Brevet FR2920828A3 — publié le 20090313

FR 2920828 A3 20090313 FR 0706242 A 20070906 Procédé et dispositif de mémorisation des caractéristiques fonctionnelles d'un turbocompresseur. La présente invention concerne le domaine automobile, en particulier les turbocompresseurs de moteurs à combustion interne pour des véhicules automobiles. L'invention propose un procédé et un dispositif de mémorisation des caractéristiques fonctionnelles d'un turbocompresseur pour permettre de diagnostiquer l'état de fonctionnement du turbocompresseur tout au long de son cycle de vie. Les turbocompresseurs se composent d'une turbine disposée dans io une ligne d'échappement d'un moteur et d'un compresseur disposé dans la ligne d'admission du moteur. La turbine mise en mouvement par les gaz chauds issus de la combustion entraîne le compresseur de façon à ce qu'il comprime de l'air frais encore appelé gaz d'admission, cet air frais se déplaçant dans la ligne d'admission du moteur pour alimenter la chambre de is combustion en vue d'une combustion d'un cycle de fonctionnement suivant. De cette façon, le travail fourni par les gaz d'échappement est transmis aux gaz d'admission. Actuellement, les constructeurs automobiles se retrouvent face à l'impossibilité de comparer l'état des caractéristiques fonctionnelles d'un 20 turbocompresseur à l'issue d'une endurance réalisée au cours du développement du moteur ou d'un retour clientèle du turbocompresseur avec l'état originel, cette comparaison permettant de déterminer l'état de fonctionnement du turbocompresseur et la dérive que le turbocompresseur a pu subir, et de quantifier cette dérive. 25 Les solutions actuelles proposent de réaliser le suivi de l'état de fonctionnement d'un turbocompresseur, lors de sa phase de développement, en enregistrant manuellement les caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur dans des fichiers informatiques. Mais cette réalisation s'avère fastidieuse et longue et les fichiers informatiques peuvent présenter 30 des informations erronées. Par ailleurs, il n'est pas connu actuellement d'enregistrer les caractéristiques fonctionnelles d'un turbocompresseur lors de sa phase de production. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé de mémorisation des caractéristiques fonctionnelles d'un turbocompresseur permettant d'assurer un suivi de l'état de fonctionnement de ce dernier tout au long de son cycle de vie. Pour atteindre ce but, le procédé de mémorisation des caractéristiques fonctionnelles d'un turbocompresseur permettant le suivi de l'état de fonctionnement du turbocompresseur tout au long de son cycle de ro vie est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes réalisées lors du développement ou de la production du turbocompresseur : - une étape de définition des caractéristiques fonctionnelles à enregistrer pour le turbocompresseur ; - une première étape de mesure des valeurs des caractéristiques 15 fonctionnelles du turbocompresseur par des moyens de mesure et de contrôle ; et - une étape de mémorisation des valeurs initiales mesurées des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur sur un support physique ou électronique par les moyens de mesure et de contrôle. 20 Selon une autre particularité, le procédé de mémorisation comprend les étapes suivantes à l'issue d'une endurance réalisée au cours du développement du moteur ou d'un retour clientèle du turbocompresseur: - une seconde étape de mesure des valeurs, après utilisation du turbocompresseur, des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur 25 par les moyens de mesure et de contrôle ; - une étape de lecture sur le support électronique ou physique des valeurs initiales mémorisées des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur par les moyens d'accès et de lecture ; puis - une étape de comparaison et d'analyse des valeurs après utilisation 30 avec les valeurs initiales mémorisées sur le support physique ou électronique pour déterminer l'état de fonctionnement du turbocompresseur, déterminer les dérives que le turbocompresseur a pu subir et diagnostiquer ces dérives. Selon une autre particularité, pour un support électronique, l'étape de mesure et de mémorisation des valeurs des caractéristiques fonctionnelles consiste à connecter les moyens de mesure et de contrôle à ce support et à mesurer et enregistrer sur ce support électronique les valeurs des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur et l'étape de lecture consiste à connecter les moyens d'accès et de lecture au support pour lire les valeurs mémorisées des caractéristiques fonctionnelles et ainsi les rendre to accessibles pour un opérateur habilité. Selon une autre particularité, pour un support physique, l'étape de mesure et de mémorisation des valeurs des caractéristiques fonctionnelles consiste à mesurer puis à coder ou à graver sur le turbocompresseur les valeurs initiales des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur et 15 l'étape de lecture consiste à décoder et à lire le marquage par gravure ou par codage