Brevet FR2879289A1 — publié le 20060616

Procédé et dispositif pour le contrôle de la dispersion des injecteurs d'un moteur à combustion interne La présente invention a pour but de proposer un procédé permettant de distinguer et d'optimiser le fonctionnement de chacun des injecteurs d'un moteur à combustion interne. L'optimisation de la combustion d'un moteur à combustion interne passe, en o effet, par la maîtrise de la quantité de carburant injectée dans le ou les cylindres de la chambre de combustion: la connaissance de la richesse effective du mélange air - carburant (couramment caractérisée par le ratio air/carburant) permet en effet, d'une part, d'adapter la quantité de carburant injectée à la demande énergétique du véhicule, et, d'autre part, de limiter les émissions de polluants. Or un système d'injection est généralement soumis à des erreurs conduisant à des différences entre la consigne de quantité de carburant à injecter et la quantité de carburant réellement injectée. Ces erreurs peuvent, en particulier, provenir des actionneurs, des capteurs (dérive liée à leur usure, leur vieillissement, ou leur encrassement...), et/ou du système de contrôle électronique. L'injecteur à proprement parler est lui-même également une importante source d'erreur, notamment en raison de la dispersion inhérente aux tolérances de fabrication. Outre les mesures pouvant être réalisées sur banc de test, en usine, pour caractériser les différents injecteurs (par exemple et de manière non limitative, mesure de la différence entre le débit théorique et le débit réellement injecté d'un liquide test), et permettant de déterminer un coefficient de correction applicable auxdits injecteurs, on connaît différentes méthodes logicielles permettant de contrôler le ratio air/carburant ou de diminuer les effets des déviations au sein d'un moteur à combustion interne pendant le fonctionnement de celui-ci. Le document US 5553593 présente, par exemple, un procédé de détermination de la quantité de carburant à injecter basé sur l'ajustement de ladite quantité de carburant en fonction principalement de la pression d'air à l'admission, du régime du moteur, de la quantité résiduelle d'oxygène dans le mélange après combustion, ainsi qu'en fonction d'autres paramètres tels que l'existence et l'évolution d'un film de carburant sur les parois de la chambre de combustion, notamment. Les données d'entrée d'un tel système de calcul sont toutefois fournies par des capteurs placés dans des zones du moteur telles que l'information fournie par lesdits capteurs est une moyenne pour tous les o injecteurs: le procédé ne permet donc pas de différencier les différents injecteurs. Le document US 5560339 présente, pour sa part, un procédé d'ajustement par itérations de la quantité de carburant injectée dans un moteur à combustion interne comprenant plusieurs chambres de combustion et plusieurs points d'injection, dans laquelle, pour chaque itération, la quantité réellement injectée est déduite de la quantité réellement injectée lors de l'itération précédente et de la quantité théorique à injecter au moyen d'un facteur correctif, ladite quantité théorique à injecter étant établie sur la base du débit d'air à l'admission et du régime du moteur. Il est à noter ici qu'un terme complémentaire est introduit dans le calcul pour tenir compte des périodes de non injection de chacun des injecteurs. Ce terme est toutefois fixe, unique pour l'ensemble des injecteurs, lesdits injecteurs n'étant, là encore, pas différenciés dans le modèle présenté. La présente invention a pour but de présenter un procédé permettant de distinguer l'effet de chaque injecteur, de manière à pouvoir compenser la dispersion propre à chacun desdits injecteurs et à rapprocher chacun desdits injecteurs des valeurs moyennes des différentes variables mesurées par tes capteurs placés sur le moteur. L'invention atteint son but grâce à un procédé de test du fonctionnement d'un moteur comportant plusieurs cylindres et N injecteurs, lesdits N injecteurs étant préférentiellement répartis à raison d'un injecteur par cylindre, chacun desdits N injecteurs possédant deux états, l'un desdits états correspondant au cas où ledit injecteur est activé et délivre du carburant, l'autre état correspondant au cas où ledit injecteur est désactivé et ne délivre aucun carburant, le fonctionnement dudit moteur étant par ailleurs géré par un calculateur électronique embarqué ; dans lequel au moins une variable de fonctionnement dudit moteur est mesurée au moyen d'un capteur placé dans