Brevet FR2949817A1 — publié le 20110311

Procédé de diagnostic de fonctionnement d'un dispositif de commande pneumatique pour un moteur à combustion interne et moteur permettant la mise en oeuvre dudit procédé Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au dispositif de commande pneumatique notamment pour un moteur à combustion interne et plus particulièrement à son diagnostic en cas de défaillance technique. Arrière-plan technologique Les véhicules automobiles utilisent couramment les dispositifs de commande pneumatique comprenant un circuit de vide, une pluralité d'actionneurs pneumatiques, et des électrovannes pneumatiques reliées au circuit de vide et aux actionneurs et adaptées pour commander les actionneurs. Néanmoins, en cas de panne, il est difficile d'identifier la partie du dispositif de commande pneumatique qui ne fonctionne pas correctement. Certaines pièces, comme les électrovannes sont alors changées systématiquement, sans savoir si ces électrovannes fonctionnent correctement. Le coût de maintenance du véhicule est ainsi relativement élevé. Le but de l'invention est de réduire le coût de maintenance du véhicule. 25 A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de diagnostic de fonctionnement d'un dispositif de commande pneumatique pour un moteur à combustion interne, ledit dispositif comportant un circuit de vide comprenant une pompe à vide, un actionneur pneumatique, une électrovanne reliés par des conduits au circuit de vide et à l'actionneur, caractérisé en qu'il comprend au moins les étapes suivantes : 30 -connecter un capteur de pression à un point du dispositif de commande pneumatique, -mettre en route le moteur pour entrainer la pompe à vide, -effectuer au moins une mesure de pression par le capteur de pression, 35 -émettre un diagnostic de fonctionnement de la partie du dispositif de commande pneumatique située en amont du point de connexion du capteur, sur la base d'une comparaison entre la mesure de pression et un seuil de pression prédéterminé.20 Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - on connecte le capteur de pression en au moins un premier point du dispositif de commande situé en amont de l'électrovanne puis en au moins un second point du dispositif de commande situé en aval de l'électrovanne. Ainsi on s'attache à vérifier dans un premier temps l'état du dispositif de commande pneumatique compris entre la pompe à vide et l'entrée de l'électrovanne puis dans un second temps l'état du dispositif de commande pneumatique compris entre la vanne et l'entrée de l'actionneur. - le procédé comporte une étape de commande électrique de l'électrovanne précédant la mesure de pression au second point du dispositif de commande situé en aval de l'électrovanne. Ainsi on vérifie le bon fonctionnement de l'électrovanne elle-même en testant sa plage de fonctionnement. De préférence, le moteur à combustion interne comportant un capteur de pression d'air admission disposé sur une ligne d'admission d'air, on utilise le capteur de pression d'air d'admission pour réaliser ledit procédé. Ainsi on utilise de manière économique un capteur déjà existant pour réaliser le procédé de l'invention. Avantageusement, le capteur de pression est relié au dispositif de commande pneumatique de manière étanche par une extrémité d'un des conduits. Par ailleurs, l'invention a aussi pour objet un moteur à combustion interne comportant une 25 ligne d'admission air doté d'un capteur de pression d'air admis, un dispositif de commande pneumatique comportant un circuit de vide comprenant une pompe à vide, un actionneur pneumatique, une électrovanne reliés par des conduits au circuit de vide et à l'actionneur, la pompe à vide étant apte à générer une pression minimum de vide, caractérisé en ce que le capteur de pression d'air admis est apte à être introduit à 30 étanchéité dans un des conduits du dispositif de commande pneumatique et est apte à mesurer la pression minimum de vide, afin de permettre la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Cette synergie permet en effet de pouvoir connecter aisément le capteur de pression d'air d'admission en différents point du dispositif de commande pneumatique. 