Brevet FR3119863A1 — publié le 20220819

L’invention concerne un procédé de contrôle d’un système de distribution variable utilisant des positions de minimum de vitesse. Les positions de minimum de vitesse permettent de commander le déplacement et de contrôler la position des différents arbres à cames. Contrôle d’une distribution variable La présente invention concerne un procédé de contrôle d’une distribution variable de moteur thermique. De nombreux moteurs thermiques présentent une distribution variable (généralement connu sous la dénomination anglaise « variable valve timing (VVT) ». La distribution variable permet par exemple d’adapter en fonction de paramètres de fonctionnement des instants liés à une ouverture et à une fermeture des soupapes d’admission et d’échappement d’un moteur thermique. Cela permet notamment d’améliorer le rendement du moteur et de réduire la pollution associée à son fonctionnement. La distribution variable consiste entre autres à déphaser dans un sens ou dans l’autre une position angulaire d’un arbre à cames d’admission et/ou d’un arbre à cames d’échappement par rapport à une position angulaire d’un vilebrequin du moteur. Le contrôle d’une valeur angulaire de déphasage d’un arbre à cames par rapport à une position déterminée du vilebrequin dans une distribution variable est effectué habituellement grâce à une cible de l’arbre à cames couplée à un capteur de position de l’arbre à cames. Dès lors, lorsqu’un signal de position de l’arbre à cames n’est plus disponible par exemple du fait d’un défaut du capteur de position, la distribution variable pour cet arbre à cames est désactivée. Cette situation peut donc être améliorée. Présentation de l’invention Un premier objectif de la présente divulgation est donc de proposer un procédé de contrôle d’un système de distribution variable permettant de contrôler une distribution variable d’un moteur sans information de position de cibles des différents arbres à cames. Un second objectif de la présente divulgation est de proposer un système de distribution variable dans lequel les arbres à cames sont dépourvus de cibles et de capteurs de position d’arbres à cames. A ce titre, l’invention présente un procédé de contrôle d’un système de distribution variable, le système de distribution variable comprenant un ou plusieurs arbre(s) à cames d’admission et un ou plusieurs arbre(s) à cames d’échappement et un vilebrequin caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - détermination d’une position de minimum de vitesse de référence associée à un déphasage courant d’un arbre à cames spécifique, - commande d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin, - détermination d’une position spécifique d’un minimum de vitesse, la position spécifique du minimum de vitesse correspondant à une position angulaire du vilebrequin au cours d’un cycle pour laquelle la vitesse de rotation du vilebrequin passe par un minimum, - détermination d’un écart de position de minimum de vitesse spécifique entre la position spécifique du minimum de vitesse et la position de minimum de vitesse de référence, - détermination d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin à partir de l’écart de position de minimum de vitesse spécifique. Optionnellement, la position du minimum de vitesse de référence est associée à une position angulaire de l’arbre à cames spécifique correspondant à un déphasage de base de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin. Optionnellement, le procédé est mis en œuvre tant qu’une différence entre le déphasage commandé et le déphasage déterminée est supérieure à un seuil prédéterminé. Optionnellement, la commande d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique comprend une estimation d’une position d’un minimum de vitesse de commande. Optionnellement, la détermination du déphasage de l’arbre à cames spécifique comprend une correspondance entre l’écart de position de minimum de vitesse spécifique et un écart de déphasage de l’arbre à cames spécifique L’invention porte par ailleurs sur un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur pour la mise en œuvre des étapes d’un procédé selon l’invention présenté dans la présente divulgation lorsque ledit programme est mis en œuvre par un ordinateur. L’invention présente également un système de distribution variable comprenant un arbre à cames d’admission et un arbre à cames d’échappement comprenant un calculateur adapté pour commander l’un des procédés de contrôle de système de distribution variable présentés par la présente divulgation. Optionnellement, le système de distribution variable est dépourvu de cible d’arbre à cames et de capteur de position d’arbre à cames. Ce système de distribution variable peut en outre être embarqué dans un moteur thermique configuré pour charger un moyen de stockage d’énergie électrique lorsqu’il est en fonctionnement. Un moteur thermique de ce type peut être compris dans un véhicule à propulsion électrique. L’invention permet ainsi de contrôler un système de distribution variable de moteur thermique en se basant sur l’évolution d’un minimum de vitesse. Le système de distribution