Brevet FR3060744A1 — publié le 20180622

Domaine de l'invention La Présente invention se rapporte à un procédé pour dé- terminer la dose d'injection d'au moins un injecteur de système de dosage de carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule ainsi qu'une unité de calcul et un programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre de ce procédé. Etat de la technique Les systèmes de dosage de carburant permettent de doser le carburant nécessaire à la combustion dans un moteur à combustion interne, le carburant étant injecté par un ou plusieurs injecteurs. Dans le cas de l'injection directe d'essence et dans le cas de l'injection par rampe commune, le carburant est injecté directement dans la chambre de combustion. La quantité de carburant dosée de manière précise est un élément décisif pour la qualité de la combustion et ainsi la consom- mation et les gaz de combustion émis par le moteur à combustion in- terne. La quantité de carburant dosée est toutefois influencée elle-même par les propriétés de l'injecteur. Du fait de la dispersion des exemplaires, dans le cas d'injecteurs utilisés dans un moteur à combus- tion interne, la dose de carburant attribuée aux différents injecteurs est souvent différente pour avoir une commande identique, ce qui se traduit par une réduction de la qualité de combustion. Il faut également souligner que tous les cylindres du moteur et avec la même commande ne génèrent pas le même couple. La conséquence des différences de couple est l'irrégularité du fonctionnement du moteur et l'augmentation de ses émissions. On peut vérifier par un essai de montée en vitesse, l'écart quantitatif lié aux injecteurs installés dans un moteur à combustion interne, même dans le cas d'un véhicule livré au client, et cela de ma- nière simple sans nécessiter de démontage. Les conditions particulières de l'environnement de l'atelier permettent des modes de fonctionnement modifiés ainsi que des points de fonctionnement définis de manière fixe et stable. En fonctionnement normal de roulage cela n'est souvent pas possible car l'unité de commande du moteur à combustion interne doit appliquer la demande du conducteur. Des quantités injectées diffé- 3060744 2 rentes peuvent se détecter à la montée en vitesse du moteur à combustion interne en ce que partant d'une certaine vitesse de rotation de repos, en prédéfinissant une quantité de dosage de consigne pour tous les injecteurs sauf pour l'un d'entre eux, sera accéléré pendant une durée 5 fixe (c'est-à-dire une montée de vitesse). Cela permet de neutraliser les fonctions de précision, d'équilibrage et de correction avec le cas échéant, des valeurs apprises antérieurement, pour reconnaître aussi clairement que possible l'état de fonctionnement réel. La vitesse de rotation cible alors obtenue est mesurée. On change d'injecteur non com- 10 mandé. Si une ou des vitesses de rotation cible varient de manière significative de la moyenne des autres vitesses de rotation cible, cela permet de conclure à un écart par rapport à la dose réelle d'injection par rapport à la dose de consigne. Mais cela a l'inconvénient de ne disposer que d'une plage 15 de vitesse de rotation réduite dans laquelle les injecteurs ne fournissent toutefois qu'une petite partie de leur dose habituelle. Dans cette plage quantitative, d'éventuels défauts qui se répercutent surtout pour une forte quantité de dosage ne se répercutent pas suffisamment pour être détectés. 20 Le document DE 10 2009 028 374 A 1 décrit un procédé selon lequel, pour adapter ou diagnostiquer un moteur à combustion interne associé à un véhicule hybride et qui, constitue une unité motrice, avec au moins un moteur secondaire, pour régler les différents états de fonctionnement du moteur à combustion interne par le moteur 25 secondaire pour avoir un couple de réaction positif ou négatif appliqué au moteur à combustion interne que l'on fait fonctionner avec un paramètre à un point de fonctionnement réglé. Exposé et avantages de l'invention L'invention a pour objet un procédé pour déterminer une 30 dose d'injection d'au moins un injecteur de système de dosage de car- burant d'un moteur à combustion interne de véhicule selon lequel le moteur à combustion interne est couplé à une machine électrique pour transmettre un couple, on détermine le courant généré par la machine électrique à l'arrêt