35 Avantageusement, le capteur de pression d'air d'admission comprend un port de pression sensiblement cylindrique et en ce que les conduits ont un diamètre intérieur prévu pour permettre une introduction à étanchéité du port de pression dans lesdits conduits. 20 Brève description des dessins D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : - La figure 1 illustre un dispositif de commande pneumatique pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile. - La figure 2 présente schématiquement un moteur à combustion interne et sa ligne d'admission d'air. - La figure 3 présente le montage résultant de la mise en place du capteur de pression au niveau de la partie du dispositif de commande pneumatique en aval de l'électrovanne. - La figure 4 présente le montage résultant de la mise en place du capteur de pression au niveau de la partie du dispositif de commande pneumatique en amont de l'électrovanne, du coté de l'électrovanne. - La figure 5 présente schématiquement une évolution de la pression en fonction du pourcentage de commande électrique. - La figure 6 présente un profil de commande de l'électrovanne suivant des sauts de 20 consigne incrémenté de 20 % puis décrémenté de 20 %. - La figure 7 présente le montage résultant de la mise en place du capteur de pression au niveau de la partie du dispositif de commande pneumatique en amont de l'électrovanne, du coté de l'actionneur. 25 Description détaillée La figure 1 illustre un dispositif 1 de commande pneumatique d'organes de moteur à combustion interne, pour véhicule automobile. 30 Le dispositif de commande 1 comprend un circuit de vide 2, une pluralité d'actionneurs pneumatiques 3 dont seuls trois sont représentés sur la figure 1, à titre d'exemple, et une pluralité d'électrovannes de commande pneumatiques 4 reliées au circuit de vide 2 et aux actionneurs 3. Chaque électrovanne 4 est adaptée pour commander un actionneur 3. Un tel actionneur 3 peut être utilisé pour piloter un organe de moteur tel qu'un 35 turbocompresseur ou un by-pass d'échangeur EGR. Selon les applications visées, les électrovannes 4 peuvent être du type On/Off, comme c'est typiquement le cas d'un by- pass d'échangeur EGR ou encore de type proportionnelle, comme c'est le cas pour un turbocompresseur. Chaque électrovanne 4 comprend un premier orifice de passage 5 relié par un conduit 6 au circuit de vide 2, un second orifice de passage 7 relié par un conduit 8 à un orifice d'entrée 15 de l'actionneur pneumatique 3 et un troisième orifice de passage 9 relié par un conduit 10 à l'atmosphère. L'électrovanne 4 est adaptée pour relier le second orifice de passage 7 sélectivement au premier orifice de passage 5 et au troisième orifice de passage 9 et ainsi commander l'actionneur 3 en contrôlant la pression dans le conduit 8. Le circuit de vide 2 comprend une pompe à vide 11 reliée à un circuit pneumatique de freinage 12 du véhicule et un réservoir de vide 13 relié par un conduit 14 à la pompe à vide 11. Deux des électrovannes 4 sont reliées au réservoir 13 par leur premier orifice de passage 5 tandis qu'une électrovanne 4 est reliée à la pompe 11 par son premier orifice 5. Les électrovannes 4 sont reliées à un calculateur ou Unité de Commande Electronique 16 qui les pilote électriquement. Le calculateur 16 est relié à une prise 17 de diagnostic. La prise 17 de diagnostic permet de connecter un outil 18 de diagnostic, comme le suggère la flèche D. L'outil 18 de diagnostic est traditionnellement utilisé en atelier de mécanique, lors d'opération de maintenance ou de réparation du véhicule pour communiquer avec le calculateur 16, après branchement à celui-ci par l'intermédiaire de la prise 17 de diagnostic, afin de tester les multiples fonctions de contrôle du moteur. La prise 17 de diagnostic est par exemple accessible depuis l'habitacle du véhicule. Par ailleurs, le plus souvent, comme illustré sur la figure 2, un moteur à combustion interne 19 comprend une ligne 