variable peut rester activé pour un arbre à cames même en cas de défaut d’un signal de position dudit arbre à cames considéré puisque la position du minimum de vitesse permet de retrouver le déphasage de l’arbre à cames par rapport à sa position initiale et de commander son déplacement. L’invention peut donc à la fois faire office de système redondant de contrôle d’un système de distribution variable de moteur thermique et également d’alternative au contrôle traditionnel du système de distribution variable. En l’occurrence, le procédé selon l’invention permet de commander un système de distribution variable dépourvu de cible d’arbre à cames et de capteur de position des différents arbres à cames ce qui induit une réduction significative du coût du système de distribution variable et, par extension, du moteur thermique. Ce nouveau système et son procédé associé sont particulièrement avantageux pour des moteurs thermiques destinés à fonctionner à un ou plusieurs point(s) de fonctionnement constant(s). D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse du dessin annexé, sur lequel : Fig. 1 représente un exemple de procédé de contrôle d’un système de distribution variable. La présente divulgation présente un procédé de contrôle d’un système de distribution variable mis en œuvre dans un moteur thermique à combustion interne (ci-après appelé moteur thermique). Elle est particulièrement avantageuse pour des moteurs de type « range extender ». Un moteur de type « range extender » est un moteur thermique configuré pour alimenter un moyen de stockage d’énergie électrique et notamment une batterie électrique, laquelle peut alimenter un moteur électrique permettant la propulsion d’un véhicule à propulsion électrique. En particulier, un moteur de type « range extender » n’est pas connecté aux roues d’un véhicule lors de son fonctionnement et de ce fait, est utilisé à des points de fonctionnements bien connus et peu nombreux. Un système de distribution variable peut comprendre un ou plusieurs arbres à cames d’admission et un ou plusieurs arbres à cames d’échappement. Le système de distribution variable peut également comprendre des cibles d’arbre à cames, chacune associée à un arbre à cames ainsi que des capteurs de position, chaque capteur de position étant associé à une cible. Les arbres à cames d’admission comprennent chacun des cames associées à des soupapes, une ou plusieurs soupapes d’admission étant associée(s) à chaque cylindre de combustion du moteur thermique. Lorsque les soupapes d’admission associées à un cylindre de combustion sont ouvertes, une communication fluidique s’effectue entre une admission du moteur thermique et le cylindre de combustion, c’est-à-dire qu’une communication fluidique est établie entre un canal d’entrée d’air du moteur thermique et le cylindre de combustion. Les arbres à cames d’échappement comprennent chacun des cames associées à des soupapes, une ou plusieurs soupapes d’échappement étant associée(s) à chaque cylindre de combustion du moteur thermique. Lorsque les soupapes d’échappement associées à un cylindre de combustion sont ouvertes, une communication fluidique s’effectue entre un échappement du moteur thermique et le cylindre de combustion, c’est-à-dire qu’une communication fluidique est établie entre un canal de sortie des gaz d’échappement du moteur thermique et le cylindre de combustion. Le système de distribution variable peut également comprendre un calculateur tel qu’un processeur, un contrôleur ou un microcontrôleur adapté pour commander l’un quelconque des procédés présentés par la présente divulgation. Le calculateur peut par ailleurs comprendre une mémoire ou avoir accès à une mémoire, laquelle peut notamment être configurée pour stocker des instructions de code permettant l’exécution de l’un quelconque des procédés présentés. Le système de distribution variable est un système qui introduit un déphasage entre un vilebrequin et un ou plusieurs arbres à cames du moteur thermique. Par déphasage d’un arbre à cames par rapport au vilebrequin, il doit être compris dans la présente demande un décalage angulaire dans un sens ou dans l’autre d’une position angulaire d’un arbre à cames d’admission et/ou d’un arbre à cames d’échappement par rapport à une position angulaire d’un vilebrequin du moteur. Le déphasage peut par exemple être exprimé en degrés (°) ou en radian (rd). Ce déphasage permet de décaler une ouverture des soupapes de l’arbre à cames correspondant par rapport à une position angulaire de référence du moteur thermique afin notamment d’obtenir une meilleure combustion dans les cylindres de combustion. Il sera appelé dans la suite de la présente demande « déphasage de base » d’un arbre à cames, une position angulaire de l’arbre à cames neutre, c’est-à-dire une position angulaire de l’arbre à cames lorsque ce dernier n’est pas déphasé (ou comprend un déphasage de 0°) par rapport au vilebrequin. La position de l’arbre à cames est en général commandée par un système hydraulique. La position angulaire de l’arbre à cames neutre est alors la position de l’arbre à cames lorsque le système hydraulique n’est pas alimenté en