Brevet FR2935446A1 — publié le 20100305

PROCEDE DE CONSTRUCTION ET CONTRUCTEUR D'UN INDICATEUR D'ENDOMMAGEMENT D'UN SYSTEME D'INJECTION MOTEUR [0001 L'invention concerne un procédé de construction et un constructeur d'un indicateur de fatigue d'un dispositif d'injection de carburant ainsi qu'un procédé et un dispositif d'inhibition des arrêts et démarrages automatiques d'un moteur mettant en oeuvre l'indicateur de fatigue. L'invention concerne également un support d'enregistrement d'informations pour la mise en oeuvre des procédés et un véhicule équipé de ce constructeur. [0002] Le dispositif d'injection de carburant est utilisé pour injecter du carburant dans les cylindres d'un moteur thermique. Il s'agit d'un dispositif important de la chaîne de traction puisque sa défaillance peut entraîner l'immobilisation complète du véhicule. Il faut donc autant que faire se peut éviter les défaillances du dispositif d'injection. [0003] Par ailleurs, l'inventeur a constaté que ce problème se pose avec d'autant plus d'acuité dans les véhicules équipés d'un dispositif d'arrêt et de démarrage automatique du moteur. [0004] Ces dispositifs d'arrêt et de démarrage automatique du moteur sont plus connus sous le terme anglais � stop and start � ou � stop and go �. Ces dispositifs permettent d'arrêter automatiquement le moteur lorsque des conditions d'arrêt sont simultanément réunies. Par exemple, ces dispositifs d'arrêt et de démarrage automatique permettent d'arrêter automatiquement le moteur lorsqu'un véhicule est à l'arrêt devant un feu rouge. Ces dispositifs permettent également de démarrer automatiquement le moteur après un arrêt automatique lorsqu'une des conditions de démarrage est atteinte.. Les conditions d'arrêt et les conditions de démarrage comprennent nécessairement des conditions qui sont fonctions du comportement du conducteur. Par exemple, lorsque le conducteur a engagé une vitesse, le dispositif démarre automatiquement le moteur. [0005i La présence de ces dispositifs d'arrêt et de démarrage automatique sur un véhicule entraîne une forte augmentation du nombre de démarrages du moteur et donc par conséquent une accélération de l'usure d'un certain nombre de composants dont notamment le dispositif d'injection de carburant. Une défaillance de ce dispositif d'injection peut donc survenir plus tôt que prévu dans des véhicules équipés de dispositif d'arrêt et de démarrage automatique. [0006] Pour remédier aux défaillances précoces du dispositif d'injection, il est possible de concevoir un nouveau dispositif d'injection plus robuste et supportant un plus grand nombre de démarrages sans défaillance. Toutefois, cette solution reste onéreuse. [0007] Dans le cadre d'une reconduction d'un système d'injection existant, il est donc souhaitable de disposer d'un indicateur qui peut permettre d'anticiper la défaillance du dispositif d'injection. [000si L'invention vise à satisfaire ce souhait en proposant un procédé de construction d'un indicateur de fatigue et d'usure du dispositif d'injection de carburant comprenant la mesure ou l'estimation, lors de chaque démarrage d'une ou plusieurs grandeurs physiques représentatives des sollicitations mécaniques ou thermiques auxquelles est soumis le dispositif d'injection ; le calcul d'une valeur instantanée d'endommagement en fonction d'une loi prédéterminée d'endommagement et de la ou les grandeurs physiques mesurées ou estimées, et le cumul des valeurs instantanées d'endommagement pour obtenir la valeur de l'indicateur de fatigue du dispositif d'injection. [0009] Ce procédé de construction d'un indicateur de fatigue et d'usure permet d'anticiper une défaillance du dispositif d'injection et donc d'intervenir sur ce dispositif d'injection à temps pour éviter la défaillance. Ainsi, les défaillances du dispositif d'injection peuvent être évitées sans pour cela avoir eu à concevoir un dispositif d'injection plus robuste. [0010 Dans une variante avantageuse, la ou les grandeurs physiques représentatives des sollicitations mécaniques ou thermiques auxquelles est soumis le dispositif d'injection sont choisies dans le groupe