une région dudit moteur permettant d'atteindre une valeur moyennée de ladite variable pour les N injecteurs, dans lequel la même consigne de débit de o carburant à injecter est fournie à chacun desdits injecteurs, lesdits injecteurs étant tous dans le même état initial au début du test, caractérisé en ce que, lors du test, l'état de chacun desdits injecteurs est successivement sélectivement changé. Avantageusement, ledit changement d'état consiste à faire passer successivement sélectivement chacun desdits injecteurs dans son état désactivé. Avantageusement, l'invention peut également présenter l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes: tes corrections à apporter à chacun desdits injecteurs sont calculées à partir de la résolution du système de N équations à N inconnues obtenu à partir des mesures réalisées par ledit capteur lors desdites désactivations sélectives successives de chacun desdits N injecteurs, ledit test est réalisé par itérations, à l'issue de chaque itération, un injecteur dit "maximum" et un injecteur dit "minimum" sont définis sur la base respectivement de la plus petite et de la plus grande valeur mesurée par ledit capteur lors des désactivations sélectives successives de chacun desdits injecteurs, la consigne de débit à injecter lors de l'itération suivante est augmentée pour l'injecteur dit "minimum" et diminuée pour l'injecteur dit "maximum", le nombre d'itérations est fixe, le nombre d'itérations est tel que les valeurs mesurées par ledit capteur à la fin du test sont comprises dans un intervalle fixé à l'avance, les corrections à apporter à chacun des injecteurs, calculées à partir des résultats obtenus lors du test, sont mémorisées dans le calculateur électronique de gestion du moteur afin d'être réutilisées lors du fonctionnement normal dudit moteur, la variable choisie est la température du moteur, obtenue au moyen d'un capteur placé dans l'échappement, la variable choisie la vitesse de rotation du moteur, o la variable choisie est la quantité résiduelle d'oxygène présente dans les gaz d'échappement. Alternativement, ledit changement d'état consiste à faire passer successivement sélectivement chacun desdits injecteurs dans son état activé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, en référence aux schémas annexés dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique, dans le cas d'un moteur comportant 4 cylindres, desdits cylindres et de la position du capteur dans le procédé selon l'invention, la figure 2 est un synoptique simplifié d'un mode de réalisation préféré de l'invention, la figure 3 est un synoptique simplifié d'un second mode de réalisation de l'invention, la figure 4 est un synoptique simplifié d'un mode alternatif de réalisation de l'invention. Dans la description qui suit, et comme le montre la figure 1, le procédé selon l'invention est appliqué à un moteur 1 à quatre cylindres à injection directe, lesdits quatre cylindres étant respectivement notés Cy1, Cy2, Cy3, et Cy4. Il y a un injecteur par cylindre, respectivement notés I,, 12, I3, et 14. Un capteur S est placé dans l'échappement dudit moteur, ledit capteur S étant, par exemple et de manière non limitative, un capteur de température, un capteur de la vitesse de rotation du moteur, ou un capteur de concentration en oxygène dans les gaz d'échappement. Un calculateur (non représenté sur la figure) gère le fonctionnement dudit moteur 1 et, notamment, le fonctionnement de l'injection dans lesdits cylindres. Il est à noter que l'application ici décrite du procédé selon l'invention à un moteur à quatre cylindres et quatre injecteurs est choisie à titre d'exemple, il ressortira de la description qui va suivre que le procédé selon l'invention peut sans inconvénient être appliqué à un moteur comportant un nombre différent de cylindres et d'injecteurs. Tous les injecteurs sont dans le même état initial au début du test. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, et comme le montrent les figures 2 et 3, on considère, au début du test, que les corrections à appliquer aux injecteurs I,, 12, 13, et 14, soit, respectivement, C,, C2, C3, et C4, sont égales entre elles et toutes nulles. Le procédé selon l'invention consiste à envoyer la même consigne Q de quantité de carburant à injecter à tous les injecteurs sauf un, en désactivant successivement sélectivement chacun desdits injecteurs: le capteur S fournit alors successivement l'information S, correspondant à la désactivation de l'injecteur I,, puis respectivement les informations S2, S3, et 54 correspondant aux désactivations successives respectives des injecteurs 12, 13, et 14. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention présenté sur la figure 2, le test est réalisé par itérations. Si les valeurs Si (ici pour i = 1 à 4) sont toutes incluses dans un intervalle I déterminé à l'avance et prédéfini comme acceptable, les corrections C; (ici pour i = 1 à 4) à apporter à chacun des injecteurs I; (ici pour i = 1 à 4) sont calculées à partir desdites valeurs S; (ici pour i = 1 à 4), puis mémorisées dans le calculateur de gestion électronique du moteur. Si, en revanche, au moins une des valeurs S, à S4 n'est pas incluse dans ledit intervalle I précédemment défini, on définit un injecteur dit "maximum", soit IM, dont ta désactivation correspond à la plus petite valeur mesurée Sm, ainsi qu'un injecteur dit "minimum", soit 1m, dont la désactivation correspond à la plus grande valeur mesurée SM. Lors de l'itération suivante, la consigne de débit de l'injecteur "minimum" Im est augmentée, et la consigne de débit de l'injecteur "maximum" lm est diminuée. Le nombre d'itérations peut être fixé à l'avance, ou bien peut être tel que les valeurs S; à l'issue du test soient toutes incluses dans l'intervalle I précédemment défini. Par exemple, et de manière non limitative, dans le cas où le capteur S est un capteur de température placé dans l'échappement du moteur, ledit intervalle I peut correspondre à des écarts de température de 5 C maximum, afin, notamment, dans le cas où un système catalytique de traitement des gaz d'échappement est placé en aval dudit moteur 1, d'éviter o d'éventuels apports énergétiques trop élevés dans ledit catalyseur. Dans ce mode de réalisation, le procédé selon l'invention permet ainsi essentiellement d'égaliser les différents injecteurs du moteur 1 considéré. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la figure 3, la résolution du système de quatre équations à quatre inconnues obtenu grâce aux valeurs S, à 54 mesurées par le capteur S au cours du test permet de calculer les valeurs Q, à Q4 des débits réellement injectés par lesdits injecteurs I, à 14: les corrections C, à C4 respectivement à appliquer aux injecteurs I, à 14 sont alors calculées par la formule (A) : Ci = Q - Q, (A) Où Ci est la correction à appliquer à l'injecteur i; (i = 1 à 4), et Q représente le débit calculé réellement injecté par ledit injecteur i; au cours du test. Dans ce mode de réalisation, le procédé selon l'invention permet alors de corriger spécifiquement l'erreur de chacun desdits injecteurs. Dans un mode de réalisation alternatif de l'invention, schématiquement représenté sur la figure 4, chacun des injecteurs est successivement sélectivement activé lors de périodes de décélération du moteur. Le test est ici réalisé lors de phases de décélération (ou de phases de fonctionnement au cours desquelles de faibles débits sont injectés), afin d'éviter toute répercussion du test sur la perception de conduite de l'utilisateur du véhicule équipé du moteur 1. De même, dans ce mode de réalisation de l'invention, chacun des injecteurs est testé tors d'une phase différente de décélération afin de réduire au maximum l'impact de la perception du test par l'utilisateur. Lors d'une première phase de décélération du moteur, l'injecteur par exemple, est activé avec une consigne de débit de carburant à injecter Q correspondant à une fraction du débit maximum que ledit injecteur I, peut injecter (par exemple et de manière non limitative, la consigne de débit de carburant à injecter peut être de l'ordre du vingtième du débit maximum que ledit injecteur I, peut délivrer). Le débit Q, réellement injecté par ledit injecteur I, est calculé à partir de l'information S, fournie par le capteur S, et la o correction C, à appliquer audit injecteur I, établie par comparaison dudit débit Q, avec ladite consigne Q fournie audit injecteur I, au début du test. Lors des phases de décélération suivantes dudit moteur, les injecteurs 12 à 14 seront successivement sélectivement activés, et, de la même manière, les corrections C2 à C4 établies, puis mémorisées par le calculateur électronique de gestion du moteur. Il est ainsi également possible de corriger sélectivement l'erreur induite par chacun des injecteurs présents sur le moteur. Il est à noter que, quel que soit le mode de réalisation choisi, le procédé selon l'invention permet également, par la mémorisation et la comparaison, lors de la vie dudit moteur, des différentes corrections calculées au cours de j tests pour un injecteur