du véhicule, le moteur à combustion interne fonc- 35 tionnant à une certaine vitesse de rotation prédéfinie et sous une 3060744 3 charge prédéfinie, et on fixe la dose d'injection d'un injecteur à partir de la valeur du courant généré par la machine électrique. L'invention consiste à prévoir la charge appliquée à un moteur à combustion interne par une machine électrique couplée au 5 moteur à combustion interne dans le sens de la transmission du couple. Le courant électrique généré par la machine électrique pour une vitesse de rotation déterminée du moteur à combustion interne est ainsi une mesure de la quantité de carburant effectivement utilisée. Les machines électriques d'entraînement hybride conviennent tout particuliè- 10 rement car ces machines sont habituellement relativement puissantes et peuvent ainsi fonctionner à des points de charge élevée. Toutefois, on peut également envisager d'autres machines électriques, par exemple, celles destinées à un fonctionnement dynamique (fonctionnement par récupération d'énergie) ou utilisées dans des réseaux de bord à 48V. La 15 présente invention permet notamment de juger directement de l'énergie fournie au moteur par l'exploitation du bilan énergétique de la machine électrique. L'invention permet de vérifier les injecteurs et notamment de localiser en atelier un injecteur défectueux en ce que le point de 20 charge du moteur à combustion interne est décalé pour une vitesse de rotation fixe, vers les charges élevées au ralenti. Pour cela, il est important d'avoir une machine électrique qui peut appliquer une charge au moteur à combustion interne et lui permettre ainsi d'utiliser une dose de carburant plus élevée, pour éviter que le moteur à combustion in- 25 terne ne passe en surrégime et n'atteigne une vitesse de rotation trop élevée. A partir du courant généré par la machine électrique on peut alors conclure à la quantité injectée. On pourra également contrôler les actionneurs qui in- fluencent l'énergie émise par le moteur à combustion interne, tels que la 30 soupape de retour des gaz d'échappement, le volet d'étranglement, le clapet d'inertie, le volet de retenue, le turbocompresseur ou autre. Par exemple, l'ouverture et la fermeture de la soupape de recyclage des gaz d'échappement peuvent servir pour modifier l'énergie fournie par le moteur à combustion interne et entraînant ainsi une modification de 35 l'intensité du courant que l'on peut exploiter. La même remarque 3060744 4 s'applique à un turbocompresseur ou autre organe d'actionnement. Cela permet de diagnostiquer les défauts (par exemple) un actionneur grippé. De manière préférentielle, avant de déterminer la dose 5 d'injection notamment déjà dès le début de la mise en charge, on vérifie si certaines conditions de libération sont remplies. Il s'agit notamment de vérifier l'état de charge de la batterie alimentée par la machine électrique pour déterminer son état de charge maximum. La batterie doit en effet pouvoir absorber l'énergie fournie par la machine électrique. Il 10 s'agit avantageusement aussi de vérifier le fonctionnement électrique des composants du moteur à combustion interne. Si l'une des conditions de libération n'est pas remplie, la mise en charge ne sera pas libérée. Il est prévu de réaliser la condition de libération de manière active, par exemple, en déchargeant la batterie. De façon préférentielle, la mise 15 en charge est libérée lorsque les conditions de libération sont remplies. De manière préférentielle, avant de déterminer la dose d'injection, notamment déjà avant le début de la mise en charge, on bloque ou on coupe les fonctions qui peuvent influencer le résultat de 1"essai. Il s'agit, par exemple, de la fonction de régénération du filtre à 20 particules ou du catalyseur. De manière préférentielle, avant de déterminer la dose d'injection on fait fonctionner le moteur à combustion interne dans un état de fonctionnement défini. Il s'agit de prédéfinir une vitesse de rotation. De manière préférentielle, cela consiste également à prédéfinir au 25 moins un paramètre choisi entre la pression de l'accumulateur haute pression de carburant (rampe commune), la position de la soupape de recyclage des gaz d'échappement, de la position du volet d'étranglement, de la position définie de l'actionneur de turbocompresseur et autres. De cette manière on aura un résultat comparable. 