Brevet FR2906311A3 — publié le 20080328

FR 2906311 A3 20080328 FR 0608311 A 20060922 La présente invention concerne un procédé de diagnostic de la détérioration d'un turbocompresseur, notamment présent dans les véhicules automobiles. Le turbocompresseur est un élément central garantissant la dépollution et la performance des moteurs actuels. Ainsi, une défaillance du turbocompresseur entraîne une diminution des performances du véhicule mais également un risque thermique à l'échappement et un risque d'emballement du moteur par fuite d'huile à l'admission ou à l'échappement. La détection d'une panne du turbocompresseur est donc importante. Trois solutions sont connues de l'état de la technique. La première solution consiste à étudier l'écart de boucle de pression d'air de suralimentation. Cette solution nécessite un temps de détection très long et n'est pas adaptée à tous les types de conduites client. Ainsi, ce procédé ne garantit pas une détection fiable. La deuxième solution est exposée dans le document EP 1624175. Elle consiste en un diagnostic continu. Ce procédé intègre l'écart de boucle de pression d'air de suralimentation au cours du temps. Ainsi, la détection obtenue est plus rapide et donc plus fiable. La troisième solution est exposée dans le brevet JP 4143420. Ce procédé consiste à étudier la pression d'air de suralimentation. Lors d'une défaillance du turbocompresseur, et à cause des pertes de charges dans le circuit d'alimentation en air, la pression d'air de suralimentation est inférieure à la pression atmosphérique. Ainsi, la comparaison de la pression d'air de suralimentation et de la pression atmosphérique permet de déterminer une panne du turbocompresseur. Cependant, la calibration de l'écart entre ces deux pressions est très délicate. En effet, l'écart est faible puisqu'il est typiquement inférieur à 100 mbar pour un régime de 1500 tr/min. Par conséquent, le risque de fausse détection n'est pas négligeable. 2906311 2 De plus, avec ces trois méthodes, il est impossible de différencier la casse d'un turbocompresseur du simple démanchement d'une durite. Le but de cette invention est de pallier ces problèmes en proposant un procédé de diagnostic rapide et fiable de la détérioration d'un 5 turbocompresseur, permettant en outre de distinguer la casse du turbocompresseur du démanchement d'une durite. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de diagnostic de la détérioration d'un turbocompresseur, notamment pour véhicule automobile, comportant une étape de mesure de la pression d'air de 10 suralimentation, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mesure d'une deuxième grandeur physique permettant, en cas de détérioration, de distinguer la casse dudit turbocompresseur du démanchernent d'une durite. Par ailleurs, ce dispositif pourra présenter en outre une des 15 caractéristiques suivantes : - ladite deuxième grandeur physique est un débit d'air frais lorsque le système fonctionne hors zone EGR. le procédé comporte les étapes suivantes : (a) Calcul de la différence entre la pression atmosphérique et 20 ladite pression d'air de suralimentation. (b) Comparaison de ladite différence à un seuil de détection. (c) Calcul d'un débit d'air à partir de la pression et de la température de l'air de suralimentation ainsi que du régime moteur. 25 (d) Comparaison du rapport entre le débit d'air frais et le débit calculé à partir de la pression et de la température de l'air de suralimentation ainsi que du régime moteur, à un intervalle défini par des seuils de détection inférieur et supérieur. le procédé détecte la casse du turbocompresseur, si lors de l'étape 30 (b), ladite différence entre la pression atmosphérique et ladite pression d'air de suralimentation est supérieur au seuil de détection pendant un 2906311 3 intervalle de temps de détection et, si lors de l'étape (d), ledit rapport entre le débit d'air frais et le débit calculé à partir de la pression et de la température de l'air de suralimentation ainsi que du régime moteur, est compris dans l'intervalle défini par les seuils de détection inférieur et 5 supérieur, pendant ledit intervalle de temps de détection. - le procédé détecte le démanchement d'une durite du turbocompresseur, si lors de l'étape (b), ladite différence entre la pression atmosphérique et ladite pression d'air de suralimentation est inférieure au seuil de détection pendant un intervalle de temps de 10 détection et, si lors de l'étape (d), ledit rapport entre le débit d'air dudit turbocompresseur et le débit calculé à partir de la pression et de la température de l'air de suralimentation ainsi que du régime moteur est en dehors de l'intervalle défini par les seuils de détection inférieur et supérieur pendant l'intervalle de temps de détection. 15 - le procédé génère un signal permettant d'indiquer la nature et le niveau de gravité d'une détérioration par l'intermédiaire de moyens d'affichage disposés sur le tableau de bord d'un véhicule. - le procédé commande l'actionnement d'un volet d'admission après turbocompresseur permettant de limiter la quantité d'air admise en cas de 20 détérioration. - le procédé enregistre les détériorations détectées dans une mémoire constructeur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins 25 annexés, sur lesquels : la figure 1 représente deux courbes illustrant l'évolution temporelle de la pression d'air de suralimentation, lorsque le turbocompresseur est cassé et lorsqu'une durite est démanchée. 