Brevet FR3052724A1 — publié le 20171222

L'invention concerne un procédé de détection d'irrégularités de combustion d'une unité de type moteur à combustion interne, dite moteur thermique, couplée à une unité de propulsion électrique, dite moteur électrique, d'un véhicule automobile hybride comportant une unité de pilotage adaptée pour déterminer les puissances respectives à fournir par chacun desdits moteur thermique et moteur électrique, et pour délivrer vers ces derniers des données de consigne fonctions de ces répartitions de puissances. Lors du démarrage d'un véhicule comportant un moteur thermique, des stratégies sont déroulées afin de déterminer la synchronisation de ce moteur, c'est-à-dire afin d'identifier avec précision la position des pièces en mouvement (pistons, vilebrequins, arbres à cames...) ainsi que l'instant du cycle moteur (admission, compression...), dans le but de permettre à l'électronique embarquée de gérer ledit moteur avec la justesse et la précision requises pour son bon fonctionnement. Ces stratégies ne sont toutefois pas infaillibles, et les risques de validation d'un phasage moteur alors que ce phasage s'avère incorrect, ne sont pas à exclure. Or, un phasage incorrect constitue un risque non négligeable d'endommagement du moteur ou du pot catalytique. Ainsi à titre d'exemples : - si ce phasage incorrect conduit à commander l'allumage en phase de compression, le moteur risque d'être fortement endommagé (pression et température trop importantes), - si ce phasage incorrect conduit à une mauvaise combustion ou une absence de combustion, la présence d'hydrocarbures non brulés dans la ligne d'échappement risque de fortement endommager le pot catalytique. Dans le cas des véhicules propulsés uniquement par un moteur thermique, des stratégies permettent de détecter ces dysfonctionnements et de corriger le phasage. 25 Ainsi, à titre d'exemple, des ratés de combustion se manifestent par des à-coups qui permettent facilement leur identification et leur correction. Par contre, dans le cas des véhicules hybrides comportant un moteur thermique couplé à un moteur électrique, et dont le couple est réparti à chaque instant entre les deux sources de propulsion, les stratégies de détection des dysfonctionnements 30 s'avèrent inefficaces car le moteur électrique contribue à l'obtention du couple total et peut ainsi compenser les dysfonctionnements du moteur thermique. La présente invention vise à pallier ces inconvénients inhérents aux véhicules hybrides comportant un moteur thermique couplé à un moteur électrique, et a pour 3052724 2 principal objectif de fournir un procédé de détection des irrégularités de combustion du moteur thermique de tels véhicules hybrides. A cet effet, l'invention vise un procédé de détection d'irrégularités de combustion d'un moteur thermique, couplé à un moteur électrique, d'un véhicule 5 automobile hybride comportant une unité de pilotage adaptée pour déterminer les puissances respectives à fournir par chacun desdits moteur thermique et moteur électrique, et pour délivrer vers ces derniers des données de consigne fonctions de ces répartitions de puissances, le dit procédé consistant : - à mesurer ponctuellement un couple de valeurs respectivement représentatives, 10 à un instant donné t, de la valeur P de la puissance consommée par le moteur électrique et de la valeur e du régime du moteur thermique, - à comparer chaque couple de valeurs mesurées avec un couple de valeurs théoriques respectivement représentatives des valeurs de la puissance Pth consommée par le moteur électrique et du régime Oth du moteur thermique, 15 correspondant aux données de consignes délivrées par l'unité de pilotage, - et lors d'un défaut de correspondance entre au moins une des valeurs mesurées P, e et la valeur théorique Pth, eth associée, à déclencher une procédure de synchronisation du moteur thermique. Il est à noter que dans la présente demande de brevet, on entend signifier par 20 « puissance P consommée par le moteur électrique », la puissance calculée au moyen de la valeur mesurée de l'intensité de courant consommée