Brevet FR3089559A1 — publié le 20200612

Description Titre de l'invention : PROCEDE DE DIAGNOSTIC DE FONCTIONNEMENT D'UN CIRCUIT DE GAZ DE CARTER POUR UN VEHICULE HYBRIDE [pool La présente invention porte sur un procédé de diagnostic de fonctionnement d'un circuit de gaz de carter, dit circuit de Blow-by en anglais. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des véhicules automobiles hybrides munis d'une machine électrique tournante apte à assurer une traction du véhicule automobile ainsi qu'un démarrage du moteur thermique. [0002] Dans un moteur thermique, la chambre de combustion est délimitée du côté du carter par le piston et les segments qui assurent l'étanchéité entre le piston et la paroi du cylindre monté dans le carter. Néanmoins, cette étanchéité n'est pas parfaite, et de façon inhérente au principe même de conception d'un tel moteur, on observe une fuite d'une partie des gaz de combustion via les segments. Il existe également des fuites au niveau des joints de queue de soupapes, de la pompe à vide (gaz émis vers la culasse en amont du déshuileur), et du palier de turbocompresseur. Les gaz émis de ces fuites sont communément appelés gaz de carter, ou encore en utilisant la terminologie anglo-saxonne, gaz de blow-by, ces différents termes étant utilisés comme des synonymes dans la suite de ce document. [0003] Des normes environnementales imposent que les gaz de blow-by ne soient pas rejetés dans l'atmosphère, mais soient brûlés. Ils sont donc réintroduits à l'admission du moteur par un circuit, dit circuit de blow-by. Pour ce faire, ils sont aspirés à l'admission du moteur, ce qui permet de plus de maintenir le bas du carter en dépression. Ces gaz se chargeant en huile lors de leur passage dans le bas du moteur, un déshuileur a pour but de séparer au maximum les particules d'huile des gaz avant qu'ils ne soient réintroduits dans le circuit d'air d'admission via une portion du circuit de blow-by externe au carter moteur. [0004] Dans le cadre de certaines normes, en particulier de la norme OBDII (pour "On- Board Diagnostic" en anglais), il est nécessaire de diagnostiquer toute fuite du circuit externe au moteur. Le diagnostic est basé sur la détection d'une onde émise dans la ligne d'admission pendant la phase de démarrage. Cette onde remonte le circuit de blow-by jusqu'au déshuileur où elle est détectée par un capteur de pression. Ainsi, le fonctionnement du circuit de blow-by, en particulier l'étanchéité de la portion externe, peut être diagnostiqué pour respecter la norme OBDII. [0005] Dans le cas de l'utilisation d'un véhicule hybride, le démarrage via la machine électrique est effectué à haut régime aux alentours de 1000 tours/min. Un tel 2 démarrage est beaucoup plus rapide qu'un démarrage avec un démarreur classique qui est effectué à bas régime aux alentours de 300 tours/min. [0006] Cela a pour effet de réduire grandement la fenêtre de diagnostic en réduisant par trois environ une durée du train d'ondes détecté dans le circuit de hlow-hy. Il en résulte un fort risque de fausse détection ne permettant pas au diagnostic d'être suffisamment fiable pour respecter la norme OBDII. [0007] L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un procédé de diagnostic de fonctionnement d'un circuit de gaz de carter de moteur thermique, dit circuit de blow-by, pour un véhicule automobile de type hybride par analyse d'une onde de pression émise pendant une phase de démarrage du moteur thermique, caractérisé en ce que ledit procédé comporte: - une étape de réalisation d'un diagnostic de fonctionnement du circuit de hlow-hy lors d'un démarrage à haut régime du moteur thermique effectué par une machine électrique tournante, - et dans le cas d'une suspicion d'un défaut détecté pendant la phase de démarrage à haut régime, ledit procédé comporte une étape de demande de démarrage à bas régime pour un prochain démarrage du moteur thermique, de façon à augmenter une durée d'analyse de l'onde de pression pour confirmer ou non le défaut du circuit de hlow-hy. [0008] L'invention permet ainsi, en imposant un démarrage à bas régime, de confirmer ou non le défaut détecté lors du démarrage à haut régime qui induit un fort taux de fausse détection. L'invention maintient une robustesse forte de la détection de défauts pour obtenir un diagnostic de type OBD qui soit fiable. En outre, la limitation des fausses détections permet de réduire les coûts liés à l'engagement de la garantie du véhicule automobile. [0009] Selon une mise en oeuvre, dans le cas où le défaut est confirmé, ledit procédé comporte l'étape d'émission d'un signal