donné lb de caractériser spécifiquement la dérive de chacun desdits injecteurs I. Revendications 1. Procédé de test du fonctionnement d'un moteur (1) comportant plusieurs cylindres (Cyi) et N injecteurs (I;), lesdits N injecteurs (Ii) étant préférentiellement répartis à raison d'un injecteur (Ii) par cylindre (Cyi), chacun desdits N injecteurs (Ii) possédant deux états, l'un desdits états correspondant au cas où ledit injecteur (Ii) est activé et délivre du carburant, o l'autre état correspondant au cas où ledit injecteur (Ii) est désactivé et ne délivre aucun carburant, le fonctionnement dudit moteur (1) étant par ailleurs géré par un calculateur électronique embarqué ; dans lequel au moins une variable de fonctionnement dudit moteur est mesurée au moyen d'un capteur (S) placé dans une région dudit moteur permettant d'atteindre une valeur moyennée de ladite variable pour les N injecteurs (I;), dans lequel la même consigne Q de débit de carburant à injecter est fournie à chacun desdits injecteurs (I;), lesdits injecteurs (Ii) étant tous dans le même état initial au début du test, caractérisé en ce que, lors du test, l'état de chacun desdits injecteurs (Ii) est successivement sélectivement changé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit changement d'état consiste à faire passer ledit injecteur (Ii) dans son état désactivé. 3. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, à l'issue du test, tes débits réels Q respectivement injectés par chacun des N injecteurs (Ii) sont calculés par résolution du système de N équations à N inconnues obtenu à partir des informations Si fournies par ledit capteur (S) lors des désactivations sélectives successives de chacun desdits N injecteurs (Ii). 3o 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les corrections Ci à apporter à chacun des N injecteurs Ii sont établies à partir desdits débits réels Q par la formule: Ci = Q - Q. 5. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le test est réalisé par itérations. 6. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que, pour chaque itération, un injecteur dit "maximum" (IM) et un injecteur dit "minimum" (lm) sont définis, lesdits injecteurs (IM) et (lm) correspondant respectivement à la plus petite valeur Sm et à la plus grande valeur Sm mesurée par ledit capteur S. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 5, ou 6, caractérisé en ce que la consigne de débit à injecter à l'itération suivante est augmentée pour ledit injecteur minimum (lm) et diminuée pour ledit injecteur maximum (IM) . 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 5, 6, ou 7, caractérisé en ce que le nombre d'itérations est fixe, prédéfini. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 5, 6, 7, ou 8, caractérisé en ce que les itérations sont poursuivies jusqu'à ce que l'ensemble des valeurs Si mesurées par le capteur (S) soit inclus dans un intervalle prédéfini I. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 5, 6, 7, 8, ou 9, caractérisé en ce que les corrections C; à apporter à chacun desdits injecteurs 25 (I;) sont déterminées à l'issue de l'ensemble des itérations. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit changement d'état consiste à faire passer ledit injecteur Ii dans son état activé. 12. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 11, caractérisé en ce que le test est réalisé lors de phases de décélération dudit moteur (1). 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 11, ou 12, caractérisé en ce que chacun des injecteurs I; est testé lors de phases différentes de décélération dudit moteur (1). 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que lesdites corrections Ci sont mémorisées dans ledit calculateur électronique de gestion dudit moteur (1). 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce o que le capteur S est un capteur de température placé dans l'échappement dudit moteur (1). 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que ledit capteur S est un capteur d'oxygène résiduel placé dans l'échappement 15 dudit moteur (1). 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que ledit capteur S est un capteur de la vitesse de rotation dudit moteur (1). 18. Véhicule automobile équipé d'un moteur (1) comportant plusieurs cylindres (Cyi) équipés chacun d'un injecteur (I;), ledit moteur (1) étant piloté par un calculateur électronique, caractérisé en ce que ledit calculateur électronique comporte les moyens nécessaires à l'implémentation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17.