par le moteur électrique et de la valeur de la tension U du réseau électrique d'alimentation dudit moteur électrique. Le procédé selon l'invention met donc en oeuvre, en premier lieu, une stratégie de surveillance consistant à comparer un couple de valeurs résultant de mesures, dites valeurs mesurées, de deux paramètres spécifiques P, e et le couple des valeurs théoriques de ces deux paramètres Pth, Oth correspondant aux données de consigne et constituant donc les valeurs représentatives d'un phasage correct du moteur électrique. Le procédé selon l'invention consiste, en outre, lors d'un défaut de concordance entre au moins une des deux valeurs mesurées P, e et la valeur théorique associée, à réaliser une procédure visant à l'obtention d'un nouveau statut de synchronisation permettant de pallier un mauvais fonctionnement du moteur thermique résultant d'un problème de phasage. Selon ce procédé, et lorsque l'unité de pilotage est programmée pour piloter 35 en régime le moteur électrique, la comparaison entre les couples de valeurs mesurées P, e et les couples de valeurs théoriques Pth, eth consiste avantageusement 3052724 3 selon l'invention à vérifier la correspondance entre les valeurs mesurées P et les valeurs théoriques Pth de la puissance consommée par le moteur électrique. Dans ce cas, en effet, dans l'hypothèse d'un mauvais fonctionnement du moteur thermique, l'obtention du régime moteur de consigne requiert une augmentation 5 de la puissance consommée par le moteur électrique : le moteur électrique doit, ainsi, consommer une puissance P plus importante pour atteindre la consigne. Par contre, selon le procédé de l'invention, lorsque l'unité de pilotage est programmée pour piloter en couple le moteur électrique, la comparaison entre les couples de valeurs mesurées P, e et les couples de valeurs théoriques Pth, eth consiste 10 avantageusement à vérifier la correspondance entre les valeurs mesurées e et les valeurs théoriques eth du régime du moteur thermique. Dans ce cas, en effet, dans l'hypothèse d'un mauvais fonctionnement du moteur thermique, le régime moteur de consigne ne peut pas être atteint lorsque la puissance consommée par le moteur électrique correspond à la donnée de consigne. En 15 d'autres termes, le moteur électrique ne compense pas la baisse du couple produit par le moteur thermique. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, lorsqu'un nombre déterminé Sp, avec Sp > 1, de mesures successives des couples de valeurs P, e font l'objet d'un défaut de correspondance avec les couples de valeurs théoriques Pth, eth 20 associés : - on commande un arrêt momentané du moteur électrique lors duquel on déclenche une procédure de diagnostic d'irrégularités de combustion, tels que ratés de combustion, - on reprend le cycle de mesures ponctuelles des couples de valeurs P, e, après 25 redémarrage du moteur électrique. Ces dispositions mises en oeuvre après la mise en oeuvre de (Sp + 1) procédures de synchronisation infructueuses concernant les défauts de fonctionnement du moteur thermique, permettent, suite à l'arrêt du moteur électrique, de mettre en oeuvre des procédures de diagnostic classiques de détection d'irrégularités de combustion dans 30 un moteur thermique, notamment ratés de combustion ou combustions partielles, révélatrices de divers désordres pouvant affecter la réalisation du mélange air/carburant, les moyens d'allumage, un organe mécanique..., au terme desquelles les éventuelles anomalies sont mises en mémoire, et des moyens d'avertissement du conducteur éventuellement déclenchés. Selon un autre mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention visant un véhicule hybride dont le moteur thermique est connecté à une ligne d'échappement équipée d'un pot catalytique et de moyens de mesure de la température T° en au moins 3052724 4 une zone longitudinale de ladite ligne d'échappement, lorsqu'un nombre déterminé Sp, avec Sp > 1, de mesures successives des couples de valeurs P, e font l'objet d'un défaut de correspondance avec les couples de valeurs théoriques Pth, eth associés, on mesure la température