comprenant la température du carburant injecté, la vitesse de variation du régime moteur pendant le démarrage du moteur, le débit de carburant injecté dans le moteur et la pression du carburant injecté dans le moteur. [0011] En choisissant la ou les grandeurs physiques mesurées ou estimées parmi le groupe comprenant la température du carburant, la variation du régime moteur pendant le démarrage, le débit de carburant injecté ou la pression de carburant injecté dans le moteur, il est possible de construire un indicateur de fatigue plus précis. [0012] L'invention a également pour objet un procédé d'inhibition des arrêts et démarrages automatiques d'un moteur équipé d'un dispositif d'injection de carburant, ce procédé comprenant :la construction d'un indicateur de fatigue et d'usure du dispositif d'injection à l'aide du procédé ci-dessus, et l'inhibition des arrêts et démarrages automatiques du moteur dès que l'indicateur de fatigue franchit un seuil prédéterminé. [0013] Le procédé selon l'invention permet de retarder la défaillance du dispositif d'injection puisque la désactivation du dispositif d'arrêt et de démarrage automatique du moteur réduit le nombre de démarrages à réaliser et donc l'endommagement subi par le dispositif d'injection. [0014] Dans une variante, le procédé comprend la mesure ou l'estimation, avant l'arrêt automatique du moteur, d'une ou plusieurs grandeurs physiques représentatives des sollicitations mécaniques ou thermiques auxquelles est soumis le dispositif d'injection et l'inhibition temporaire de l'arrêt automatique du moteur en fonction de la ou les grandeurs physiques mesurées ou estimées avant l'arrêt automatique du moteur. Cette variante permet d'éviter d'arrêter le moteur lorsqu'on sait, avant même l'arrêt du moteur, que le démarrage automatique du moteur devra se faire dans des conditions sévères qui risquent d'endommager de façon importante le dispositif d'injection [0015] Dans une variante permettant tout particulièrement d'améliorer le fonctionnement du procédé d'inhibition, au moins l'une des grandeurs physiques mesurées avant l'arrêt automatique du moteur est la température du carburant injecté. [0016] L'invention a également pour objet un support d'enregistrement d'informations comportant des instructions pour l'exécution des procédés ci- dessus lorsque ces instructions sont exécutées par un calculateur électronique. [0017] L'invention a également pour objet un constructeur d'un indicateur de fatigue d'un dispositif d'injection de carburant, dans lequel le constructeurau moins un capteur ou estimateur apte à mesurer ou à estimer une ou plusieurs grandeurs physiques représentatives des sollicitations mécaniques ou thermiques auxquelles est soumis le dispositif d'injection et un calculateur électronique apte à • calculer une valeur instantanée d'endommagement en fonction d'une loi prédéterminée d'endommagement et de la ou les grandeurs physiques mesurées ou estimées et cumuler les valeurs instantanées d'endommagement pour obtenir la valeur de l'indicateur de fatigue du dispositif d'injection. [0018] L'invention a également pour objet un dispositif d'inhibition des arrêts et démarrages automatiques d'un moteur équipé d'un dispositif d'injection de carburant, comprenant le constructeur d'un indicateur de fatigue ci-dessus, et un module d'inhibition des arrêts et démarrages automatiques du moteur dès que l'indicateur de fatigue franchit un seuil prédéterminé. [0019] Enfin, l'invention a également pour objet un véhicule comprenant le constructeur d'un indicateur de fatigue ci-dessus. [0020] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : • la figure 1 est une illustration schématique de l'architecture d'un véhicule équipé d'un dispositif d'inhibition des arrêts et démarrages automatiques d'un moteur, et • la figure 2 est un organigramme d'un procédé d'inhibition des arrêts et démarrages automatiques du moteur du véhicule de la figure 1. [0021] Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail. [0022] La figure 1 représente un véhicule 2 équipé d'un moteur thermique 4 propre à entraîner en rotation des