fluide sous pression. En d’autres termes, une position angulaire d’un arbre à cames comprenant un déphasage de base avec son vilebrequin dans un moteur thermique comprenant une distribution variable correspondrait à la position angulaire de l’arbre à cames par rapport à son vilebrequin du même moteur thermique s’il ne comprenait pas de distribution variable. Est maintenant présenté en référence à la un exemple d’un procédé 100 de contrôle d’un système de distribution variable utilisant des positions de minimums de vitesse. Par position de minimum de vitesse, la présente divulgation désigne une position angulaire du vilebrequin pour laquelle le vilebrequin passe par un minimum de vitesse de rotation durant un cycle du moteur. En l’occurrence, pour un moteur comprenant n cylindre(s), le moteur comprend également n position(s) de minimum(s) de vitesse, chacune étant associée à un cylindre de combustion et chacune étant située entre deux points morts bas consécutifs d’un piston évoluant dans ledit cylindre, à proximité d’un point mort haut en fin de compression. Une position d’un minimum de vitesse peut donc être déterminée comme étant le décalage d’une position angulaire du vilebrequin pour laquelle la vitesse de rotation du vilebrequin est minimale par rapport au point mort haut en fin de compression correspondant et on peut prendre comme valeur de position de minimum de vitesse pour un cycle moteur une valeur moyenne des positions (décalages) des minimums de vitesse associées à chaque cylindre durant ledit cycle moteur. Une position d’un minimum de vitesse peut notamment être calculée sur la base de mesures d’un capteur de position vilebrequin. Par exemple, il peut être utilisé une méthode de régression linéaire telle que la méthode des moindres carrés pour déterminer une position du minimum de vitesse à partir des mesures de position du vilebrequin. De manière surprenante, les inventeurs ont remarqué qu’un déphasage d’un arbre à cames à un point de fonctionnement du moteur thermique entrainait une modification de la position du minimum de vitesse du moteur thermique. Ils ont alors établi une corrélation entre un déplacement de la position du minimum de vitesse et un déplacement angulaire d’un arbre à cames par rapport au vilebrequin en fonction du point de fonctionnement. Un point de fonctionnement d’un moteur thermique comprend une charge du moteur et un régime du moteur. Comme illustré par le bloc 110, le procédé peut comprendre la détermination d’une position de minimum de vitesse de référence associée à un déphasage courant (à une position angulaire courante de décalage de l’arbre à cames par rapport au vilebrequin) d’un arbre à cames spécifique (admission ou échappement). Le déphasage courant de l’arbre à cames désigne le déphasage de l’arbre à cames avant une prochaine commande de déphasage. L’arbre à cames spécifique correspond à l’arbre à cames dont on va commander un déphasage dans la suite du procédé. Le déphasage courant de l’arbre à cames spécifique correspond donc au déphasage de l’arbre à cames spécifique précédent la commande de déphasage dudit arbre à cames spécifique initiée dans la suite du procédé. En l’occurrence, le déphasage courant de l’arbre à cames spécifique est connu. Il correspond au dernier déphasage de l’arbre à cames spécifique déterminé par le procédé. Dans des exemples, le déphasage courant peut correspondre au déphasage de base de l’arbre à cames spécifique. Dans ce cas de figure, l’arbre à cames spécifique est remis à sa position de déphasage de base (sans déphasage avec le vilebrequin) avant chaque nouvelle commande de déphasage de l’arbre à cames spécifique. Cela permet notamment d’améliorer la précision du contrôle du système de distribution variable. La position d’un minimum de vitesse de référence peut ainsi être associée à un déphasage de base de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin. La position de minimum de vitesse de référence de l’arbre à cames spécifique évolue en fonction de la position d’autres arbres à cames du système de distribution variable qui, de par leur déphasage respectif, font également évoluer la position du minimum de vitesse et donc la position du minimum de vitesse de référence de l’arbre à cames spécifique. En d’autres termes, lorsque la position du minimum de vitesse de référence de l’arbre à cames spécifique est déterminée comme correspondant au déphasage de base de l’arbre à cames spécifique (0° de déphasage avec le vilebrequin), elle n’est pas la même dans un premier cas où tous les autres arbres à cames sont au déphasage de base (donc tous les arbres à cames sont à 0° de déphasage avec le vilebrequin comme s’il n’y avait pas de système de distribution variable) et dans un deuxième cas où au moins l’un des autres arbres à cames est à un déphasage autre que le déphasage de base avec le vilebrequin pour un point de fonctionnement donné. De manière plus générale, la position du minimum de vitesse évolue en fonction du point de fonctionnement et donc en fonction du régime moteur et de la charge du moteur La position de minimum de vitesse de référence peut par exemple être déterminée