T° dans au moins une zone de la ligre d'échappement et on compare la 5 température mesurée T° avec une température théorique Tth représentative d'un fonctionnement certifié normal du moteur thermique, et : - lors d'une différence supérieure à un seuil prédéterminé entre les valeurs mesurée T° et théorique Tth, on commande l'arrêt momentané du moteur électrique et le déclenchement d'une procédure de diagnostic, 10 - lors d'une correspondance entre les valeurs mesurée T° et théorique Tth, on reprend le cycle de mesures ponctuelles des couples de valeurs P, O. Selon cette disposition, l'arrêt du moteur électrique est commandé suite à (Sp + 1) procédures de synchronisation infructueuses, lorsque, en outre, la surveillance des températures à l'échappement confirme les conclusions de la surveillance du couple 15 de données P, O. Toutefois, de façon avantageuse selon l'invention, lorsqu'un nombre déterminé 51p - Sp, avec (51p - Sp) 1, de mesures successives de la température T° correspondent à la température théorique Tth, on commande malgré tout l'arrêt momentané du moteur électrique et le déclenchement d'une procédure de diagnostic. 20 Cette disposition a pour but, à titre sécuritaire, de déclencher les procédures de diagnostic dans l'hypothèse de conclusions contraires persistantes résultant des procédures de surveillance des couples de valeurs P, e et des températures à l'échappement. Selon un autre mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, on instaure 25 une temporisation de durée adaptée pour permettre la prise en compte de l'évolution des températures T° mesurées résultant de la procédure de synchronisation précédant les dites mesures. Cette temporisation permet de lisser les différences de dynamique entre l'évolution de la température à l'échappement et l'évolution du couple de valeurs P, O. 30 Concernant la mesure de la température à l'échappement, et selon un premier mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, on mesure la température Tm dans une zone de la ligne d'échappement située à la sortie du moteur thermique, qui s'avère inférieure à la température théorique Tth lorsque les hydrocarbures non brûlés pénètrent dans la ligne d'échappement. 35 Selon un deuxième mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, on mesure la température Tp dans une zone de la ligne d'échappement située en aval du pot 3052724 5 catalytique, qui s'avère très supérieure à la température théorique Tth lorsque les hydrocarbures brulent dans le pot catalytique. Toujours concernant la mesure de la température à l'échappement, et selon un troisième mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention : 5 - on mesure, d'une part, la température Tm dans une zone de la ligne d'échappement située à la sortie du moteur thermique, et d'autre part, la température Tp dans une zone de la ligne d'échappement située en aval du pot catalytique, - on utilise la différence des températures Tp-Tm en vue de la comparaison avec 10 des valeurs théoriques correspondantes. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de mise en oeuvre préférentiel. Sur ces dessins : la figure 1 est une vue de dessus schématique d'un véhicule hybride 15 permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention de détection d'irrégularités de combustion d'un moteur thermique, la figure 2 représente un logigramme d'un exemple de ce procédé de détection. Le procédé selon l'invention dont le logigramme est représenté à la figure 2, 20 est mis en oeuvre en vue de la détection d'irrégularités de combustion d'un moteur thermique Mth dont la ligne d'échappement 5 est équipée d'un pot catalytique 6 et comporte des capteurs de température 7, 8 positionnés respectivement en amont et en aval du pot catalytique, et le moteur thermique étant monté dans un véhicule hybride V représenté à la figure 1, comprenant un moteur électrique Me couplé au moteur 25 thermique Mth par un système Ac de transmission du couple moteur. Ce véhicule hybride V comporte une première source de tension continue 1 intégrée dans un circuit primaire comprenant un convertisseur DC/DC 4 