roues motrices du véhicule. Le véhicule 2 est par exemple un véhicule automobile tel qu'une voiture. Sur la figure 1, seule une roue motrice 6 a été représentée. [0023] Par exemple, le moteur 4 est un moteur diesel. Le moteur 4 est associé à un dispositif 8 d'injection de carburant dans des cylindres de ce moteur. [0024] Le moteur 4 est également associé à un dispositif 10 d'arrêt et de démarrage automatique de ce moteur plus connu sous le terme de dispositif � start and stop �. Le dispositif 10 comprend entre autres un démarreur propre à démarrer le moteur 4. Par exemple, ce démarreur est un alterno-démarreur de façon à pouvoir recharger une batterie 12 servant à alimenter, entre autres, le démarreur du dispositif 10. [0025] Le véhicule 2 comprend également un dispositif 16 d'inhibition des arrêts et démarrages automatiques du moteur 4. Ce dispositif 16 est capable de désactiver le dispositif 10 de façon temporaire ou définitive pour empêcher les arrêts et démarrages automatiques du moteur 4. [0026] A cet effet, le dispositif 16 comprend un ensemble 20 de capteurs ou d'estimateurs capables de mesurer ou d'estimer différentes grandeurs physiques représentatives des sollicitations mécaniques ou thermiques auxquelles est soumis le dispositif 8 d'injection de carburant. Par exemple, l'ensemble 20 comprend ici : - un capteur 22 de la température du carburant injecté dans le moteur 4, - un capteur 24 du régime moteur, - un capteur 26 de l'état de charge de la batterie 12, et - un ou plusieurs capteurs 28 de caractéristiques physico-chimiques du carburant consommé telles que sa viscosité, sa volatilité ou autres. [0027] Le régime moteur est le nombre de tours par minute effectués par l'arbre d'entraînement des roues motrices du moteur 4. [0028] Le dispositif 16 comprend également un calculateur électronique 30 raccordé aux capteurs de l'ensemble 20 et au dispositif 8. Ce calculateur 30 est un calculateur programmable capable d'exécuter des instructions enregistrées sur un support d'enregistrement d'informations pour mettre en oeuvre le procédé de la figure 2. A cet effet, le calculateur 30 est ici raccordé à une mémoire 32 comportant les instructions nécessaires pour l'exécution du procédé de la figure 2. La mémoire 32 contient également une loi 34 d'endommagement prédéterminée. Cette loi 34 permet d'associer à différentes grandeurs physiques mesurées par les capteurs ou estimateurs de l'ensemble 20 une valeur instantanée d'endommagement du dispositif 8 d'injection. Cette loi d'endommagement est par exemple enregistrée sous la forme d'un tableau à plusieurs dimensions. Typiquement, la loi d'endommagement prédéterminée est construite expérimentalement. [0029] Le calculateur 30 comprend : - un constructeur 36 d'un indicateur de fatigue du dispositif 8 d'injection, - un module 38 de désactivation permanente du dispositif 10 d'arrêt et de démarrage automatique du moteur 4, et - un module 40 de désactivation temporaire du dispositif 10 d'arrêt et de démarrage automatique du moteur 4. [0030] Le fonctionnement du constructeur 36 et des modules 38 et 40 sera mieux compris à la lecture de la description faite en regard de la figure 2. [0031] Le fonctionnement du dispositif 16 d'inhibition des arrêts et démarrages automatiques du moteur 4 va maintenant être décrit plus en détail en regard du procédé de la figure 2. [0032] Initialement, avant l'arrêt automatique du moteur 4 par le dispositif 10, différentes grandeurs physiques représentatives de sollicitations mécaniques ou thermiques auxquelles serait soumis le dispositif 8 d'injection si un démarrage devait avoir lieu sont mesurées ou estimées. Par exemple, ici, lors de l'étape 50, la température du carburant est mesurée. Eventuellement, lors de l'étape 50, l'état de charge de la batterie 12 est également mesuré ainsi que d'autres caractéristiques physico-chimiques du carburant. [0033] Ensuite, lors d'une étape 52, ces différentes grandeurs physiques mesurées ou estimées sont comparées à des seuils prédéterminés. La valeur de ces seuils prédéterminés est choisie de telle façon que si la grandeur physique franchit