à partir de mesures de position du vilebrequin puis associée à la position angulaire courante de l’arbre à cames spécifique. Comme illustré par le bloc 120, le procédé 100 peut comprendre une commande d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin. La commande d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique peut comprendre une estimation d’une position d’un minimum de vitesse de commande. La position du minimum de vitesse de commande correspond à la position du minimum de vitesse de référence auquel est ajoutée une variation de position de minimum de vitesse. La variation de position de minimum de vitesse correspond à une différence entre le déphasage courant (position de départ) et de déphasage commandé (position d’arrivée) de l’arbre à cames spécifique. Dans des exemples, la mémoire du système de commande peut ainsi comprendre une table de variations de déphasages faisant correspondre des variations de déphasages d’arbres à cames à des variations de positions de minimum de vitesse. Dans des exemples, chaque table de variations de déphasages peut comprendre deux sous-tables, l’une étant associée aux variations de déphasage des arbres à cames d’admission et l’autre étant associée aux variations de déphasage des arbres à cames d’échappement. Dans des exemples, il existe une pluralité de tables de variations de déphasages, chacune étant associée à un régime moteur et à une charge du moteur. La commande d’un déphasage d’un arbre à cames spécifique peut donc comprendre la sélection, dans une table spécifique de variations de déphasages, d’une variation de position de minimum de vitesse dont la variation de déphasage d’arbre à cames associée est la plus proche de la différence entre le déphasage courant et le déphasage commandé de l’arbre à cames spécifique. La table spécifique de variations de déphasages peut être la sous-table de variations de déphasages associée au même type (admission ou échappement) d’arbre à cames que l’arbre à cames spécifique et dont le régime moteur et la charge du moteur sont les plus proches du régime courant et de la charge courante du moteur lors de l’exécution du procédé. Comme illustré par le bloc 130, le procédé 100 peut comprendre la détermination d’une position spécifique d’un minimum de vitesse. La position spécifique du minimum de vitesse correspond à la position du minimum de vitesse après la commande de déphasage de l’arbre à cames spécifique. La position spécifique du minimum de vitesse peut donc être déterminée à partir de mesures de positions du vilebrequin effectuées par un capteur de position vilebrequin après la commande de déphasage. Comme illustré par le bloc 140, le procédé 100 peut comprendre la détermination d’un écart de position de minimum de vitesse spécifique entre la position spécifique du minimum de vitesse et la position de minimum de vitesse de référence. L’écart de position de minimum de vitesse spécifique peut correspondre à une différence entre la position spécifique du minimum de vitesse et la position de minimum de vitesse de référence. Comme expliqué ci-dessus, la modification de la position du minimum de vitesse est corrélée au déphasage des arbres à cames. L’écart de position de minimum de vitesse traduit donc ici le déphasage de l’arbre à cames spécifique entre l’instant avant la commande (représenté par le minimum de vitesse de référence) et l’instant après la commande (représenté par la position spécifique du minimum de vitesse). Comme illustré par le bloc 150, le procédé 100 peut comprendre la détermination d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin à partir de l’écart de positions de minimum de vitesse spécifique. La détermination du déphasage de l’arbre à cames spécifique peut comprendre une correspondance entre un écart de position de minimum de vitesse (c’est-à-dire une variation de positions de minimum de vitesse) et un écart de déphasage de l’arbre à cames spécifique (c’est-à-dire une variation de déphasages de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin). Ainsi, la détermination d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique peut comprendre la sélection d’une variation de déphasage d’arbre à cames dans une table de variation de déphasage spécifique. La variation de déphasage d’arbre à cames peut être sélectionnée dans la table de variation de déphasage spécifique comme étant la variation de déphasage d’arbre à cames associée à la variation de position de minimum de vitesse la plus proche de l’écart de positions de minimum de vitesse spécifique. La table de variation de déphasage spécifique peut correspondre à la sous-table de variation de déphasage correspondant au même type d’arbre à cames (admission ou échappement) que l’arbre à cames spécifique et dont le régime moteur et la charge du moteur sont les plus proches du régime courant et de la charge courante du moteur lors de l’exécution du procédé. Il est ainsi possible de déterminer une position angulaire de l’arbre à cames spécifique à partir de la variation de déphasages de l’arbre à cames spécifique (traduisant le déplacement angulaire de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin) et