Brevet FR2905143A1 — publié le 20080229

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de diagnostic d'une alimentation en air d'un moteur à combustion interne selon le-quel on relie l'alimentation en air à un dispositif mécanique de surali- mentation relié par un embrayage à l'arbre d'entraînement du moteur à combustion interne, un capteur de pression équipant la conduite d'alimentation en air en aval du dispositif de suralimentation. L'invention concerne également un dispositif de diagnostic de l'alimentation en air d'un moteur à combustion interne, selon le-quel l'alimentation en air est reliée à un dispositif de suralimentation mécanique relié par un embrayage à l'arbre d'entraînement du moteur à combustion interne, l'alimentation en air ayant un capteur de pression en aval du dispositif de suralimentation. Etat de la technique 15 Selon le document EP 417 732 A2, on connaît déjà un moteur à combustion interne équipé d'une alimentation en air munie d'un dispositif de suralimentation mécanique. Celui-ci est relié par un embrayage à l'arbre d'entraînement du moteur à combustion interne. Des capteurs de pression sont prévus pour mesurer la pression dans 20 l'alimentation en air. Exposé et avantages de l'invention L'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on exploite la pression en aval du dispositif de sur-alimentation pour contrôler l'état de commutation de l'embrayage. 25 L'invention concerne également un dispositif du type dé-fini ci-dessus, caractérisé par des moyens d'exploitation de la pression en aval du dispositif de suralimentation pour contrôler l'état de commutation de l'embrayage. Le procédé et le dispositif selon l'invention de diagnostic 30 de l'alimentation en air d'un moteur à combustion interne tels que définis ci-dessus ont l'avantage vis-à-vis de l'état de la technique de per-mettre avec les capteurs équipant de toute façon l'alimentation en air, un contrôle du fonctionnement de l'embrayage reliant le dispositif de suralimentation mécanique à l'arbre d'entraînement du moteur à cornbustion interne. Ainsi, un diagnostic simple permet de s'assurer du 2905143 2 fonctionnement de l'embrayage. Cela améliore le diagnostic du moteur à combustion interne. En outre, on augmente également la sécurité de fonctionnement du moteur à combustion interne car cela permet de lancer des mesures de secours pour compenser un éventuel défaut de 5 fonctionnement de l'embrayage. Le procédé de diagnostic est particulièrement simple car les signaux fournis de toute façon par les capteurs ne sont exploités que dans un certain contexte de fonctionnement. Selon un procédé particulièrement simple de diagnostic de l'alimentation en air, lorsque la dérivation est fermée, on vérifie si le signal de pression en aval du dispositif de suralimentation est plausible lorsque l'embrayage est ouvert. En variante, on peut également contrôler à l'inverse si, la dérivation étant fermée, le signal de pression en aval du dispositif de suralimentation est plausible pour un embrayage fermé. Un tel procédé est particulièrement simple si l'on a un état de fonctionnement défini notamment le ralenti. Dans un tel état de fonctionnement défini, on peut prévoir d'une manière particulièrement simple les conditions de pression en aval du dispositif de suralimentation. Comme pour un contrôle de l'état de commutation de l'embrayage seul importe l'évolution relative du signal de pression, on peut utiliser des capteurs de pression avec des seuils de diagnostics autorisant des variations plus importantes que dans l'état de fonctionnement normal. C'est pourquoi selon une caractéristique avantageuse du procédé, on détermine des seuils pour le signal du capteur de pression en aval du dispositif de suralimentation, on génère un signal de défaut pour le capteur de pression si le signal fourni par le capteur de pression dépasse les seuils, et pendant le contrôle de l'état de commutation de l'embrayage, on utilise des seuils modifiés pour le capteur de pression qui autorisent une variation du signal de capteur de pression sans provoquer de signal de défaut, plus forte que les seuils utilisés pour le fonctionnement normal. Cela permet également de faire un contrôle fiable