l'un de ces seuils cela correspond à des conditions de fonctionnement pour le dispositif 8 d'injection qualifiées de sévères. Les conditions de fonctionnement qualifiées de sévères sont des conditions dans lesquelles le fonctionnement du dispositif 8 d'injection endommage sérieusement ce dernier. [0034] Si un ou plusieurs de ces seuils prédéterminés sont franchis, alors le module 40 inhibe temporairement l'arrêt automatique du moteur 4 par le dispositif 10 et le procédé retourne à l'étape 50. Ici, l'inhibition des arrêts automatiques du moteur 4 dure uniquement jusqu'à ce que les conditions de fonctionnement du dispositif 8 ne soient plus sévères. [0035] Dans le cas contraire, lors d'une étape 54, le dispositif 10 procède à l'arrêt automatique du moteur 4 lorsque l'ensemble des conditions d'arrêt automatique sont réunies. [0036] Ensuite, lors d'une étape 56, le dispositif 10 procède au démarrage automatique du moteur 4 lorsque l'une des conditions de démarrage est remplie. [0037] En parallèle de l'étape 56, lors d'une étape 58, les différentes grandeurs physiques représentatives des sollicitations mécaniques ou thermiques auxquelles est soumis le dispositif 8 d'injection pendant le démarrage automatique du moteur 4 sont mesurées. Par exemple, lors de l'étape 58, les grandeurs physiques suivantes sont mesurées : - la température du carburant, - la vitesse de montée du régime moteur, - le débit de carburant injecté, - la pression du carburant injecté dans le moteur 4 par le dispositif 8. [0038] La vitesse de montée du régime moteur correspond à l'amplitude de la variation du régime moteur sur un intervalle prédéterminé. Typiquement, l'intervalle prédéterminé est inférieur à une seconde et, de préférence, inférieur à 200 ms. [0039] Ensuite, lors d'une étape 60, le constructeur 36 calcule une valeur d'endommagement instantanée du dispositif 8 d'injection en fonction des grandeurs physiques mesurées lors de l'étape 58 et de la loi 34 d'endommagement prédéterminée. [0040] Puis, lors d'une étape 62, le constructeur 36 construit l'indicateur de fatigue du dispositif 8 d'injection. Par exemple, lors de l'étape 62, le constructeur 36 cumule l'ensemble des valeurs instantanées d'endommagement calculées depuis que le dispositif 8 d'injection est installé dans le véhicule 2. Par exemple, pour cela, le constructeur 36 ajoute à la précédente valeur de l'indicateur de fatigue, la valeur d'endommagement instantanée calculée lors de l'étape 60. La nouvelle valeur de l'indicateur de fatigue est alors mémorisée. [0041] Lors d'une étape 64, la nouvelle valeur de l'indicateur de fatigue est comparée à un seuil prédéterminé S2. Si l'indicateur de fatigue franchit le seuil S2, alors, lors d'une étape 66, le module 38 désactive définitivement le dispositif 10 d'arrêt et de démarrage automatique du moteur 4. Par définitivement, on signifie ici que le dispositif 10 est désactivé jusqu'à ce que la valeur de l'indicateur de fatigue soit réinitialisée par un operateur, par exemple, par un opérateur de maintenance après le remplacement du dispositif 8 d'injection. [0042] Dans le cas contraire, c'est-à-dire si la nouvelle valeur de l'indicateur de fatigue ne dépasse pas le seuil S2, le procédé retourne à l'étape 50. [0043] Les étapes 58 à 62 pour construire l'indicateur de fatigue sont exécutées non seulement après chaque démarrage automatique mais également après tout démarrage du moteur 4 tel que par exemple les démarrages déclenchés par le conducteur à l'aide de sa clé de contact. [0044] De nombreux autres modes de réalisation sont possibles. Par exemple, le dispositif 10 peut comporter un démarreur classique en lieu et place de l'alterno-démarreur. [0045] Quelle que soit la grandeur physique utilisée, celle-ci peut être mesurée ou estimée. [0046] On remarquera que le nombre de démarrages réalisées peut être considéré comme un indicateur de fatigue par contre ce n'est pas un indicateur 10 de fatigue obtenu par cumul de valeurs instantanées d'endommagement. [0047] Le procédé de construction d'un indicateur de fatigue du dispositif 8 d'injection décrit ici peut également