d'alerte consistant notamment en un affichage d'un voyant moteur. [0010] Selon une mise en oeuvre, dans le cas où le défaut est confirmé, ledit procédé comporte une étape d'application de modes de reconfiguration. [0011] Selon une mise en oeuvre, le diagnostic est effectué en vérifiant que l'onde de pression présente des composantes fréquentielles situées dans une plage de fréquences prédéterminée et que ces composantes fréquentielles ont une amplitude située dans une plage d'amplitude prédéterminée. [0012] Selon une mise en oeuvre, l'onde de pression est détectée par un capteur de pression implanté au niveau d'un déshuileur. [0013] Selon une mise en oeuvre, le démarrage à haut régime est effectué aux alentours de 1000 tours/min avant d'activer une phase d'injection et d'allumage. [0014] Selon une mise en oeuvre, le démarrage à bas régime est effectué aux alentours de 3 300 tours/min avant d'activer une phase d'injection et d'allumage. [0015] L'invention a également pour objet un calculateur moteur caractérisé en ce qu'il comporte une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en oeuvre des différentes étapes du procédé de diagnostic de fonctionnement d'un circuit de gaz de carter de moteur thermique tel que précédemment défini. [0016] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0017] [fig.1] est une représentation schématique partielle d'un moteur thermique mettant en oeuvre un procédé de diagnostic de fonctionnement d'un circuit de blow-by selon l'invention; [0018] [fig.2] est une représentation schématique détaillée illustrant une remontée d'une onde de pression lors d'une phase de démarrage du moteur thermique; [0019] [fig.3] montre des représentations graphiques de signaux de pression dans la boucle d'air et de régime moteur obtenus respectivement pour un démarrage hybride et pour un démarrage conventionnel; [0020] [fig.4] montre un diagramme des différentes étapes du procédé selon l'invention de diagnostic de fonctionnement d'un circuit de blow-by. [0021] Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [0022] La figure 1 est une représentation schématique partielle d'un moteur thermique 10 comportant un piston 11 monté coulissant dans un cylindre 12 associé pour entraîner un vilebrequin 13 en rotation autour d'un axe de rotation. [0023] Une ligne d'admission 15 comporte un filtre à air 16, un compresseur 17 associé à un refroidisseur 18, ainsi qu'une vanne 19 de type papillon pour gérer une quantité d'air introduite à l'intérieur d'une chambre de combustion 21 par l'intermédiaire d'un répartiteur d'admission 22. Les gaz de la ligne d'admission 15 entrent, suivant les flèches Fl, à l'intérieur de la chambre de combustion 21 via une soupape d'admission 24. [0024] La chambre de combustion 21 à volume variable est délimitée du côté du carter par le piston 11 et des segments 25 qui assurent l'étanchéité entre le piston 11 et la paroi du cylindre 12. Néanmoins, cette étanchéité n'est pas parfaite, de sorte que l'on observe une fuite d'une partie des gaz de combustion via les segments 25. Comme indiqué précédemment, ces gaz circulant vers le bas du carter moteur suivant les flèches F2 sont appelés gaz de carter ou gaz de Blow-by. Les gaz de blow-by peuvent provenir également d'un manque d'étanchéité entre les soupapes et leur guide via des joints de queue de soupape, de la pompe à vide (gaz émis vers la culasse en amont du déshuileur), ou d'un palier de turbocompresseur. [0025] Ces gaz sont réintroduits à l'admission du moteur 10 par un circuit 27 des gaz de carter, dit circuit de Blow-by. Cc circuit 27 comporte un conduit interne 28 ménagé dans le carter moteur 10 pour acheminer, suivant les flèches F3, les gaz de hlow-hy vers un déshuileur 30 qui permet de séparer l'huile par rapport aux gaz. L'huile est redirigée dans le bac à huile 31 vers le bas du carter suivant les flèches en pointillés F4 via un conduit correspondant, tandis que les gaz de hlow-hy déshuilés sont réintroduits à l'admission suivant les flèches FS. [0026] A cet effet, le circuit de hlow-hy 27 comporte une portion externe 32 au carter moteur composée d'un conduit externe 33 sur lequel est monté un clapet anti-retour 34, d'un raccord 35 sur la ligne d'admission 15 en aval du filtre à air 16, ainsi que des accessoires, tels qu'un réchauffeur 36 de gaz de hlow-hy. [0027] Le diagnostic de fuite du circuit de hlow-hy 27 est basé sur la détection et l'analyse d'une onde de pression OP générée dans la ligne d'admission 15 pendant la phase de démarrage, tel que montré sur la figure 2. Cette onde de pression OP remonte le circuit de hlow-hy 