réalisé sur le turbocompresseur lors de sa fabrication de façon à rendre accessibles pour l'opérateur habilité les valeurs mémorisées des caractéristiques fonctionnelles. Un autre but est atteint en proposant un dispositif permettant la mise 20 en oeuvre du procédé comprenant un turbocompresseur composé d'une turbine et d'un compresseur, la turbine disposée dans la ligne d'échappement d'un moteur et en sortie d'un collecteur d'échappement est entraînée par des gaz chauds issus du collecteur d'échappement et de la combustion d'un premier cycle de fonctionnement du moteur, les gaz chauds 25 se déplaçant dans la ligne d'échappement du moteur vers l'échappement et étant traités par un catalyseur, la mise en mouvement de la turbine permet d'entraîner le compresseur disposé dans la ligne d'admission pour aspirer de l'air frais filtré par un filtre à air et comprimer ce gaz frais qui se déplace dans la ligne d'admission en passant par un refroidisseur à air suralimenté puis 30 par un boitier papillon moteur qui permet de régler le débit d'air envoyé dans la chambre de combustion du moteur en vue de la combustion d'un second cycle de fonctionnement du moteur, un élément de régulation du turbocompresseur est disposé au niveau de la roue de la turbine et un élément de régulation disposé au niveau du compresseur, caractérisé en que le turbocompresseur comprend un support physique ou électronique de mémorisation pour enregistrer les valeurs des caractéristiques fonctionnelles lors du développement ou de la production du turbocompresseur de façon à ce que ces valeurs suivent le turbocompresseur tout au long de son cycle de vie. Selon une autre particularité, le support électronique est une mémoire intégrée à un actionneur électrique présent sur le turbocompresseur sur ~o laquelle est connecté des moyens de mesure et de contrôle pour mesurer et enregistrer sur cette mémoire les valeurs initiales mesurées des différentes caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur. Selon une autre particularité, le support physique peut être un marquage par gravure ou par codage des valeurs initiales mesurées des 15 différentes caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur réalisé sur le turbocompresseur lors de sa fabrication ou de son développement. Selon une autre particularité, le marquage par gravure sur le turbocompresseur est de type code barre ou de type data-matrix. Selon une autre particularité, une base de données intégrée aux 20 systèmes d'information peut servir de support de mémorisation pour les valeurs initiales mesurées des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la 25 description explicative qui va suivre faite en référence aux figures annexées données à titre d'exemples non limitatifs dans lesquelles : ù la figure 1 illustre le dispositif de mémorisation des caractéristiques fonctionnelles d'un turbocompresseur permettant de mettre en oeuvre le procédé ; 30 ù la figure 2 illustre un support physique notamment un marquage sur le turbocompresseur de type data-matrix ; ù la figure 3 illustre le procédé de mémorisation selon l'invention. La présente invention propose un procédé et un dispositif de mémorisation des caractéristiques fonctionnelles d'un turbocompresseur (1) d'un moteur (0) à combustion interne. L'invention permet de contrôler toutes dérives des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1) au cours de son cycle de vie. De cette façon, il devient possible de déterminer une cause de défaillance ou de vérifier la bonne fonctionnalité du turbocompresseur (1) ce qui se traduit par un avantage certain pour le suivi de la qualité et de l'incidentologie et peut permettre d'appréhender plus rapidement une clérive du moyen de production, du process ou de l'utilisation qui est faite du turbocompresseur (1). En référence à la figure (1), le dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé comprend un turbocompresseur (1) composé d'une turbine (11) et d'un compresseur (12). La turbine (11) est disposée dans la ligne d'échappement (3) d'un moteur (0) à combustion interne et en sortie d'un collecteur d'échappement (4). Un catalyseur (31) est disposé dans la ligne d'échappement (3) de façon à traiter les différents polluants présents dans les gaz d'échappement. La turbine (11) est destinée à être entraînée par des gaz chauds dits d'échappements issus du collecteur d'échappement (4) et de la combustion d'un premier cycle de fonctionnement du moteur (0). Les gaz chauds se déplacent dans la ligne d'échappement (3) du moteur (0) vers l'échappement (E) et sont traités par le catalyseur (31). La mise en mouvement de la turbine (11) permet d'entraîner le compresseur (12) disposé dans la ligne d'admission (2) du moteur (0). L'entraînement du compresseur (12) par la turbine (11) permet au compresseur (12) d'aspirer de l'air frais filtré par un filtre à air (21) et de comprimer ce gaz ou air frais filtré encore appelé gaz d'admission à une pression supérieure à la pression atmosphérique pour alimenter le moteur (0). Ce gaz ou air