30 De façon préférentielle, avant de déterminer la dose d'injection, on équilibre les doses ou le couple associés aux injecteurs de façon que chaque injecteur fournisse pratiquement la même composante de couple. Par exemple, selon les documents DE 195 27 218 A 1 DE 2004 010 412 A1, on connait des procédés d'équilibrage de cy- 35 lindres (encore appelés procédure de régulation de fonctionnement) qui, 3060744 5 entre autre, sont connus sous la dénomination (FBC) "Fuel Balance Control". Selon ces procédures, à l'aide d'installations de capteurs, on saisit la vitesse de rotation instantanée du moteur à combustion interne et on analyse l'évolution saisie de la vitesse de rotation. Cela permet de 5 déterminer les variations de couple et de conclure aux variations de la masse de carburant injectée dans les différents cylindres du moteur à combustion interne. Les différences entre les masses de carburant injectées peuvent alors être compensées en corrigeant la masse d'injection de consigne par l'application d'un correctif de masse. 10 Une unité de calcul selon l'invention, par exemple, l'appareil de commande du véhicule ou un appareil d'essai utilisé en atelier, permettent notamment d'exécuter le procédé selon l'invention sous la forme d'un programme. Le procédé peut également être implémenté sous la forme 15 d'un programme d'ordinateur, ce qui est avantageux car, notamment très économique en particulier si l'on utilise un appareil de commande qui sert également à d'autres fonctions et est disponible de toutes façons. Les supports de données appropriés pour le programme d'ordinateur sont notamment des mémoires magnétiques, optiques ou 20 électriques telles que les disques durs, les mémoires flash, les mémoires EEPROM ou DVD. On peut également télécharger le programme par un réseau d'ordinateurs (internet, intranet ou autres). Dessins La présente invention sera décrite ci-après, de manière 25 plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une représentation très schématique d'un moteur à combustion interne équipé d'une installation d'injection de carburant à plusieurs injecteurs, 30 la figure 2 montre un ordinogramme simplifié d'un mode de réali- sation préférentiel du procédé de l'invention, et la figure 3 montre les courbes de la vitesse de rotation et de la quantité injectée dans un moteur à combustion interne ainsi que du courant généré par la machine électrique selon un mode de réa- 35 lisation préférentiel du procédé de l'invention. 3060744 6 Description de modes de réalisation La figure 1 montre schématiquement la partie d'un mo- teur à combustion interne équipé d'un système de dosage de carburant à la base de l'invention, portant la référence 10. Le moteur à combus- 5 tion interne est, par exemple, un moteur diesel. Le moteur à combustion interne 10 a un réservoir de carburant 12 dans lequel un système d'alimentation 14 prélève le carburant pour alimenter une conduite haute pression de carburant 16. Le système d'alimentation 14 comporte, par exemple, une pompe haute 10 pression et une unité de dosage. La conduite haute pression de carburant 16 est, par exemple, sous la forme d'une rampe commune. La conduite haute pression de carburant 16 est reliée aux injecteurs 18 pour injecter le carburant directement dans les chambres de combustion des cylindres 20 15 associés aux injecteurs 18. Le fonctionnement du moteur à combustion interne 10 et en particulier de son installation d'injection de carburant comportant le système d'alimentation 14, la conduite haute pression de carburant 16 et les injecteurs 18 est commandé par une unité de calculs constituée ici par l'appareil de commande 22 du moteur. L'appareil 20 de commande 22 permet de saisir les valeurs d'entrée, par exemple la vitesse de rotation actuelle (régime moteur) et de fournir des valeurs de sortie ou de commander les actionneurs, notamment de commander les injecteurs 18. Le vilebrequin 24 du moteur à combustion interne 10 est 25 relié par une transmission à courroie 30 à une machine électrique 40 fonctionnant comme moteur ou comme générateur, par exemple, dans le cas d'une motorisation hybride. La machine électrique 40 est également commandée par l'appareil de commande 22. La machine électrique 40 est reliée à la batterie 42 du réseau de bord du véhicule par 30 l'intermédiaire d'un redresseur 41. L'appareil de