de l'état de commutation de l'embrayage même dans le cas d'un capteur de pression à fonctionnement imprécis. Comme l'embrayage ne peut avoir d'état intermédiaire entre l'état embrayé et l'état fermé, on peut après un contrôle réussi de l'état de commutation de l'embrayage, supposer 2905143 3 que l'on a un état de commutation défini ce qui permet une prévision significative de la pression en aval du dispositif de suralimentation. Ces prévisions peuvent servir pour contrôler les capteurs de pression en aval. 5 Ainsi selon l'invention, après le contrôle de l'état de commutation de l'embrayage, on contrôle le capteur de pression en aval du dispositif de suralimentation en vérifiant lorsque l'embrayage est débrayé, si la pression est inférieure à la pression ambiante par rapport au moteur à combustion interne et, si lorsque l'embrayage est fermé, la 10 pression se situe entre la pression ambiante et une pression de suralimentation maximale du dispositif de suralimentation. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les 15 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un premier exemple de réalisation, -la figure 2 montre un second exemple de réalisation. Description des modes de réalisation La figure 1 montre schématiquement une alimentation en 20 air 1 d'un moteur à combustion interne servant à alimenter en air ambiant la chambre de combustion 2 du moteur à combustion interne, cet air étant nécessaire à la combustion du carburant dans la chambre de combustion 2. Les gaz d'échappement dégagés par la combustion dans la chambre de combustion 2 sont évacués par la conduite des gaz 25 d'échappement 3. Les composants principaux du moteur à combustion interne non nécessaires ici à la compréhension de l'invention tels que par exemple les soupapes d'admission et d'échappement de la chambre de combustion 2 ou les injecteurs qui alimentent la chambre de combustion 2 en carburant ne sont pas représentés. On a toutefois repré- 30 senté certains capteurs et organes d'actionnement associés à l'alimentation en air 1 et servant soit à influencer le débit d'air à travers l'alimentation en air 1 ou fournir des valeurs de mesure concernant la quantité d'air/écoulement passant dans l'alimentation en air 1 vers la chambre de combustion 2. 2905143 4 L'extrémité de l'alimentation en air 1 à l'opposé de la chambre de combustion est équipée d'un capteur de pression ambiante 5. A cet endroit de l'alimentation en air 1 il règne pratiquement la pression ambiante par rapport au moteur à combustion interne car la pres- 5 Sion dans l'alimentation en air 1 n'est pas encore influencée par les organes d'actionnement. En aval du capteur de pression ambiante 5, l'alimentation en air 1 est équipée d'un dispositif de suralimentation 6 relié par un embrayage 7 à l'arbre d'entraînement du moteur à combustion interne. Ce dispositif de suralimentation est un composant qui 10 augmente la pression dans la conduite d'alimentation en air 1 pour fournir une plus grande quantité d'air à la chambre de combustion 2. Cette augmentation de la quantité d'air permet de brûler une quantité beaucoup plus importante de carburant dans la chambre de combustion 2 ce qui augmente la puissance volumique de la chambre de corn- 15 bustion 2. Ce moyen permet d'augmenter de façon significative la puissance du moteur. Comme cette augmentation de puissance n'est pas liée à une augmentation des dimensions du moteur, cela améliore d'autant le rendement du moteur à combustion interne. Pour commander la quantité d'air comprimé par le dispo- 20 sitif de suralimentation 6, on prévoit deux moyens. D'une part, on actionne électriquement l'embrayage 7, c'est-à-dire que par un signal de commande approprié transmis par une ligne 13 à l'appareil de commande 4, on embraye ou on débraye l'embrayage 7 suivant l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne. De manière préféren- 25 tielle, on embraye l'embrayage si selon l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne il faut augmenter la charge de la chambre de combustion 2. Il est également prévu une dérivation 8 ayant une ouverture vers l'alimentation en air 1 en amont et en aval du dispositif de suralimentation 7 pour permettre le passage de