20 d'admission d'air ainsi qu'une ligne 21 d'échappement des gaz de combustion. Classiquement, la ligne 20 d'admission comprend un capteur 23 de pression d'air admis. Dans une variante, le capteur 23 de pression d'air admis peut être couplé à un capteur de température, non représenté, sans que cela impacte l'invention. La ligne d'admission 20 comprend de plus un papillon 22 motorisé disposé en amont du capteur 23 de pression et destiné à réguler la charge c'est-à-dire la quantité d'air admise dans le moteur 19. Sur des points de fonctionnement du moteur à faible charge, le papillon 22 est refermé pour générer une perte de charge abaissant la pression d'air dans la ligne 20 d'admission et limitant par conséquent la quantité d'air dans le moteur. A l'inverse, sur des points de fonctionnement du moteur à forte charge, le papillon 22 est pleinement ouvert et les pressions peuvent même dépasser la pression atmosphérique si le moteur est suralimenté ou acoustiquement adapté. Ainsi, la pression d'air admis dans le moteur 19 varie, selon les points de fonctionnement moteur, sur une plage de pression s'étendant sensiblement d'une pression d'air d'admission minimum, Pmina, et une pression d'air d'admission maximum, Pmaxa. Classiquement, la pression minimum, Pmina, d'air d'admission est sensiblement de 300 mbar pour un point de fonctionnement moteur au ralenti tandis que la pression maximum, Pmaxa, peut être supérieure à 3 bars pour un point de fonctionnement moteur à pleine charge, dans le cas où le moteur est suralimenté ou acoustiquement adapté. Le capteur 23 de pression d'air d'amission ainsi que le papillon 22 motorisé sont reliés électriquement au calculateur 16. Classiquement, la pompe 11 à vide, en fonctionnement normal, génère dans le circuit 2 de vide une pression absolue Pv qui varie sur une plage comprise entre une pression minimum, Pminv, de vide et une pression maximum, Pmaxv, de vide. A titre d'exemple, la pression minimum, Pminv, est sensiblement de 100 mbar en absolu, tandis que la pression maximum, Pmaxv, est sensiblement de 150 mbar en absolu. Afin de pouvoir se servir du capteur 23 de pression d'air d'admis déjà présent sur la ligne 20 d'admission dans la procédure de diagnostic du dispositif 1 de commande pneumatique de l'invention, de préférence, le capteur 23 de pression est apte à mesurer la pression minimum, Pminv, de vide. Le capteur 23 de pression d'air d'admission comprend un embout 24 encore dénommé port de pression, de préférence sensiblement cylindrique et comprenant la partie du capteur 23 sensible à la pression. La procédure selon l'invention comprend les étapes principales suivantes : On procède à l'arrêt du moteur 19.35 On procède ensuite à la dépose du capteur 23 de pression de la ligne 20 d'admission d'air mais on le laisse relié au calculateur 16 et connecté électriquement. Suivant l'accessibilité de l'électrovanne 4 dans le moteur, on procède ensuite à la dépose 5 de l'électrovanne 4 à tester, tout en conservant les connections électriques et pneumatiques. On procède au branchement de l'outil 18 de diagnostic au calculateur 16 par l'intermédiaire de la prise 17 diagnostic. La suite de la procédure comprend deux phases de tests. Dans une première phase de tests, avantageusement, on connecte le capteur 23 de pression en au moins un point du dispositif 1 de commande pneumatique situé en amont 15 de l'électrovanne 4. La partie du dispositif 1 de commande pneumatique situé en amont de l'électrovanne 4 comprend le circuit 2 de vide de la pompe 2 à vide au conduit 6 reliant le premier orifice 5 de passage de l'électrovanne 4 inclus. Pour ce faire, on procède dans une première séquence aux étapes suivantes : 20 On débranche le conduit 6 au niveau du premier orifice 5 de l'électrovanne 4. On raccorde ensuite le port de pression 24 du capteur 23 de pression à l'extrémité débranché du conduit 6. La figure 3 présente le montage résultant. Afin de pouvoir être raccordé au conduit 6 sans pièce d'adaptation, avantageusement, le 25 conduit 6 a un diamètre intérieur prévu pour permettre une introduction à étanchéité de l'embout 24 dans ledit conduit. A défaut, dans une variante moins avantageuse, on peut prévoir un raccord pour faire l'interface entre l'embout 24 du capteur 23 de pression et le conduit 6. 