frais comprimé et filtré se déplace dans la ligne d'admission (2) du moteur (0) en passant par un refroidisseur à air suralimenté (22) puis par un boitier papillon moteur (23) qui permet de régler le débit d'air envoyé dans la chambre de combustion du moteur (0) en vue de la combustion d'un second cycle de fonctionnement du moteur (0). De cette façon, le travail fourni par les gaz chauds dits d'échappement est transmis aux gaz d'admission ou gaz frais. II est à noter que l'invention s'applique sur des moteurs (0) à combustion interne de type essence ou diesel. Le turbocompresseur (1) comprend en outre un élément de régulation (13) du turbocompresseur (1), l'élément de régulation (13) étant constitué d'une soupape placée à l'entrée des gaz d'échappement dans le turbocompresseur (1) au niveau de la roue de la turbine (11) et d'une commande électronique de contrôle, et un élément de régulation (14) de la pression disposé à la sortie des gaz frais du turbocompresseur (1) au niveau lo du compresseur (12). Différentes technologies peuvent être employées pour contrôler le flux des gaz d'échappement destinés à entraîner la turbine (11) du turbocompresseur (1). Des systèmes connus font varier la pression et l'incidence des gaz d'échappement sur la roue de la turbine (11), d'autres 15 font varier le débit traversant la roue de la turbine (11) ou encore des systèmes mobiles connus permettent de moduler l'énergie disponible au niveau de la roue de la turbine (11) en orientant le débit des gaz d'échappement et en modulant la pression de ces gaz d'échappement. Ce dernier type de système est appelé technologie à géométrie variable . La 20 présente invention réfère à des systèmes à géométrie variable mais peut également s'appliquer à des technologies dites à géométrie fixe . Pour assurer une interaction satisfaisante entre le moteur (0) et le turbocompresseur (1), un certain nombre de caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1) doit être conforme à la technologie choisie lors du 25 développement du turbocompresseur (1) par les constructeurs automobiles. Par exemple, les caractéristiques fonctionnelles peuvent être le débit minimal passant par la turbine (11), c'est à dire la perméabilité minimale, lorsque les ailettes du turbocompresseur (1) à géométrie variable sont dans la position la plus fermée possible sous une certaine dépression aux bornes du carter, 30 l'hystérésis de la chaîne de commande du système de modulation de l'énergie disponible au niveau de la turbine (11), ou encore le niveau d'équilibrage de l'ensemble tournant du turbocompresseur (1). Il est à noter que toutes autres caractéristiques fonctionnelles des éléments constitutifs du dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé et représenté à la figure 1 doivent être conforme à la technologie choisie. Selon l'invention, le turbocompresseur (1) comporte un support physique ou électronique de mémorisation pour enregistrer les valeurs des différentes caractéristiques fonctionnelles, en fonction de la technologie choisie, lors du développement du turbocompresseur (1) de façon à ce que ces valeurs suivent le turbocompresseur (1) tout au long de son cycle de vie. Le support électronique est une mémoire intégrée à un actionneur électrique présent sur le turbocompresseur (1). Lors de la fabrication du turbocompresseur (1), des moyens de mesure et de contrôle, c'est à dire différents outillages et automatismes assurant les réglages et les contrôles des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1), sont connectés à cette mémoire et enregistrent sur cette mémoire les valeurs initiales mesurées des différentes caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1). Le support physique peut être un marquage par gravure de type code barre ou de type data-matrix, comme représenté à la figure 2, ou bien par codage des valeurs initiales mesurées des différentes caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1). Ce marquage par gravure ou par codage est réalisé sur le turbocompresseur (1) lors de sa fabrication. Enfin, une base de données intégrée aux systèmes d'information et disponible à l'ensemble des opérateurs habilités et ayant expressément le besoin des valeurs initiales mémorisées peut également servir de support de mémorisation pour les valeurs initiales mesurées des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1). De cette façon, il est possible à tout moment qu'un opérateur habilité et ayant expressément le besoin de ces valeurs initiales puisse avoir accès aux valeurs initiales mémorisées des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1) en connectant à cette mémoire ou en utilisant sur le support physique des moyens d'accès et de lecture spécifiques afin de comparer ces valeurs initiales aux valeurs mesurées des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1), après une endurance ou un retour clientèle de ce dernier, dans le but de diagnostiquer une défaillance ou déterminer une cause de rupture d'un composant du turbocompresseur (1). Il est à