d'alimentation du moteur électrique Me. Ce véhicule hybride V comporte également un circuit secondaire alimenté par 30 une seconde source de tension continue 3, relié au circuit primaire par l'intermédiaire du convertisseur de tension DC/DC 4 alimenté par la seconde source de tension continue 3. De façon usuelle, la première source de tension 1 consiste en une batterie ou un groupe de batteries haute tension, par exemple batterie lithium-ion ou batterie Ni-MH, délivrant par exemple une tension nominale de 48 Volts, et la seconde source de 35 tension 3 consiste en une batterie basse tension telle qu'une batterie au plomb délivrant une tension nominale sensiblement égale à 12 Volts. 3052724 6 Ce véhicule hybride V comporte, enfin, une électronique de commande ou unité de pilotage 9 adaptée notamment pour : - déterminer à chaque instant la puissance ou le couple à fournir par le moteur thermique Mth et le moteur électrique Me, et pour délivrer vers ces derniers des 5 données de consigne fonctions de ces répartitions, - gérer la mise en oeuvre du procédé selon l'invention de détection des éventuelles irrégularités de combustion du moteur thermique Mth. Tel que représenté par le logigramme de la figure 2, ce procédé de détection débute, après l'étape 11 de démarrage du véhicule V, par une étape initiale 12 de 10 réinitialisation du compteur d'une première variable np d'incrémentation de la boucle itérative décrite ci-dessous de « mesure des paramètres P, e ». Cette première boucle itérative débute par l'étape 13 de réinitialisation du compteur d'une seconde variable nt d'incrémentation d'une deuxième boucle itérative, décrite plus loin, de « mesure des températures T° dans la ligne d'échappement 5». 15 La première boucle itérative se poursuit par une étape 14 de mesure d'un couple (P, 0) de valeurs respectivement représentatives, à un instant donné t, de la valeur de la puissance P consommée par le moteur électrique Me et de la valeur e du régime du moteur thermique Mth. Ces valeurs mesurées P, e sont ensuite comparées, lors de l'étape 15 20 suivante, avec un couple (Pth, Oth) de valeurs théoriques respectivement représentatives des valeurs de la puissance Pth consommée par le moteur électrique Me et du régime eth du moteur thermique Mth, correspondant aux données de consignes délivrées par l'unité de pilotage 9. Lorsque l'unité de pilotage 9 est programmée pour piloter en régime le moteur 25 électrique Me, cette comparaison entre les couples (P, 0) de valeurs mesurées et les couples (Pth, Oth) de valeurs théoriques consiste à vérifier la correspondance entre les valeurs mesurées P et les valeurs théoriques Pth de la puissance consommée par le moteur électrique Me. Lorsque l'unité de pilotage 9 est programmée pour piloter en couple le moteur 30 électrique Me, cette comparaison entre les couples (P, 0) de valeurs mesurées et les couples (Pth, Oth) de valeurs théoriques consiste, par contre, à vérifier la correspondance entre les valeurs mesurées e et les valeurs théoriques Oth du régime du moteur thermique Mth. Lorsque cette comparaison conduit à un constat de correspondance entre les 35 valeurs mesurées et les valeurs théoriques, représentatif d'une absence d'irrégularités de combustion, l'étape suivante consiste à amorcer un nouveau tour de la boucle itérative débutant en amont de l'étape initiale 12 de réinitialisation du compteur de la variable np. 3052724 7 Par contre, lors d'un défaut de correspondance entre au moins une des valeurs mesurées P, 0 et la valeur théorique Pth, Oth associée, l'étape 16 suivante consiste à déclencher une procédure de synchronisation du moteur thermique Mth consistant en une mise à jour du statut de synchronisation. 5 Les étapes suivantes consistent alors en une étape 17 d'incrémentation d'une unité de la variable np, suivie de l'amorce d'un nouveau tour de la boucle itérative débutant en aval de l'étape initiale 12 de réinitialisation du compteur de ladite variable np, qui représente donc le nombre de procédures de synchronisation réalisées du fait de mesures de couples (P, 0) incorrects. 