30 On poursuit la procédure selon l'invention par les étapes suivantes : On met en route le moteur en indiquant au calculateur 16, à l'aide de l'outil 18 de diagnostic, un mode spécifique de diagnostic de circuit de vide. Cette indication a pour but de prévenir le calculateur 16 d'une utilisation du capteur 23 de pression d'air d'admis à 35 une fin autre que la mesure d'une pression d'air d'admission, et ainsi éviter de nombreuses incohérences de fonctionnement du moteur 19. 10 Classiquement, la pompe 11 à vide est entrainée par les arbres à cames, non représentés, du moteur 19. Ainsi, en fonction de paramètres de fonctionnement moteur tel que notamment le régime moteur N, la pompe 11 à vide est prévue pour générer une pression P, déterminée dans le circuit 2 de vide. On effectue au moins une mesure de pression P à l'aide du capteur 23 de pression, pour un régime moteur N déterminé la pression P, générée par la pompe 11 à vide. Cette pression P est comparée par l'outil 18 de diagnostic à un seuil Sp de pression 10 prédéterminé. On arrête le moteur 19. La première séquence de la première phase de test est terminée. A ce niveau de la procédure de l'invention, on peut émettre un diagnostic de fonctionnement de la partie du dispositif 1 de commande pneumatique située en amont du point de connexion du capteur 23, sur la base d'une comparaison entre la mesure de pression P et un seuil Sp de pression prédéterminé. 20 En effet, si le résultat de la mesure de pression P est cohérent avec le seuil Sp de pression on peut conclure que le circuit 2 de vide est en bon état. Dans le cas contraire, de premier point de mesure de pression P ayant été fait le plus en aval du circuit 2 de vide, il faut poursuivre la première phase de test en remontant de proche en proche, 25 jusqu'à la pompe 11 à vide, en connectant le capteur 23 de pression en un autre point du circuit 2 de vide, plus proche de la pompe à vide, par exemple au niveau du réservoir 13, en effectuant au moins une mesure de pression P par le capteur 23 de pression, moteur en fonctionnement, et en comparant la mesure de pression P obtenue au seuil Sp de pression attendue en ce point. 30 Suivant les diagnostics obtenus aux différents points du circuit 2 de vide, on localise ainsi la défaillance et on peut conclure à un problème de pompe 11 à vide ou de fuite sur la partie du circuit 2 de vide en amont de l'électrovanne 4. 35 Dans une deuxième phase de tests, on teste la partie du dispositif 1 de commande pneumatique en aval de l'électrovanne 4, c'est-à-dire du second orifice 7 de passage à l'orifice d'entrée 15 de l'actionneur 3. Cette seconde phase de test est à réaliser en cas de 15 diagnostic de bon fonctionnement du circuit 2 de vide ou même dans le cas contraire pour s'assurer que l'on ne cumule pas une première défaillance du circuit de vide, avec une seconde dans la partie du dispositif 1 de commande pneumatique en aval de l'électrovanne 4. On procède aux étapes suivantes : On branche l'électrovanne 4 à la partie amont du circuit 2 de vide, c'est-à-dire que l'on rebranche le conduit 6 débranché au cours de la première phase de test au niveau du 10 premier orifice 5 de l'électrovanne 4, si l'on s'est limité à la première séquence de test. On raccorde la partie en aval de l'électrovanne 4 au capteur 23 de pression. Idéalement le capteur 23 de pression est raccordé au plus près de la sortie d'électrovanne 4, au niveau du second orifice 7 de passage. La figure 4 présente le montage résultant. 