30 la figure 2 représente deux courbes illustrant l'évolution temporelle du rapport du débit d'air frais et du débit d'air calculé 2906311 4 à partir de la pression et de la température de l'air de suralimentation ainsi que du régime moteur, pour un véhicule fonctionnant hors zone EGR, lorsque le turbocompresseur est cassé et lorsqu'une durite est démanchée. 5 la figure 3 est un diagramme représentant les différentes étapes d'un procédé de diagnostic d'une détérioration d'un turbocompresseur selon la présente invention. La zone 10 de la figure 1 représente le fonctionnement du turbocompresseur sans détérioration. La pression de l'air de 10 suralimentation est largement supérieure à la pression atmosphérique. Cette pression de l'air de suralimentation est généralement de l'ordre de 2 bars. La courbe 16 de la figure 1 représente l'évolution temporelle de la pression d'air de suralimentation lorsqu'une durite est démanchée. 15 Au temps 30 apparaît la détérioration, c'est-à-dvre ici le démanchement d'une durite. La pression d'air de suralimentation chute pour atteindre sensiblement le niveau de la pression atmosphérique 15. Cependant, la différence entre la pression atmosphérique et la pression d'air suralimentation ne dépasse pas le seuil de détection 52. 20 La courbe 18 de la figure 1 représente l'évolution temporelle de la pression d'air de suralimentation lorsque le turbocompresseur est cassé. Au temps 30 apparaît la détérioration, c'est-à-dire ici la casse du turbocompresseur. La pression d'air de suralimentation chute pour passer en dessous du niveau de la pression atmosphérique 15, la différence 25 entre la pression atmosphérique et la pression d'air suralimentation dépassant le seuil de détection 52. La zone 20 de la figure 2 représente le fonctionnement du turbocompresseur sans détérioration. Le débit d'air mesuré est sensiblement égal au débit calculé, donc le rapport est sensiblement égal 30 à 1. 2906311 5 La courbe 26 de la figure 2 représente l'évolution temporelle du rapport du débit d'air frais et du débit d'air calculé à partir de la lpression et de la température de l'air de suralimentation ainsi que du régirne moteur, pour un véhicule fonctionnant hors zone EGR et lorsque le 5 turbocompresseur est cassé. Au temps 30 apparaît la détérioration, c'est-à-dire ici la casse du turbocompresseur. Il n'y a pas de changement sur l'évolution du rapport. Il reste sensiblement égal à 1. Il reste donc dans l'intervalle défini par les seuils de détection inférieur 54 et supérieur 55. 10 La courbe 28 de la figure 2 représente l'évolution temporelle du rapport du débit d'air frais et du débit d'air calculé à partir de la pression et de la température de l'air de suralimentation ainsi que du régime moteur, pour un véhicule fonctionnant hors zone EGR et lorsqu'une durite est démanchée. 15 Au temps 30 apparaît la détérioration, c'est-à-dire ici le démanchement d'une durite. Alors, le rapport des débits décroît pour atteindre sensiblement la valeur 0. Le rapport passe alors sous le seuil de détection inférieur 54. Afin de permettre une détection fiable, les intervalles de temps 12 20 et 22 durent un temps de détection déterminé suffisamment long, débutant lorsqu'une anomalie est détectée. Ainsi, les phénomènes de fluctuation temporaires sont éliminés. La figure 3 est un diagramme 100 représentant différentes étapes permettant de détecter une détérioration et de la distinguer entre une 25 casse du turbocompresseur et le démanchement d'une durite. Cette détection s'effectue pour un véhicule fonctionnant hors zone EGR. La première étape 101 correspond à une étape d'attente. L'étape suivante 110 consiste, après le calcul de la différence entre 30 la pression atmosphérique 15 et la pression d'air de suralimentation, à vérifier si elle est supérieure au seuil de détection 52. 2906311 6 Si cette étape est vraie, alors l'étape suivante 120 consiste, après le calcul du débit d'air à partir de la pression et de la température de l'air de suralimentation ainsi que du régime moteur, à vérifier que le rapport du débit d'air du turbocompresseur et du débit d'air calculé est compris dans 5 l'intervalle défini par les seuils de détection inférieur 54 et supérieur 55. Si cette étape est vraie, le procédé passe à l'étape suivante 130. L'étape 130 consiste à vérifier que les étapes 110 et 120 sont vraies pendant le temps de détection correspondant aux intervalles de temps 12 et 22. 10 Si cette étape 130 est vraie, alors le turbocompresseur est considéré comme cassé. Si l'étape 120 ou 130 est fausse, alors le procédé se réinitialise sur l'étape 101. Si l'étape 110 est fausse, alors l'étape suivante 210 consiste, après 15 le calcul du débit d'air à partir de la pression et de la température de l'air de suralimentation ainsi que du régime moteur, à vérifier que le rapport du débit d'air du turbocompresseur et du débit d'air calculé est compris dans l'intervalle défini par les seuils de détection inférieur 54 et supérieur 55. Si cette étape est fausse, le procédé passe à l'étape suivante 220. 