27, via le conduit externe 33, jusqu'au déshuileur 30. Cette onde de pression OP est détectée par un capteur de pression 37 implanté au niveau du déshuileur 30. Le capteur de pression 37 est relié au calculateur moteur 38. [0028] Le diagnostic est effectué en vérifiant que le signal de l'onde de pression OP présente des composantes fréquentielles situées dans une plage de fréquences prédéterminée et que ces composantes fréquentielles ont une amplitude située dans une plage d'amplitude prédéterminée. Dans le cas où il existe un problème d'étanchéité dans la portion externe 32 du circuit de blow-by 27, il sera possible de détecter un défaut du fait de l'atténuation de l'amplitude et/ou du décalage des composantes fréquentielles qui sortiraient alors de la plage prédéterminée. [0029] Dans le cadre d'un véhicule hybride, le démarrage à haut régime du moteur 10 effectué via une machine électrique est beaucoup plus rapide qu'un démarrage à bas régime effectué au moyen d'un démarreur classique. [0030] En effet, lors d'un démarrage "haut régime", le moteur 10 est entrainé par la machine électrique aux alentours de 1000 tr/min environ (correspondant au régime de ralenti) avant d'activer l'injection et l'allumage. Lors d'un démarrage "bas régime", le moteur 10 est entrainé aux alentours de 300 tr/min environ avant d'activer l'injection et l'allumage lui permettant d'atteindre son régime de ralenti. [0031] Un démarrage à haut régime réduit grandement la fenêtre de diagnostic F en réduisant la longueur du train d'ondes par trois environ. Un démarrage à haut régime génère donc un fort risque de fausse détection ne permettant plus au diagnostic d'être suffisamment fiable. [0032] La figure 3 illustre la réduction de la fenêtre de diagnostic F en comparant les signaux obtenus respectivement pour un démarrage hybride par rapport à un démarrage conventionnel. [0033] Les courbes Cl et C2 représentent respectivement le signal de pression et l'évolution du régime moteur dans le cas d'un démarrage à haut régime. Les courbes C3 et C4 représentent respectivement le signal de pression et l'évolution du régime moteur dans le cas d'un démarrage à bas régime. [0034] On décrit ci-après, en référence avec la figure 4, les différentes étapes du procédé selon l'invention de diagnostic de fonctionnement du circuit de hlow-hy 27. Le calculateur moteur 38 comporte une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en oeuvre des différentes étapes du procédé. [0035] Au cours d'une première étape 100, le calculateur moteur 38 réalise un diagnostic de fonctionnement du circuit de hlow-hy 27 lors d'un démarrage à haut régime du moteur thermique 10 effectué par une machine électrique. Le démarrage à haut régime pourra notamment être effectué par la machine électrique suite à un décollage électrique du véhicule automobile. Le démarrage du moteur thermique 10 est effectué alors que le véhicule est déjà en mouvement. [0036] Dans le cas où aucun défaut n'est détecté au cours d'une étape 101, le calculateur moteur 38 met fin au diagnostic dans une étape 102. [0037] Dans le cas d'une suspicion d'un défaut détecté pendant la phase de démarrage à haut régime, le calculateur moteur 38 mémorise la présence d'un risque de défaut (sans le confirmer) et temporise la confirmation du diagnostic dans une étape 103. [0038] Une demande de démarrage à bas régime pour le prochain démarrage du moteur thermique 10 est envoyée, dans une étape 104, à la fonction de coordination de la chaîne de traction du calculateur moteur 38. Il est à noter que l'arrêt du moteur thermique 10 n'est pas forcé mais attendu en fonction des conditions de circulation, notamment lors d'un arrêt au feu rouge ou à un stop. [0039] Le calculateur moteur 38 pilote alors, via un démarreur ou la machine électrique, un démarrage à bas régime du moteur thermique 10 du véhicule automobile, alors que ce dernier est à l'arrêt. Cela permet d'augmenter une durée d'analyse de l'onde de pression OP pour confirmer ou non le défaut du circuit de blow-by 27. [0040] Dans le cas où le défaut est confirmé dans une étape 105, le calculateur moteur 38 mémorise le défaut dans une étape 106 et émet un signal d'alerte, consistant notamment en un affichage d'un voyant moteur. S'il y a lieu, le calculateur moteur 38 applique des modes de reconfiguration du moteur 10 consistant notamment à inhiber tous les diagnostics du moteur pouvant être biaisés par la présence d'une défaillance du circuit de blow-by 27. [0041] Dans le cas où le défaut n'est pas confirmé dans une étape 107, le calculateur moteur 38 met fin au diagnostic. 6 7