15 On démarre le moteur en indiquant au calculateur 16, à l'aide de l'outil 18 de diagnostic un mode spécifique de diagnostic de circuit de vide. Cette indication a pour but de prévenir le calculateur 16 d'une utilisation du capteur 23 de pression d'air d'admission à une fin autre que la mesure d'une pression d'air d'admission, pour éviter de nombreuses 20 incohérences de fonctionnement du moteur 19. On lance, via l'outil 18 de diagnostic, une routine de test qui procède à au moins une séquence comprenant une étape de commande électrique de l'électrovanne 4 précédant la mesure de pression P. On vérifie ainsi le bon fonctionnement de l'électrovanne 4 sur 25 l'ensemble de sa plage de commande électrique. Dans le cas d'une électrovanne 4 de type proportionnelle, la figure 5 présente l'évolution de la dépression AP attendue au niveau du second orifice 7 en fonction du pourcentage de commande électrique : sans pilotage électrique, soit 0% de commande électrique, 30 l'électrovanne 4 autorise le passage de l'air en provenance du troisième orifice de passage 9 relié à l'atmosphère. La dépression attendue au niveau du second orifice de passage 7 est donc faible, de l'ordre de 50 mbar dans notre exemple illustré en figure 5. A 90 % de commande électrique l'électrovanne 4 n'autorise pas le passage de l'air en provenance du troisième orifice de passage 9 relié à l'atmosphère. La dépression 35 attendue au niveau du second orifice de passage 7 est donc élevée, de l'ordre de 750 mbar dans notre exemple illustré en figure 5.5 Si la pression AP attendue en fonction du pourcentage de commande électrique n'est pas cohérente de la courbe illustrée en figure 5, on est en présence d'une fuite et l'électrovanne 4 est non conforme. Cette courbe peut être mémorisée sous forme de cartographie dans l'outil 18 de diagnostic. Dans le cas où l'électrovanne 4 est de type proportionnelle, la routine de test comprend au moins un profil de commande de l'électrovanne 4 suivant des sauts de consignes prédéterminés. Les sauts de consigne peuvent être de 5, 10, 20 et 50 % en incrément et en décrément. La figure 6 présente un exemple de profil de commande en créneaux 25 avec des sauts de consigne de commande électrique de 20% par incrémentation de 0% à 100% puis par décrémentation de 100% à 0%, et pour chaque créneau, une valeur de commande stabilisée de quelques secondes. On effectue une mesure de la pression P par le capteur 23 de pression quelques secondes après le début de la période de commande stabilisée, au cours de celle-ci. Au bout d'une à deux secondes de commande électrique stabilisée la pression P mesurée doit être cohérente de la cartographie fonctionnelle, telle qu'illustrée en figure 5, mémorisée dans l'outil 18 de diagnostic de l'électrovanne 4. Dans le cas contraire, l'électrovanne 4 n'est pas conforme. Dans le cas où l'électrovanne 4 est de type On/Off on ne peut évidemment faire que des sauts 0%-100% ou 100%-0%. Si le capteur 23 de pression a un temps de réponse suffisant, on peut prévoir de plus de 25 réaliser aussi des mesures de temps de réponse sur des sauts de consigne de commande électrique tel que des sauts 0 à 100% et 100%-0. A la fin de la routine de test, si tous les items sont bons, on peut, sans erreur, conclure à la fiabilité de l'électrovanne 4. On arrête le moteur 19. La seconde phase de test est terminée. On peut cependant prévoir de poursuivre la procédure de diagnostic par les étapes suivantes : 30 35 On branche l'électrovanne 4 à la partie aval du dispositif 1 de commande pneumatique, c'est-à-dire que l'on rebranche le conduit 8 au niveau du second orifice 7 de l'électrovanne 4. On débranche le conduit 8 au niveau de l'orifice d'entrée 15 de l'actionneur 3. On raccorde ensuite le port de pression 24 du capteur 23 de pression à l'extrémité débranché du conduit 8. La figure 6 présente le montage résultant. On teste ainsi le conduit 8 et l'étanchéité de la connexion du conduit 8 avec l'électrovanne 4. On démarre le moteur en indiquant au calculateur 16, à l'aide de l'outil 18 de diagnostic le mode spécifique de diagnostic de circuit de vide. Le moteur entraine la pompe à vide 2 qui génère une pression P, dans le circuit 2 de vide en amont de l'électrovanne 4. On procède à une mesure de pression P à l'aide du capteur 23 de pression. Cette pression P est comparée par l'outil 18 de diagnostic à un seuil de pression Sp déterminé. Sans pilotage électrique de l'électrovanne 4, soit 0% de commande électrique, le seuil de 20 pression Sp dans le conduit 8 doit être cohérent de la dépression attendue, soit de l'ordre de 50 mbar dans notre exemple illustré en figure 5. Dans le cas contraire, on est en présence d'une fuite dans le conduit 8 ou au niveau de la connexion du conduit 8 avec l'électrovanne 4. 