20 L'étape 220 consiste à vérifier que les étapes 110 et 210 sont fausses pendant le temps de détection correspondant aux intervalles de temps 12 et 22. Si cette étape 220 est vraie, alors le turbocompresseur est considéré comme possédant une durite démanchée. 25 Si l'étape 210 est vraie ou si l'étape 220 est fausse, alors le procédé se réinitialise sur l'étape 101. Lorsqu'une détérioration est détectée, le conducteur peut être averti par différents moyens. Des voyants correspondant à différents niveaux de gravité peuvent s'allumer sur le tableau de bord suivant le type de 30 détérioration détectée. Le véhicule peut également être équipé d'une 2906311 7 Interface Homme Machine permettant d'indiquer la nature de la détérioration. Afin d'éviter tout problème d'emballement moteur lié à l'aspiration d'huile provenant du turbocompresseur lors d'une détérioration de ce 5 dernier, le système peut comprendre la commande d'un volet permettant de limiter la quantité d'air admis dans le moteur. Les détériorations détectées peuvent être stockées dans une mémoire constructeur afin d'avoir un historique des problèmes rencontrés sur le véhicule. 10 La présente invention permet une détection rapide et fiable, et présente, en outre, l'avantage d'avertir le conducteur de façon précise sur la nature de la détérioration du turbocompresseur. Ainsi, ce procédé permet une maintenance et une réparation rapide du turbocompresseur. 15 REVENDICATIONS 1. Procédé de diagnostic de la détérioration d'un turbocorpresseur, notamment pour véhicule automobile, comportant une étape de mesure de la pression d'air de suralimentation, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mesure d'une deuxième grandeur physique permettant, en cas de détérioration, de distinguer la casse dudit turbocompresseur du démanchement d'une durite. 2. Procédé de diagnostic de la détérioration d'un turbocompresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième grandeur physique est un débit d'air frais lorsque le système fonctionne hors zone 15 EGR. 3. Procédé de diagnostic de la détérioration d'un turbocompresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : 20 (a) Calcul de la différence entre la pression atmosphérique et ladite pression d'air de suralimentation. (b) Comparaison (110) de ladite différence à un seuil de détection (52). (c) Calcul d'un débit d'air à partir de la pression et de la température 25 de l'air de suralimentation ainsi que du régime moteur. (d) Comparaison (120, 210) du rapport entre le débit d'air frais et le débit calculé à partir de la pression et de la température de l'air de suralimentation ainsi que du régime moteur, à un intervalle défini par des seuils de détection inférieur (54) et supérieur (55). 30 2906311 9 4. Procédé de diagnostic de la détérioration d'un turbocompresseur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il détecte la casse du turbocompresseur, si lors de l'étape (b), ladite différence entre la pression atmosphérique et ladite pression d'air de suralimentation est supérieur au 5 seuil de détection (52) pendant un intervalle de temps de détection (12, 22) et, si lors de l'étape (d), ledit rapport entre le débit d'air frais et le débit calculé à partir de la pression et de la température de l'air de suralimentation ainsi que du régime moteur est compris dans l'intervalle défini par les seuils de détection inférieur (54) et supérieur (55) pendant 10 ledit intervalle de temps de détection (12, 22). 5. Procédé de diagnostic de la détérioration d'un turbocompresseur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il détecte le démanchement d'une durite du turbocompresseur, si lors de l'étape (b), ladite différence entre la pression atmosphérique et ladite pression d'air de suralimentation est inférieure au seuil de détection (52) pendant un intervalle de temps de détection (12, 22) et, si lors de l'étape (d), ledit rapport entre le débit d'air frais et le débit calculé à partir de la pression et de la température de l'air de suralimentation ainsi que du régime moteur est en dehors de l'intervalle défini par les seuils de détection inférieur (54) et supérieur (55) pendant ledit intervalle de temps de détection (12, 22). 6. Procédé de diagnostic de la détérioration d'un turbocompresseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il génère un signal permettant d'indiquer la nature et/ou le niveau de gravité d'une détérioration par l'intermédiaire de moyens d'affichage disposés sur le tableau de bord d'un véhicule. 7. Procédé de diagnostic de la détérioration d'un turbocompresseur 30 selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il commande 2906311 10 l'actionnement, en cas de détérioration, d'un volet d'admission après turbocompresseur permettant de limiter la quantité d'air admis. 8. Procédé de diagnostic de la détérioration d'un turbocompresseur 5 selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il enregistre les détériorations détectées dans une mémoire constructeur. 10