10 Cette première boucle itérative prend fin lorsque, après incrémentation lors de l'étape 17, la variable np prend une valeur supérieure à une valeur plafond prédéterminée Sp, constatée lors d'une étape 18 de comparaison entre la valeur de cette variable np et ladite valeur plafond Sp. Dans la pratique, cette première boucle itérative prend donc fin lorsqu'un 15 nombre déterminé Sp+1 de mesures successives des couples de valeurs P, 0, suivies chacune d'une procédure de synchronisation, ont fait l'objet d'un défaut de correspondance avec les couples de valeurs théoriques Pth, Oth associés. Le déroulement du procédé de détection selon l'invention se poursuit, au terme de la première boucle itérative, par la mise en oeuvre d'une deuxième boucle 20 itérative débutant par une étape 19 de mesure de température dans la ligne d'échappement 5. Trois options principales de mesures peuvent être mises en oeuvre en vue de ces mesures de température. Une première option consiste à mesurer la température Tm dans une zone de 25 la ligne d'échappement 5 située à la sortie du moteur thermique Mth, en amont du pot catalytique 6, au moyen du capteur de température 7. Une deuxième option consiste à mesurer la température Tp dans une zone de la ligne d'échappement 5 située en aval du pot catalytique 6, au moyen du capteur de température 8. 30 La troisième option consiste, quant à elle à mesurer la température Tm dans une zone de la ligne d'échappement 5 située à la sortie du moteur thermique Mth, au moyen du capteur de température 7, et la température Tp dans une zone de la ligne d'échappement 5 située en aval du pot catalytique 6, au moyen du capteur de température 8, puis à calculer la différence de températures Tp-Tm. 35 Quelle que soit l'option choisie, l'étape 20 suivante consiste à comparer la valeur mesurée Tm, Tp, ou Tm-Tp, avec une température théorique équivalente Tth représentative d'un fonctionnement certifié normal du moteur thermique Mth. 3052724 8 L'absence de correspondance entre les valeurs mesurée T° et théorique Tth qui se traduit par une différence entre ces valeurs supérieure à un seuil prédéterminé, met fin à cette deuxième boucle itérative. A titre d'exemple, une différence supérieure à une valeur de l'ordre de 60° entre les valeurs mesurée T° et théorique Tth met fin à cette 5 deuxième boucle itérative. Par contre, lors d'une correspondance entre les valeurs mesurée T° et théorique Tth, l'étape 21 suivant cette étape 20 de comparaison consiste à comparer la valeur de la première variable d'incrémentation np avec une valeur plafond S1p supérieure à la valeur Sp constituant le plafond d'incrémentation de la variable np pour la 10 première boucle itérative. A titre d'exemple les valeurs respectives Sp et S1p peuvent être respectivement de l'ordre de 5 et 10. Cette comparaison a pour but de mettre fin à la deuxième boucle itérative lorsque la variable np devient supérieure à la valeur plafond S1p. 15 Dans le cas contraire (np REVENDICATIONS1. Procédé de détection d'irrégularités de combustion d'une unité (Mth) de type moteur à combustion interne, dite moteur thermique, couplée à une unité de propulsion électrique (Me), dite moteur électrique, d'un véhicule automobile hybride (V) comportant une unité de pilotage (9) adaptée pour déterminer les puissances respectives à fournir par chacun desdits moteur thermique et moteur électrique, et pour délivrer vers ces derniers des données de consigne fonctions de ces répartitions de puissances, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste : - à mesurer ponctuellement un couple de valeurs respectivement représentatives, à un instant donné t, de la valeur P de la puissance consommée par le moteur électrique (Me) et de la valeur e du régime du moteur thermique (Mth), - à comparer chaque couple de valeurs mesurées avec un couple de valeurs théoriques respectivement représentatives des valeurs de la puissance Pth consommée par le moteur électrique (Me) et du régime eth du moteur thermique (Mth), correspondant aux données de consignes délivrées par l'unité de pilotage (9), - et lors d'un défaut de correspondance entre au moins une des valeurs mesurées P, e et la valeur théorique Pth, eth associée, à déclencher une procédure de synchronisation du moteur thermique (Mth). 