l'air pour contourner le 30 dispositif de suralimentation 6. La quantité d'air traversant par la dérivation 8 est régulée par un volet de commande 9 installé dans la dérivation 8. La dérivation 8 permet ainsi au choix à une quantité plus ou moins importante d'air de ne pas passer par le dispositif de suralimentation 6 mais par la dérivation 8. Plus le volet de commande 9 est ou- 35 vert et plus d'air passe par la dérivation 8. Le volet de commande 9 2905143 5 reçoit le signal de commande de l'appareil de commande 4 transmis par la ligne de commande 13 pour ouvrir ou fermer le volet de commande 9. En aval du dispositif de suralimentation 6 et de l'embouchure de la dérivation 8 dans l'alimentation en air 1, on a un 5 autre capteur de pression 10 mesurant la pression en aval du dispositif de suralimentation 6. Un volet d'étranglement 11 est prévu en aval du capteur de pression 10 qui peut influencer la section de passage de l'alimentation en air 1. Ce volet d'étranglement 11 permet de commander relativement rapidement la quantité effective d'air arrivant dans la 10 chambre de combustion 2. En aval du volet d'étranglement 11, on a prévu un autre capteur de pression 12 qui mesure la pression dans l'alimentation en air directement en amont de la chambre de combustion 2. Tous les capteurs de pression 5, 10, 12 présentés ici ain- 15 si que tous les éléments de commande 9, 7, 11 présentés ici sont reliés par des lignes 13 à un appareil de commande de moteur 4. L'appareil de commande de moteur 4 exploite les signaux des capteurs et génère des signaux de commande destinés au volet de commande 9, à l'embrayage 7, au volet d'étranglement 11 pour réaliser l'état de fonctionnement 20 souhaité du moteur à combustion interne. Dans un véhicule automobile, on prédéfinit par exemple l'état de fonctionnement souhaité par le conducteur du véhicule. Il est proposé un procédé permettant de contrôler l'embrayage 7. Pour cela, dans un état de fonctionnement défini du si- 25 gnal de pression, on exploite le signal de pression fourni par le capteur de pression 10 directement en aval du dispositif de suralimentation 6 pour vérifier si l'état de commutation effectif de l'embrayage a ou non été effectivement réalisé. Cela est particulièrement simple si le moteur à combustion interne est au ralenti car alors on a des relations définies 30 dans l'alimentation en air 1. Pour cela, on détecte tout d'abord l'état de ralenti et on ferme ensuite le volet de commande 9 pour que la quantité d'air contourne le dispositif de suralimentation 6. Ce moyen rend maximum l'effet du dispositif de suralimentation 6 sur la partie aval de la conduite d'alimentation en air. On arrive alors à un état de commu- 35 tation défini pour l'embrayage 7. Celui-ci peut consister à ouvrir 2905143 6 l'embrayage 7 c'est-à-dire que le dispositif de suralimentation 6 n'est pas entraîné et ne participe pas dans ces conditions à une augmentation de pression dans l'alimentation en air 1 en aval du dispositif de suralimentation. Du fait de la résistance à l'écoulement du dispositif de 5 suralimentation 6, la pression en aval du dispositif 6 sera inférieure à celle en amont du dispositif de suralimentation 6. En comparant la pression ambiante mesurée par le capteur de pression 5 à la pression en aval du dispositif de suralimentation 6, et qui est mesurée par le capteur de pression 10, on constate ainsi que l'embrayage 7 est effectivement ouvert. Dans le cas contraire, si l'embrayage 7 est fermé (embrayé), le dispositif de suralimentation 6 est entraîné et il produit une augmentation de pression. Dans ce cas, la pression en aval du dispositif de suralimentation 6, mesurée par le capteur de pression 10 est supérieure à la pression ambiante mesurée devant le capteur de pression 5. 