à combustion interne ; d) calcul par l'estimateur de couple d'un taux de compression estimé TxE suivant l'expression: CgC -bxn',2 - aixgnxEcos0 dans laquelle ai et b sont des constantes déterminées expérimentalement ; e) calcul d'une différence entre le taux de compression estimé TxE et la consigne de taux de compression TxC ; f) diagnostic d'une défaillance du système variation de taux de compression si en valeur absolue ladite différence entre ledit aux de compression estimé TxE et ladite consigne de taux de compression TxC est supérieure à un seuil S prédéterminé. 2. Procédé de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur du seuil S est déterminée expérimentalement sur banc moteur. 3053735 11 3. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que si une défaillance est diagnostiquée, le procédé comporte alors une étape g) dans laquelle ledit écart TxE-TxC est comparé à un modèle 5 cartographique pour déterminer un écart réel E. 4. Procédé de diagnostic selon la revendications 3, caractérisé en ce que le modèle cartographique est déterminé expérimentalement par des tests sur banc moteur. 5. Procédé de diagnostic selon l'une des 10 revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape h) de détermination d'une position réelle du système de variation du taux de compression, suivant la relation TxR=TxC+E. 6. Procédé de diagnostic selon la revendication 5, 15 caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape i) dans laquelle la valeur de la position réele TxR du taux de compression est utilisée par le système de contrôle du moteur pour ajuster les réglages du moteur. 7. Procédé de diagnostic selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape préliminaire dans laquelle le système de contrôle vérifie si des conditions de diagnostic sont réunies. 8. Système de contrôle d'un moteur à taux de compression variable, mettant en oeuvre le procédé de 25 diagnostic selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9. Véhicule comprenant un système de contrôle selon la revendication 8.