être utilisé à d'autres fins telles que pour afficher sur un écran de contrôle une information permettant à un opérateur de maintenance de décider s'il y a lieu ou non de remplacer le dispositif 8 15 d'injection. [0048] De façon plus générale, le procédé de construction de l'indicateur de fatigue décrit ici peut être mis en oeuvre dans un véhicule dépourvu de dispositif d'arrêt et démarrage automatique du moteur 4. REVENDICATIONS1. Procédé de construction d'un indicateur de fatigue et d'usure d'un dispositif d'injection de carburant, caractérisé en ce que ce procédé comprend : a) la mesure ou l'estimation (58), lors de chaque démarrage d'une ou plusieurs grandeurs physiques représentatives des sollicitations mécaniques et / ou thermiques auxquelles est soumis le dispositif d'injection, b) le calcul (60) d'une valeur instantanée d'endommagement en fonction d'une loi prédéterminée d'endommagement et de la ou les grandeurs physiques mesurées ou estimées, et c) le cumul (62) des valeurs instantanées d'endommagement pour obtenir la valeur de l'indicateur de fatigue du dispositif d'injection. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la ou les grandeurs physiques représentatives des sollicitations mécaniques ou thermiques auxquelles est soumis le dispositif d'injection sont choisies dans le groupe comprenant la température du carburant injecté, la vitesse de variation du régime moteur pendant le démarrage du moteur, le débit de carburant injecté dans le moteur et la pression du carburant injecté dans le moteur. 3. Procédé d'inhibition des arrêts et démarrages automatiques d'un moteur équipés d'un dispositif d'injection de carburant, caractérisé en ce que ce procédé comprend la construction (58 - 62) d'un indicateur de fatigue du dispositif d'injection à l'aide d'un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, et l'inhibition (66) des arrêts et démarrages automatiques du moteur dès que l'indicateur de fatigue franchit un seuil prédéterminé. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le procédé comprend la mesure ou l'estimation (50), avant l'arrêt automatique du moteur, d'une ou plusieurs grandeurs physiques représentatives des sollicitations mécaniques ou thermiques auxquelles est soumis le dispositif d'injection, et l'inhibition temporaire (52) de l'arrêt automatique du moteur en fonction de la ou les grandeurs physiques mesurées ou estimées avant l'arrêt automatique du moteur.35 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel au moins l'une des grandeurs physiques mesurées avant l'arrêt automatique du moteur est la température du carburant injecté. 6. Support d'enregistrement d'informations, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions pour l'exécution d'un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, lorsque ces instructions sont exécutées par un calculateur électronique. 7. Constructeur d'un indicateur de fatigue d'un dispositif d'injection de carburant, caractérisé en ce que le constructeur comprend au moins un capteur ou estimateur (22, 24, 26, 28) apte à mesurer ou à estimer une ou plusieurs grandeurs physiques représentatives des sollicitations mécaniques ou thermiques auxquelles est soumis le dispositif d'injection, et un calculateur électronique (30) apte à : • calculer une valeur instantanée d'endommagement en fonction d'une loi prédéterminée d'endommagement et de la ou les grandeurs physiques mesurées ou estimées et • cumuler les valeurs instantanées d'endommagement pour obtenir la valeur de l'indicateur de fatigue du dispositif d'injection. 8. Dispositif d'inhibition des arrêts et démarrages automatiques d'un moteur équipé d'un dispositif d'injection de carburant, caractérisé en ce que ce dispositif comprend un constructeur (36) d'un indicateur de fatigue conforme à la revendication 7, et un module (38) d'inhibition des arrêts et démarrages automatiques du moteur dès que l'indicateur de fatigue franchit un seuil prédéterminé. 9. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un constructeur d'un indicateur de fatigue d'un dispositif d'injection conforme à la revendication 7.