15 En comparant la pression en amont et en aval du dispositif de suralimentation 6, on peut ainsi constater si l'embrayage 7 a effectivement a été ouvert ou fermé comme l'indiquent les signaux de commande de l'appareil de commande 4. En variante, il est également possible de diagnostiquer 20 l'état de commutation de l'embrayage 7 en exploitant seulement le signal du capteur de pression 10. Pour cela, on considère simplement le signal de pression du capteur de pression 10 en cas de variation de l'état de commutation de l'embrayage 7. Pour cela, au ralenti et le volet de commande 9 étant fermé, on actionne l'embrayage. Si l'embrayage 7 25 passe alors de l'état embrayé (c'est-à-dire que le dispositif de suralimentation 6 est entraîné) à l'état débrayé (c'est-à-dire que le dispositif de suralimentation n'est plus entraîné), alors on exploite le signal de pression du capteur de pression 10 avant et après l'ordre de commutation. En faisant passer l'embrayage 7 de l'état embrayé à l'état débrayé, 30 on prévoit une diminution significative de la pression sur le capteur de pression 10. Si cette diminution de pression est effectivement observée, cela signifie que l'embrayage 7 est effectivement commuté par l'ordre de commande de l'appareil de commande 4 et que l'embrayage 7 a fonctionné correctement. Si cette variation de pression ne se produit pas, 35 cela signifie que l'embrayage 7 ne fonctionne pas correctement et on gé- 2905143 7 nère un signal de défaut adapté. On peut également exploiter la variation de pression du capteur de pression 10 si l'embrayage 7 est mis par un ordre de commande approprié de l'état débrayé à l'état fermé . Dans ce cas, on prévoit une augmentation de pression sur le capteur de 5 pression 10. Si cette variation de pression se produit de manière correspondante, cela permet de conclure que l'embrayage 7 fonctionne correctement. Mais si cette variation de pression ne se produit pas, l'embrayage est défectueux ce qui se traduit par un signal de défaut correspondant. 10 Pendant toutes les mesures il faut néanmoins s'assurer que le moteur à combustion interne ne quitte pas sont état de ralenti car les signaux de commande du volet d'étranglement 11 peuvent modifier les conditions de pression sur le capteur de pression 10. Comme on doit toujours avoir une mesure de comparaison, il faut s'assurer que 15 pour les deux instants de mesure, on se trouve dans les mêmes états. En variante à l'état ralenti , on peut également utiliser toute autre phase de fonctionnement dans laquelle l'état de fonctionnement reste stationnaire suffisamment longtemps. Pour cela, on peut par exemple utiliser une phase de poussée du véhicule automobile équipé du moteur 20 à combustion interne. Pour contrôler le fonctionnement de l'embrayage 7, il n'est pas nécessaire que le capteur de pression 10 fournisse un signal de mesure de pression particulièrement précis. C'est pourquoi, le diagnostic du fonctionnement correct ou non de l'embrayage 7 peut égale- 25 ment être fait si le capteur de pression 17 présente un certain défaut et mesure d'une manière non précise. Suivant que l'on a constaté que l'embrayage 7 est sans défaut, on peut estimer que le dispositif de sur-alimentation 6 fonctionne correctement et cette information peut de nouveau servir pour diagnostiquer le capteur de pression 10 installé en 30 aval. Lorsque l'embrayage 7 est ouvert, cela permet de vérifier si le signal mesuré par le capteur de pression 10 correspond effectivement à la pression ambiante diminuée de la résistance à l'écoulement du dispositif de suralimentation 6. Lorsque l'embrayage 7 est embrayé, la pression augmente fortement au niveau du capteur de pression 10. Ainsi, pour 35 contrôler le capteur de pression 10, on peut supposer que la pression 2905143 8 minimale à l'endroit du capteur de pression 10 ne peut être inférieure à la pression ambiante mesurée par le capteur de pression ambiante 7. Comme pression maximale possible, il faut disposer de la pression maximale générée par le dispositif de suralimentation 6. Cela permet de 5 faire un diagnostic du capteur de pression ambiante 10 en utilisant des conditions de pression connues. Le procédé selon l'invention peut être exécuté par exemple par des programmes appropriés installés dans l'appareil de commande 4. L'appareil de commande 4 constitue alors le moyen 10 d'exploitation exécutant le procédé selon l'invention. La figure 2 montre également une variante de réalisation de l'alimentation en air 1. A la figure 2, on a utilisé les références 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 et 12 pour les mêmes objets que ceux déjà décrits à la figure 1. Toutefois