Brevet FR3107956A1 — publié le 20210910

Un aspect de l’invention concerne un procédé (100) pour déterminer des angles de fermeture de soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion interne. Le procédé (100) comporte les étapes de: acquérir (101) un signal brut de deux cycles moteurs, réitérer (102) au moins une fois ladite étape d’acquérir (101), déterminer (103) une courbe représentative d’un écart type de l’ensemble desdits signaux bruts acquis, sélectionner (104) une zone de détection d’au moins un instant de fermeture de soupapes sur ladite courbe représentative d’un écart type, appliquer (105) un seuil au niveau maximal de bruit dans ladite zone de détection, sélectionner (106) au moins une valeur maximale dans ladite zone de détection. Figure 1 PROCEDE POUR DETERMINER DES ANGLES DE FERMETURE DES SOUPAPES D’UN MOTEUR A COMBUSTION Un aspect de l’invention se rapporte à un procédé pour déterminer des angles de fermeture des soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion d’un véhicule, notamment automobile. Comme décrit dans le document FR-A1-2787136, il est connu que le rendement d'un moteur thermique est optimum pour un régime de rotation. Ceci est dû, en particulier, à une loi de distribution qui régit I'ouverture des soupapes en course, en durée et en calage par rapport à la position du vilebrequin. Cette loi est déterminée par la géométrie des cames, des leviers, la liaison entre le vilebrequin et l'arbre à cames et les différents jeux possibles entres les différentes pièces composant la distribution. Pour déterminer ces paramètres une méthode de mesure par métrologie est utilisée. Celle-ci repose sur la lecture directe de l’épure de distribution à l’aide de comparateurs positionnés sur la queue des soupapes permettant de relever la valeur des levées des soupapes en mm et d’un disque gradué angulairement positionné sur le vilebrequin pour la lecture de l’angle en degré. Cette mesure est réalisée manuellement par un opérateur en atelier. Cette information n’est donc pas systématique. En outre, cette méthode nécessite beaucoup de temps, de matériel spécifique et doit être adaptée à chaque type de moteur. Il est parfois même difficile de réaliser cette opération par manque d’accessibilité aux éléments. Comme toute intervention humaine, elle est en outre sensible à l’opérateur. Il existe également des méthodes, dites de loi de commande, qui nécessitent différents capteurs de positions des arbres à cames et du vilebrequin. L’utilisation d’une pluralité de capteurs de position génère une dispersion de mesure liée à l’ensemble de la chaine de cote de ces capteurs. En outre, une dispersion de l’ensemble des pièces mécaniques vient également fausser la mesure. Le but de l’invention est de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé pour déterminer des angles de fermeture des soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion interne dont la précision et la robustesse sont améliorées. Dans ce contexte, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé pour déterminer des angles de fermeture des soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion interne, ledit procédé comportant les étapes de: acquérir un signal brut de deux cycles moteurs, ledit signal brut étant acquis par un dispositif de détection de cliquetis, réitérer au moins une fois ladite étape d’acquérir, déterminer une courbe représentative d’un écart type de l’ensemble desdits signaux bruts acquis, sélectionner une zone de détection d’au moins un instant de fermeture de soupapes sur ladite courbe représentative d’un écart type, appliquer un seuil au niveau maximal de bruit dans ladite zone de détection, sélectionner au moins une valeur maximale dans ladite zone de détection, ladite valeur maximale correspondant au point d’intersection entre ladite courbe représentative d’un écart type et ledit seuil appliqué. L’utilisation d’informations de cliquetis, formées par exemple par un signal d’accélération transmis par un capteur de détection de cliquetis ou alors d’un accéléromètre, permet de déterminer l’instant précis de fermeture des soupapes tout en s’affranchissant de la chaine de côtes et permet donc de gagner en robustesse et précision. En outre, comme ce procédé ne nécessite pas d’intervention humaine, le résultat ne dépend pas des compétences ni même de l’expérience de l’opérateur. Connaître l’instant précis de fermeture des soupapes à l’admission et à l’échappement d’un moteur permet de garantir une calibration robuste d’une loi de commande. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé pour déterminer des angles de fermeture des soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion interne selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Selon un aspect de l’invention, une valeur maximale représentative d’une fermeture de soupapes à l’admission est sélectionnée dans la zone de détection, et Une valeur maximale représentative d’une fermeture de soupapes à l’échappement est sélectionnée dans la zone de détection. Selon un aspect de l’invention, la sélection d’une zone de détection d’au moins un instant de fermeture de soupapes est réalisée par: comparaison de la courbe représentative d’un écart type avec une loi de levée de soupape admission et de soupape échappement théorique, ou par un fenêtrage d’au moins un signal brut acquis. Selon un aspect de l’invention, l’étape de réitération est réalisée vingt-quatre fois. Selon un aspect de l’invention, le procédé comporte une étape d’appliquer à la valeur maximale sélectionnée, un jeu de fonctionnement fonction d’une compression hydraulique d’un poussoir de soupape. Selon un aspect de l’invention, le seuil appliqué est compris entre 70 et 90%. Selon un aspect de l’invention, le signal brut acquis est formé par une analyse fréquentielle d’un signal d’accélération. Selon un aspect de l’invention, le signal brut acquis est un signal d’accélération. Selon un autre aspect, l’invention porte sur un véhicule comportant un dispositif de détection de cliquetis et un dispositif de contrôle moteur construit et agencé pour mettre en œuvre les étapes du procédé pour déterminer des angles de fermeture de soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion interne selon l’une au moins des réalisation de l’invention précitées. Selon un aspect de l’invention, le dispositif de détection de cliquetis est formé par un capteur de détection de cliquetis ou un accéléromètre. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. illustre de façon schématique un exemple de mise en œuvre d’un procédé pour déterminer des angles de fermeture des soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion interne conforme à un aspect de l’invention. représente de façon schématique plusieurs courbes de cycles moteurs. illustre un agrandissement d’une zone de détection d’au moins un instant de fermeture de soupapes illustrée sur la figure 2. illustre de façon schématique un exemple de mise en œuvre d’un procédé pour déterminer des angles de fermeture des soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion interne conforme à un aspect de l’invention. illustre une loi de passage angulaire entre un instant de fermeture des soupapes et une levée de soupapes. représente schématiquement un véhicule construit et agencé pour mettre en œuvre un procédé pour déterminer des angles de fermeture des soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion interne conforme à un aspect de l’invention Pour la suite de la description, on se référera indifféremment aux figures 1 2 et 3. La figure 1 illustre un exemple de mise en œuvre d’un procédé 100 pour déterminer des angles de fermeture des soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion interne conforme à un aspect de l’invention. La figure 2 illustre quant à elle plusieurs courbes de cycles moteurs, notamment: une loi de levée de soupape admission et de soupape échappement théorique LT. Cette loi LT comporte en ordonnée la course en millimètre des levées de soupapes et en abscisse l’angle en degré de positionnement du vilebrequin moteur. Cette loi LT illustre un cycle moteur avec un point mort bas admission PMB ADM, un point mort haut combustion PMH COMB et un point mort bas combustion PMB COMB; une courbe représentative d’un signal brut S acquis par un dispositif de détection de cliquetis moteur. Cette courbe comporte en ordonnée des m/s2 et en abscisse l’angle en degré de positionnement du vilebrequin moteur; une courbe représentative d’un écart type ET. Cette courbe fournit en abscisse l’angle en degré de positionnement du vilebrequin moteur. La figure 3 présente un agrandissement de la zone de détection Z d’au moins un instant de fermeture de soupapes illustrée à la figure 2. Le procédé 100 comporte une étape d’acquérir 101 un signal brut S de deux cycles moteurs. Le signal brut S est acquis par un dispositif de détection de cliquetis. A titre d’exemple, le signal brut S acquis peut être un signal d’accélération. Dans un exemple non illustré, le signal brut pourrait être formé par une analyse fréquentielle d’un signal d’accélération. Dans ce cas, le procédé 100 peut être appliqué par un calculateur