noter que l'accès au support physique ou électronique du turbocompresseur (1) est autorisé à l'ensemble des opérateurs habilités et ayant expressérnent le besoin de ces informations mais doit rester confidentiel pour les différents fournisseurs. En référence à la figure 3, le procédé de mémorisation des caractéristiques fonctionnelles d'un turbocompresseur (1) permettant le suivi io de l'état de fonctionnement d'un turbocompresseur (1) tout au long de son cycle de vie comprend les étapes suivantes réalisées lors du développement ou de la production du turbocompresseur (1) : ù une étape de définition (100) des caractéristiques fonctionnelles à enregistrer pour le turbocompresseur (1), les caractéristiques fonctionnelles 15 étant fonction de la technologie employée, ù une première étape de mesure (101) des valeurs des caractéristiques fonctionnelles par les moyens de mesure et de contrôle, ces moyens de mesure et de contrôle étant mis en oeuvre sur les sites de production du turbocompresseur (1), et 20 ù une étape de mémorisation (102) des valeurs initiales mesurées des caractéristiques fonctionnelles sur le support physique ou électronique par les moyens de mesure et de contrôle. L'étape de rnesure (101) et de mémorisation (102) des valeurs initiales des caractéristiques fonctionnelles sur la mémoire intégrée à l'actionneur 25 électrique du turbocompresseur (1) consiste à connecter les moyens de mesure et de contrôle, c'est à dire différents outillages et automatismes assurant les réglages et les contrôles des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur, à cette mémoire pour qu'ils mesurent puis enregistrent sur cette mémoire les valeurs initiales des caractéristiques fonctionnelles du 30 turbocompresseur (1). L'étape de mesure (101) et de mémorisation (102) des valeurs initiales des caractéristiques fonctionnelles sur un support physique consiste à mesurer puis à coder ou à graver sur le turbocompresseur (1) les valeurs initiales des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1). A l'issue d'une endurance réalisée au cours du développement du 5 moteur (0) ou d'un retour clientèle du turbocompresseur (1), le procédé selon l'invention est réalisé selon les étapes suivantes : ù une seconde étape de mesure (103) des valeurs, après utilisation du turbocompresseur (1), des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1) par les moyens de mesure et de contrôle ; io ù une étape de lecture (104) sur le support électronique ou physique des valeurs initiales mémorisées des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1) par des moyens d'accès et de lecture ; puis ù une étape de comparaison et d'analyse (105) des valeurs après utilisation avec les valeurs initiales mémorisées sur le support physique ou 15 électronique pour déterminer l'état de fonctionnement du turbocompresseur (1), déterminer les dérives que le turbocompresseur (1) a pu subir et diagnostiquer ces dérives. L'étape de lecture (104) sur la mémoire consiste à connecter les moyens d'accès et de lecture à la mémoire pour que ces moyens d'accès et 20 de lecture puissent lire les valeurs initiales mémorisées des caractéristiques fonctionnelles et ainsi les rendre accessibles pour l'opérateur habilité et en ayant expressément besoin. L'étape de lecture (104) sur un support physique consiste à décoder et à lire le marquage par gravure ou par codage réalisé sur le turbocompresseur (1) lors de sa fabrication de façon à rendre 25 accessibles pour l'opérateur habilité et en ayant expressément besoin les valeurs initiales mémorisées des caractéristiques fonctionnelles. Les outils permettant l'accès et la lecture des valeurs mémorisées sur le support physique ou électronique sont mis à la disposition des personnes susceptibles d'en avoir besoin tels que l'ensemble des opérateurs du 30 contrôle qualité usine, les fournisseurs, les experts turbocompresseurs, les responsables techniques du réseau, etc. 2920828 io Un des avantages de l'invention est que le procédé et le dispositif de mémorisation de caractéristiques fonctionnelles permet d'assurer un suivi de la qualité et de l'incidentologie de l'état de fonctionnement du turbocompresseur (1) tout au long de son cycle de vie. Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être lo modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Procédé de mémorisation des caractéristiques fonctionnelles d'un turbocompresseur (1) permettant le suivi de l'état de fonctionnement du turbocompresseur (1) tout au long de son cycle de vie caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes réalisées lors du développement ou de la production du turbocompresseur (1) : ù une étape de définition (100) des caractéristiques fonctionnelles à enregistrer pour le turbocompresseur (1) ; ~o ù une première étape de mesure (101) des valeurs des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur par des moyens de mesure et de contrôle ; et ù une étape de mémorisation (102) des valeurs initiales mesurées des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur sur un support is physique ou électronique par les moyens de mesure et de contrôle. 