2. Procédé de détection selon la revendication 1 selon lequel l'unité de pilotage (9) est programmée pour piloter en régime le moteur électrique (Me), caractérisé en ce que la comparaison entre les couples de valeurs mesurées P, e et les couples de valeurs théoriques Pth, eth consiste à vérifier la correspondance entre les valeurs mesurées P et les valeurs théoriques Pth de la puissance consommée par le moteur électrique (Me). 3. Procédé de détection selon la revendication 1 selon lequel l'unité de pilotage (9) est programmée pour piloter en couple le moteur électrique (Me), caractérisé en ce que la comparaison entre les couples de valeurs mesurées P, e et les couples de valeurs théoriques Pth, eth consiste à vérifier la correspondance entre les valeurs mesurées e et les valeurs théoriques eth du régime du moteur thermique (Mth). 4. Procédé de détection selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que, lorsqu'un nombre déterminé Sp, avec Sp > 1, de mesures successives des couples de valeurs mesurées P, e font l'objet d'un défaut de correspondance avec les couples de valeurs théoriques Pth, eth associés : 3052724 11 - on commande un arrêt momentané du moteur électrique (Me) lors duquel on déclenche une procédure de diagnostic d'irrégularités de combustion, tels que ratés de combustion, - on reprend le cycle de mesures ponctuelles des couples de valeurs P, e, après 5 redémarrage du moteur électrique (Me). 5. Procédé de détection selon la revendication 4 selon lequel le moteur thermique (Mth) est connecté à une ligne d'échappement (5) équipée d'un pot catalytique (6) et de moyens de mesure (7, 8) de la température T° en au moins une zone longitudinale de ladite ligne d'échappement, caractérisé en ce que lorsqu'un nombre 10 déterminé Sp, avec Sp > 1, de mesures successives des couples de valeurs P, e font l'objet d'un défaut de correspondance avec les couples de valeurs théoriques Pth, eth associés, on mesure la température T° dans au moins une zone de la ligne d'échappement (5) et on compare la température mesurée T° avec une température théorique Tth représentative d'un fonctionnement certifié normal du moteur 15 thermique (Mth), et : - lors d'une différence supérieure à un seuil prédéterminé entre les valeurs mesurée T° et théorique Tth, on commande l'arrêt momentané du moteur électrique (Me) et le déclenchement d'une procédure de diagnostic, - lors d'une correspondance entre les valeurs mesurée T° et théorique Tth, on 20 reprend le cycle de mesures ponctuelles des couples de valeurs P, O. 6. Procédé de détection selon la revendication 5 caractérisé en ce que lorsqu'un nombre déterminé S1p - Sp, avec (S1p - Sp) 1, de mesures successives de la température T° correspondent à la température tl-éorique Tth, on commande l'arrêt momentané du moteur électrique (Me) et le déclenchement d'une procédure de 25 diagnostic. 7. Procédé de détection selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que l'on instaure une temporisation de durée adaptée pour permettre la prise en compte de l'évolution des températures T° mesurées résultait de la procédure de synchronisation précédant les dites mesures. 30 8. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que l'on mesure la température Tm dans une zone de la ligne d'échappement (5) située à la sortie du moteur thermique (Mth). 9. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que l'on mesure la température Tp dans une zone de la ligne 35 d'échappement (5) située en aval du pot catalytique (6). 3052724 12 10. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que : - on mesure, d'une part, la température Tm dans une zone de la ligne d'échappement (5) située à la sortie du moteur thermique (Mth), et d'autre part, 5 la température Tp dans une zone de la ligne d'échappement (5) située en aval du pot catalytique (6), - on utilise la différence des températures Tp-Tm en vue de la comparaison avec des valeurs théoriques correspondantes.