de véhicule embarqué. Le dispositif de détection de cliquetis peut par exemple être formé par un capteur de cliquetis dont sont équipés la plupart des moteurs essences de véhicule automobile. Ainsi, il n’est pas nécessaire d’ajouter un capteur supplémentaire. Dans le cas où le véhicule ne serait pas équipé d’un tel capteur de cliquetis, le dispositif de détection de cliquetis peut être formé par un accéléromètre. Le procédé 100 comporte en outre une étape de réitérer 102 au moins une fois l’étape d’acquérir 101 un signal brut S de deux cycles moteurs. Cette étape d’acquérir 101 un signal brut S de deux cycles moteurs peut par exemple être réitérée vingt-quatre fois de sorte à obtenir un ensemble de signaux brut S représentatif de cinquante cycles moteurs. Le procédé 100 comporte également une étape de déterminer 103 une courbe représentative d’un écart type ET de l’ensemble des signaux bruts S acquis. Ainsi, plus le nombre de réitérations 102 d’acquisition d’un signal brut S est important et plus la robustesse du procédé 100 selon l’invention est forte. Le procédé 100 comporte en outre une étape de sélectionner 104 une zone de détection Z d’au moins un instant de fermeture de soupapes sur la courbe représentative d’un écart type ET. La sélection 104 d’une zone Z de détection d’au moins un instant de fermeture de soupapes peut par exemple être réalisée par comparaison de la courbe représentative d’un écart type ET avec une loi de levée de soupape admission et de soupape échappement théorique LT. En effet, sur la loi de levée de soupape admission et de soupape échappement théorique LT, il est aisé de déterminer une zone de détection d’au moins instant de fermeture de soupapes. Dans ce cas, on applique la zone de détection d’au moins un instant de fermeture de soupapes de la loi LT à l’écart type ET. Sur l’exemple illustré, la zone Z de détection d’au moins un instant de fermeture de soupapes comporte notamment un instant de fermeture à l’admission FA et un instant de fermeture à l’admission FE. Dans un autre exemple non illustré, la sélection 104 d’une zone Z de détection d’au moins un instant de fermeture de soupapes peut être réalisée par un fenêtrage d’au moins un signal brut S acquis. En effet, le dispositif de détection de cliquetis est soumis à l’ensemble des bruits générés par le moteur et il est par conséquent utile de fenêtrer le signal brut S acquis pour déterminer les instants de fermeture des soupapes. Le procédé 100 comporte en outre une étape d’appliquer 105 un seuil TH au niveau maximal de bruit dans la zone de détection Z d’au moins un instant de fermeture de soupapes. Ce seuil TH peut par exemple être compris entre 70 et 90%. Plus particulièrement, dans l’exemple illustré, le seuil TH appliqué est de l’ordre de 80%. Le procédé 100 comporte en outre une étape de sélectionner 106 au moins une valeur maximale. Dans notre exemple nous obtenons deux valeurs maximales. Une valeur maximale VFA représentative d’une fermeture de soupapes à l’admission et une valeur maximale VFE représentative quant à elle d’une fermeture de soupapes à l’échappement. Chacune des valeurs maximales VFA et VFE correspond à un point d’intersection entre la courbe représentative d’un écart type ET et le seuil TH de 80% appliqué. Comme illustré à la figure 4, le procédé 100 peut comporter en outre une étape d’appliquer 107 aux valeurs maximales sélectionnées, un jeu de fonctionnement fonction d’une compression hydraulique d’un poussoir de soupape. Ce jeu de fonctionnement peut par exemple être de l’ordre de 0.06mm. La prise en compte de ce jeu de fonctionnement permet d’éviter un écart de mesure et donc de calage. Sans prise en compte de ce jeu de fonctionnement, cet écart de mesure peut par exemple atteindre 12 degrés de l’angle de fermeture à l’admission des soupapes et de 8 degrés de l’angle de fermeture à l’échappement des soupapes. Plus particulièrement, à partir d’une loi de passage angulaire entre l’instant de fermeture des soupapes et la levée des soupapes, pour un jeu de fonctionnement de 0.06mm, il est possible d’ajuster la valeur maximale VFA représentative d’une fermeture de soupapes à l’admission et la valeur maximale VFE représentative d’une fermeture de soupapes à l’échappement préalablement déterminées. Plus particulièrement, comme illustré à la figure 5, cette loi de passage fournit le décalage angulaire à appliquer correspondant à 1 mm. Ainsi, pour une fermeture à l’échappement FE de -120 degrés associée à un jeu de fonctionnement égal à 0 mm, la fermeture à l’échappement FE pour un jeu de fonctionnement