25 On arrête le moteur 19. La seconde phase de test est terminée. La procédure de l'invention à pour avantage d'être sans organe de test complémentaire pour un garagiste ou tout autre opérateur de maintenance ou de réparation ou encore en vérification en usine terminale. Cette procédure permet d'éviter les déposes et/ ou le 30 changement injustifiés d'électrovanne et par conséquent un surcoût injustifié pour le client. Ce mode de réalisation n'est aucunement limitatif. Selon une variante moins avantageuse, le capteur de pression n'appartient pas au moteur 19, ce qui évite un 35 démontage du capteur 23 de pression d'air admis.15 Revendications1. Procédé de diagnostic de fonctionnement d'un dispositif (1) de commande pneumatique pour un moteur (19) à combustion interne, ledit dispositif comportant un circuit (2) de vide comprenant une pompe (11) à vide, un actionneur (3) pneumatique, une électrovanne (4) reliés par des conduits (6, 8) au circuit (2) de vide et à l'actionneur (3), caractérisé en qu'il comprend au moins les étapes suivantes : -connecter un capteur (23) de pression à un point du dispositif (1) de commande pneumatique, -mettre en route le moteur (19) pour entrainer la pompe (11) à vide, -effectuer au moins une mesure de pression (P) par le capteur (23) de pression, -émettre un diagnostic de fonctionnement de la partie du dispositif (1) de commande pneumatique située en amont du point de connexion du capteur (23), sur la base d'une comparaison entre la mesure de pression (P) et un seuil (Sp) de pression prédéterminé. 2. Procédé de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on connecte le capteur (23) de pression en au moins un premier point du dispositif (1) de commande situé en amont de l'électrovanne (4) puis en au moins un second point du dispositif (1) de commande situé en aval de l'électrovanne (4). 3. Procédé de diagnostic selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de commande électrique de l'électrovanne (4) précédant la mesure de pression (P) au second point du dispositif (1) de commande situé en aval de l'électrovanne (4). 4. Procédé de diagnostic selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en que le moteur (19) à combustion interne comportant un capteur (23) de pression d'air admission disposé sur une ligne (20) d'admission d'air, l'on utilise le capteur (23) de pression d'air d'admission pour réaliser ledit procédé. 5. Procédé de diagnostic selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capteur (23) de pression est relié au dispositif (1) de commande pneumatique de manière étanche par une extrémité d'un des conduits (6, 8). 6. Moteur à combustion interne comportant une ligne (20) d'admission air doté d'un capteur (23) de pression d'air admis, un dispositif (1) de commande pneumatique comportant un circuit (2) de vide comprenant une pompe (11) à vide, un actionneur (3) pneumatique, une électrovanne (4) reliés par des conduits (6, 8) au circuit (2) de vide et à l'actionneur (3), la pompe (11) à vide étant apte à générer une pression minimum (Pminv) de vide, caractérisé en ce que le capteur (23) de pression d'air admis est apte à être introduit à étanchéité dans un des conduits (6, 8) du dispositif (1) de commande pneumatique et est apte à mesurer la pression minimum (Pminv) de vide, afin de permettre la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 . 7. Moteur à combustion interne selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur (23) de pression d'air d'admission comprend un port de pression (24) sensiblement cylindrique et en ce que les conduits (6, 8) ont un diamètre intérieur prévu pour permettre une introduction à étanchéité du port de pression (24) dans lesdits conduits.10