à la différence de la figure 1, l'alimentation en air 15 1 de la figure 2 comporte un autre dispositif de suralimentation 20 installé entre le capteur de pression 10 et le volet d'étranglement 11. Ce dispositif de suralimentation est par exemple un turbocompresseur de gaz d'échappement qui comprime encore plus l'air introduit dans la chambre de combustion 2. Dans ce montage équipé d'un second dispo- 20 sitif de suralimentation 20, il est important que le capteur de pression 10 servant au diagnostic de l'embrayage 7 soit installé en amont du dispositif de suralimentation 20. Ce n'est que pour cette position qu'avec le signal de pression fourni par le capteur de pression 10, on peut obtenir une information significative de l'état de commutation de 25 l'embrayage 7. Le procédé selon l'invention utilise ainsi le signal d'un capteur de pression installé après le dispositif de suralimentation 6 mais avant tout autre dispositif de suralimentation 20. 30 REVENDICATIONS 1 ) Procédé de diagnostic d'une alimentation en air (1) d'un moteur à combustion interne (2) selon lequel on relie l'alimentation en air (1) à un dispositif mécanique de suralimentation (6) relié par un embrayage (7) à l'arbre d'entraînement du moteur à combustion interne (2), un capteur de pression (10) équipant la conduite d'alimentation en air (1) en aval du dispositif de suralimentation (6), caractérisé en ce qu' on exploite la pression en aval du dispositif de suralimentation (6) pour contrôler l'état de commutation de l'embrayage (7). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on ferme la dérivation (8) contournant le dispositif de suralimentation (6), on génère un signal de commande qui fait passer l'embrayage (7) de l'état embrayé à l'état débrayé , et on constate un défaut si le signal de pression du capteur de pression (10) en aval du dispositif de suralimentation (6) ne diminue pas. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on ferme la dérivation (8) contournant le dispositif de suralimentation (6), on génère un signal de commande qui fait passer l'embrayage (7) de l'état débrayé à l'état embrayé , et on constate un défaut si le signal de pression du capteur de pression (10) en aval du dispositif de suralimentation (6) n'augmente pas. 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu' avant de générer le signal de commande pour l'embrayage (7), on vérifie si le moteur à combustion interne (2) est dans un état de fonctionne-ment défini notamment s'il est au ralenti. 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' 2905143 10 on détermine des seuils pour le signal du capteur de pression (10) en aval du dispositif de suralimentation (6), on génère un signal de défaut pour le capteur de pression (10) si le signal fourni par le capteur de pression (10) dépasse les seuils, et pendant le contrôle de l'état de 5 commutation de l'embrayage (7), on utilise des seuils modifiés pour le capteur de pression (10) qui autorisent une variation du signal de capteur de pression (10) sans provoquer de signal de défaut, plus forte que les seuils utilisés pour le fonctionnement normal. 10 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' après le contrôle de l'état de commutation de l'embrayage (7), on contrôle le capteur de pression (10) en aval du dispositif de suralimentation (6) en vérifiant lorsque l'embrayage (7) est débrayé, si la pression est 15 inférieure à la pression ambiante par rapport au moteur à combustion interne (2) et, si lorsque l'embrayage (7) est fermé, la pression se situe entre la pression ambiante et une pression de suralimentation maxi-male du dispositif de suralimentation (7). 20 7 ) Dispositif de diagnostic de l'alimentation en air (1) d'un moteur à combustion interne (2), selon lequel l'alimentation en air est reliée à un dispositif de suralimentation mécanique (6) relié par un embrayage (7) à l'arbre d'entraînement du moteur à combustion interne (2), l'alimentation en air (1) ayant un capteur de pression (10) en aval du 25 dispositif de suralimentation (6), caractérisé par des moyens d'exploitation (4) qui exploitent la pression en aval du dis-positif de suralimentation (6) pour contrôler l'état de commutation de l'embrayage (7). 30