commande 22 est programmé pour exécuter un mode de réalisation préférentiel du procédé de l'invention comme cela sera décrit ci-après en référence aux figures 2 et 3. De manière avantageuse on a ainsi un procédé de diagnostique des injecteurs par le 35 programme appliqué par l'appareil de commande ou par un testeur 3060744 7 d'atelier. La figure 2 montre l'ordinogramme d'un mode de réalisation préférentiel du procédé de l'invention et la figure 3 montre les courbes représentant la vitesse de rotation (n) et la dose injectée (m) du moteur à combustion interne 10 ainsi que l'intensité (i) du courant généré par 5 la machine électrique ; ces différents variables sont représentés en fonc- tion du temps (t) pour l'exécution d'une forme de réalisation du procédé de l'invention. Dans une première étape 401 en option on vérifie d'abord si les conditions de libération sont remplies. Il s'agit notamment de véri- 10 fier l'état de charge de la batterie 42 pour savoir si la batterie n'est pas complètement chargée et qu'elle est en mesure de recevoir de l'énergie électrique générée pendant l'essai. Ce n'est que si les conditions de libération sont remplies que l'on poursuit par une étape 402 également en option. Dans cette 15 étape, on bloque les fonctions qui peuvent influencer le résultat de l'essai et notamment la fonction de régénération du filtre à particules ou du catalyseur. Dans l'étape 403 on fait fonctionner le moteur à combus- tion interne dans un état de fonctionnement défini. En particulier, il est 20 prévu ainsi de fonctionner à une vitesse de rotation de consigne (n) par exemple au ralenti ou à une vitesse de rotation relevée par rapport à celle du ralenti. En outre, pour arriver dans un état de fonctionnement défini il faut prédéfinir les valeurs de consigne de la pression dans l'accumulateur haute pression 16 et aussi les valeurs de consigne 25 d'autres composants du moteur à combustion interne 10 et notamment celles concernant la soupape de réinjection des gaz d'échappement, du volet d'étranglement, des actionneurs de turbocompresseur et autres. La dose injectée (m), actuelle est avantageusement bloquée. La vérification proprement dite des injecteurs 18 com- 30 mence par l'étape 404 à un premier instant to (voir figure 3). En particu- lier on augmente pas à pas ou de manière (quasi) continue, la charge appliquée par la machine électrique 40. Cette charge doit être compensée par le moteur à combustion interne 10 pour que sa vitesse de rotation (n) reste constante. La quantité totale injectée (m) augmente ainsi. 35 De manière préférentielle on adapte en même temps les quantités rela- 3060744 8 tives injectées par les différents injecteurs de sorte que tous les injecteurs fournissent le même composant de couple. L'entraînement de la machine électrique 40 par le moteur à combustion interne 10 génère un courant électrique. Le courant élec- 5 trique obtenu est mesuré et est mis directement en rapport avec le couple généré par cette injection. On peut en particulier mesurer le courant de charge alimentant la batterie 42. Pour obtenir un courant de consigne souhaité dans la batterie, dans l'étape 405 on adapte la dose injectée (m) en procédant 10 par itération jusqu'à ce que le courant réel corresponde au courant de consigne, par exemple à l'instant ti. De cette manière on pourra déterminer la différence entre la quantité injectée (m) pour le "courant de charge 0" et le "courant de charge X" ou encore l'évolution de la quantité injectée pour le "courant de charge 0" (to) jusqu'à "courant de charge X" 15 (-Li). Pour l'exploitation, on peut comparer notamment à des valeurs de référence. La valeur de référence décrit une augmentation du courant de charge de 10A pour une augmentation de la quantité injectée par cycle de fonctionnement de 10 mg. S'il faut injecter une quantité plus ou moins importante, 20 la quantité globale injectée n'est pas correcte. En même temps l'équilibrage de couple décrit permet de calculer des correctifs pour la quantité ou dose injectée. En combinant les deux procédés de correction, on obtient une information concernant l'importance du défaut absolu, individuel de chaque injecteur. Cela permet de diagnostiquer les 25 différents injecteurs pour les considérer comme défectueux si le correc- tif nécessaire est trop important. En option, dans l'étape 406, à l'instant t2 on vérifie l'actionneur qui influence l'énergie fournie au moteur à combustion interne 10. On modifie ainsi la valeur de réglage de l'actionneur, par 30 exemple, le degré d'ouverture de la soupape de recyclage des gaz d'échappement en l'augmentant par exemple. Cela se traduit dans l'exemple évoqué par une diminution de la puissance fournie par le moteur à combustion interne 10 de sorte que si la dose injectée (m) reste la même, il faudra appliquer une charge électrique plus faible pour main- 35 tenir la vitesse de rotation (n) constante. Ensuite, le courant (i) diminue. 