égale à 1 mm est de l’ordre de -150 degrés. Pour une fermeture à l’admission FA de 100 degrés associée à un jeu de fonctionnement égal à 0 mm, la fermeture à l’admission FA pour un jeu de fonctionnement égale à 1 mm est de l’ordre de 70 degrés. Dans ce cas, la zone de détection Z est décalée de -30 degrés. La figure 6 illustre un véhicule muni d’un moteur à combustion conforme à un aspect de l’invention. Le véhicule 1 comporte un dispositif de détection de cliquetis 2 et un dispositif de contrôle moteur 3 construit et agencé pour mettre en œuvre les étapes du procédé 100 pour déterminer des angles de fermeture de soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion interne selon l’un des aspects de l’invention. Dans ce cas, le signal brut S acquis par un dispositif de détection de cliquetis est un signal fréquentiel de piston. Ce signal fréquentiel est acquis par le dispositif de détection de cliquetis 2, lequel peut être formé par un capteur de détection de cliquetis ou dans une réalisation différente par un accéléromètre. Procédé (100) pour déterminer des angles de fermeture de soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion interne, ledit procédé (100) étant caractérisé en ce qu’il comporte les étapes de: acquérir (101) un signal brut (S) de deux cycles moteurs, ledit signal brut (S) étant acquis par un dispositif de détection de cliquetis, réitérer (102) au moins une fois ladite étape d’acquérir (101), déterminer (103) une courbe représentative d’un écart type (ET) de l’ensemble desdits signaux bruts (S) acquis, sélectionner (104) une zone de détection (Z) d’au moins un instant de fermeture de soupapes sur ladite courbe représentative d’un écart type (ET), appliquer (105) un seuil (TH) au niveau maximal de bruit dans ladite zone de détection (Z), sélectionner (106) au moins une valeur maximale (VFA, VFE) dans ladite zone de détection (Z), ladite valeur maximale (VFA, VFE) correspondant au point d’intersection entre ladite courbe représentative d’un écart type (ET) et ledit seuil (TH) appliqué. Procédé (100) pour déterminer des angles de fermeture de soupapes admission et échappement selon la revendication 1 caractérisé en ce que: une valeur maximale (VFA) représentative d’une fermeture de soupapes à l’admission est sélectionnée dans la zone de détection (Z), et une valeur maximale (VFE) représentative d’une fermeture de soupapes à l’échappement est sélectionnée dans la zone de détection (Z), Procédé (100) pour déterminer des angles de fermeture de soupapes admission et échappement selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que la sélection (104) d’une zone (Z) de détection d’au moins un instant de fermeture de soupapes est réalisée par: comparaison de la courbe représentative d’un écart type (ET) avec une loi de levée de soupape admission et de soupape échappement théorique (LT), ou par un fenêtrage d’au moins un signal brut (S) acquis. Procédé (100) pour déterminer des angles de fermeture de soupapes admission et échappement selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce quel’étape de réitération (102) est réalisée vingt-quatre fois. Procédé (100) pour déterminer des angles de fermeture de soupapes admission et échappement selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte une étape d’appliquer (107) à la valeur maximale sélectionnée, un jeu de fonctionnement fonction d’une compression hydraulique d’un poussoir de soupape. Procédé pour déterminer des angles de fermeture des soupapes admission et échappement selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le seuil (TH) appliqué est compris entre 70 et 90%. Procédé (100) pour déterminer des angles de fermeture de soupapes admission et échappement selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce quele signal brut (S) acquis est formé par une analyse fréquentielle d’un signal d’accélération. Procédé (100) pour déterminer des angles de fermeture de soupapes admission et échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce quele signal brut (S) acquis est un signal d’accélération. Véhicule (1) comportant un dispositif de détection de cliquetis (2) et un dispositif de contrôle moteur (3) construit et agencé pour mettre en œuvre les étapes du procédé (100) pour déterminer des angles de fermeture de soupapes admission et échappement d’un moteur à combustion interne selon l’une au moins des revendications 1 à 7. Véhicule (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que le dispositif de détection de cliquetis (2) est formé par un capteur de détection de cliquetis ou un accéléromètre.