2. Procédé de mémorisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes à l'issue d'une endurance réalisée au cours du développement du moteur (0) ou d'un retour clientèle du turbocompresseur (1) : 20 ù une seconde étape de mesure (103) des valeurs, après utilisation du turbocompresseur (1), des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1) par les moyens de mesure et de contrôle ; ù une étape de lecture (104) sur le support électronique ou physique des valeurs initiales mémorisées des caractéristiques fonctionnelles du 25 turbocompresseur (1) par les moyens d'accès et de lecture ; puis ù une étape de comparaison et d'analyse (105) des valeurs après utilisation avec les valeurs initiales mémorisées sur le support physique ou électronique pour déterminer l'état de fonctionnement du turbocompresseur (1), déterminer les dérives que le turbocompresseur (1) a pu subir et 30 diagnostiquer ces clérives. 3. Procédé de mémorisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour un support électronique, l'étape de mesure (101) et de mémorisation (102) des valeurs des caractéristiques fonctionnelles consiste à connecter les moyens de mesure et de contrôle à ce support et à mesurer et enregistrer sur ce support électronique les valeurs des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1) et l'étape de lecture (104) consiste à connecter les moyens d'accès et de lecture au support pour lire les valeurs mémorisées des caractéristiques fonctionnelles et ainsi les rendre accessibles pour un opérateur habilité. io 4. Procédé de mémorisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour un support physique, l'étape de mesure (101) et de mémorisation (102) des valeurs des caractéristiques fonctionnelles consiste à mesurer puis à coder ou à graver sur le turbocompresseur (1) les valeurs initiales des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1) et 15 l'étape de lecture (104) consiste à décoder et à lire le marquage par gravure ou par codage réalisé sur le turbocompresseur (1) lors de sa fabrication de façon à rendre accessibles pour l'opérateur habilité les valeurs mémorisées des caractéristiques fonctionnelles. 5. Dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé, selon une des 20 revendications 1 à 4, comprenant un turbocompresseur (1) composé d'une turbine (11) et d'un compresseur (12), la turbine (11) disposée dans la ligne d'échappement (3) d'un moteur (0) et en sortie d'un collecteur d'échappement (4) est entraînée par des gaz chauds issus du collecteur d'échappement (4) et de la combustion d'un premier cycle de fonctionnement 25 du moteur (0), les gaz chauds se déplaçant dans la ligne d'échappement (3) du moteur (0) vers l'échappement (E) et étant traités par un catalyseur (31), la mise en mouvement de la turbine (11) permet d'entraîner le compresseur (12) disposé dans la ligne d'admission (2) pour aspirer de l'air frais filtré par un filtre à air (21) et comprimer ce gaz frais qui se déplace dans la ligne 30 d'admission (2) en passant par un refroidisseur à air suralimenté (22) puis par un boitier papillon moteur (23) qui permet de régler le débit d'air envoyédans la chambre de combustion du moteur (0) en vue de la combustion d'un second cycle de fonctionnement du moteur (0), un élément de régulation (13) du turbocompresseur (1) est disposé au niveau de la roue de la turbine (11) et un élément de régulation (14) disposé au niveau du compresseur (12), caractérisé en que le turbocompresseur (1) comprend un support physique ou électronique de mémorisation pour enregistrer les valeurs des caractéristiques fonctionnelles lors du développement ou de la production du turbocompresseur (1) de façon à ce que ces valeurs suivent le turbocompresseur (1) tout au long de son cycle de vie. 6. Dispositif de mémorisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support électronique est une mémoire intégrée à un actionneur électrique présent sur le turbocompresseur (1) sur laquelle est connecté des moyens de mesure et de contrôle pour mesurer et enregistrer sur cette mémoire les valeurs initiales mesurées des différentes caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1). 7. Dispositif de mémorisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support physique peut être un marquage par gravure ou par codage des valeurs initiales mesurées des différentes caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1) réalisé sur le turbocompresseur (1) lors de sa fabrication ou de son développement. 8. Dispositif de mémorisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le marquage par gravure sur le turbocompresseur (1) est de type code barre ou de type data-matrix. 9. Dispositif de mémorisation selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une base de données intégrée aux systèmes d'information peut servir de support de mémorisation pour les valeurs initiales mesurées des caractéristiques fonctionnelles du turbocompresseur (1).