3060744 9 A partir du degré de diminution on peut conclure à l'aptitude au fonctionnement de l'actionneur. Le procédé se termine par l'étape 407, par exemple, à la demande du technicien de service ou si au moins une condition de libé- 5 ration n'est plus remplie ensuite (par exemple si la batterie est chargée complètement. 10 3060744 10 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 Moteur à combustion interne 12 Réservoir de carburant 5 14 Système d'alimentation en carburant 16 Pompe haute pression 18 Injecteur 20 Cylindre 22 Appareil de commande du moteur 10 30 Transmission par courroie Machine électrique fonctionnant comme moteur ou comme Générateur 41 Redresseur 42 Batterie du réseau de bord 15 401-407 Etapes du procédé REVENDICATIONS1°) Procédé pour déterminer une dose d'injection d'au moins un injecteur (18) de système de dosage de carburant d'un moteur à combustion interne (10) de véhicule selon lequel le moteur à combustion interne (10) est couplé à une machine élec- trique (40) pour transmettre un couple, on détermine le courant (1) généré par la machine électrique (40) à l'arrêt du véhicule, le moteur à combustion interne (10) fonctionnant à une certaine vitesse de rotation (n) prédéfinie et sous une charge prédéfinie, et on fixe la dose d'injection (m) d'un injecteur (18) à partir de l'intensité du courant (1) généré par la machine électrique (40). 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que on régule l'intensité du courant (1) généré par la machine électrique (40) sur une valeur de consigne en variant la dose d'injection (m) d'au moins un injecteur (18). 3°) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu' on équilibre la participation de l'injecteur (18) au couple avant de déterminer la dose d'injection (m). 4°) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on détermine l'évolution de la valeur de l'intensité (1) du courant généré par la machine électrique (40) pour plusieurs charges différentes et à partir de cette évolution on conclut à l'aptitude au fonctionnement de l'injecteur (18). 5°) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on modifie la valeur de réglage d'un actionneur influençant l'énergie fournie par le moteur à combustion interne, et 3060744 12 on conclut à l'aptitude au fonctionnement de l'actionneur à partir de l'intensité du courant (1) généré par la machine électrique (40). 6°) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce qu' avant de déterminer l'intensité du courant (1) généré par la machine électrique (40), on vérifie si au moins une condition de libération est remplie et/ou on bloque au moins une fonction qui peut influencer le résultat de 10 l'essai et/ou on met la machine thermique (10) dans un état de fonctionnement déterminé. 7°) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce qu' on applique le procédé dans un atelier. 8°) Unité de calcul (22) exécutant le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour déterminer une dose d'injection d'un 20 injecteur (18) d'un système de dosage de carburant de moteur à com- bustion interne (10) de véhicule selon lequel le moteur à combustion interne (10) est couplé à une machine électrique (40) pour transmettre un couple, on détermine le courant (1) généré par la machine électrique (40) à 25 l'arrêt du véhicule, le moteur à combustion interne (10) fonctionne à une certaine vitesse de rotation (n) prédéfinie et à une charge prédéfinie, et on conclut à la dose d'injection (m) d'un injecteur (18) à partir de la valeur du courant (1) généré par la machine électrique (40). 30 9°) Programme d'ordinateur appliqué à une unité de calcul (22) pour exécuter le procédé selon l'une des revendications 1 à 7, et support de mémoire lisible par une machine comportant ce programme d'ordinateur. 35