à partir de la position courante de l’arbre à cames spécifique avant la commande de déphasage (traduisant la position angulaire de départ de l’arbre à cames spécifique). Par exemple, le déphasage de l’arbre à cames déterminé à l’issue du bloc 150 peut être égale au déphasage courant de l’arbre à cames avant la commande de déphasage à laquelle est ajoutée la variation de déphasage de l’arbre à cames spécifique sélectionnée. Dans des exemples, il peut également être envisagé d’utiliser différentes interpolations linéaires à partir des différentes tables à disposition en mémoire et des différents points compris dans lesdites tables pour déterminer une variation de positions de minimum de vitesse ou une variation de déphasage de l’arbre à cames spécifique plus précise que par la sélection du point le plus proche. Dans des exemples, le procédé présenté ci-dessus est mis en œuvre tant qu’une différence entre le déphasage commandé de l’arbre à cames spécifique illustré par le bloc 110 et le déphasage déterminé de l’arbre à cames spécifique illustré par le bloc 150 est supérieure à un seuil prédéterminé. Le seuil prédéterminé peut par exemple être compris entre 1 et 10% de la position angulaire de déphasage de l’arbre à cames commandé et avantageusement être inférieur à 5% L’invention permet donc de commander un système de distribution variable en s’appuyant sur des positions de minimum de vitesse. Cela permet notamment d’avoir un procédé de contrôle de distribution variable alternatif au procédé de contrôle existant s’appuyant sur des cibles et des capteurs de position des arbres à cames. Dans cette mesure, ces deux solutions peuvent exister en parallèle et ainsi permettre une redondance de procédé de contrôle de distribution variable pour un meilleur contrôle du moteur thermique. L’invention permet également de simplifier le système de distribution variable notamment pour des moteurs de type « range extender » puisqu’il n’est plus nécessaire au système pour son fonctionnement de comprendre une cible pour chaque arbre à cames ainsi qu’un capteur de position associé. De cette façon, le système de distribution variable selon l’invention est rendu moins coûteux et dans la mesure où il comprend moins d’éléments, plus résilient. Procédé de contrôle d’un système de distribution variable, le système de distribution variable comprenant un ou plusieurs arbre(s) à cames d’admission et un ou plusieurs arbre(s) à cames d’échappement et un vilebrequin caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - détermination (110) d’une position de minimum de vitesse de référence associée à un déphasage courant d’un arbre à cames spécifique, - commande (120) d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin, - détermination (130) d’une position spécifique d’un minimum de vitesse, la position spécifique du minimum de vitesse correspondant à une position angulaire du vilebrequin au cours d’un cycle pour laquelle la vitesse de rotation du vilebrequin passe par un minimum, - détermination (140) d’un écart de position de minimum de vitesse spécifique entre la position spécifique du minimum de vitesse et la position de minimum de vitesse de référence, - détermination (150) d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin à partir de l’écart de position de minimum de vitesse spécifique. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la position du minimum de vitesse de référence est associée à une position angulaire de l’arbre à cames spécifique correspondant à un déphasage de base de l’arbre à cames spécifique par rapport au vilebrequin. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé est mis en œuvre tant qu’une différence entre le déphasage commandé et le déphasage déterminée est supérieure à un seuil prédéterminé. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la commande d’un déphasage de l’arbre à cames spécifique comprend une estimation d’une position d’un minimum de vitesse de commande. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la détermination du déphasage de l’arbre à cames spécifique comprend une correspondance entre l’écart de position de minimum de vitesse spécifique et un écart de déphasage de l’arbre à cames spécifique. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes lorsque ledit programme est mis en œuvre par un ordinateur. Système de distribution variable comprenant un arbre à cames d’admission et un arbre à cames d’échappement caractérisé en ce qu’il comprend un calculateur adapté pour commander un procédé de contrôle de système de distribution variable selon l’une quelconque des revendications 1 à 5. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le système est dépourvu de cible d’arbre à cames et de capteur de position d’arbre à cames. Moteur thermique caractérisé en ce qu’il comprend un système de distribution variable selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, et en ce qu’il est configuré pour charger un moyen de stockage d’énergie électrique lorsqu’il est en fonctionnement. Véhicule comprenant une propulsion électrique et comprenant un moteur thermique selon la revendication précédente.