Brevet FR3090043A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : boîtier de conversion au bioéthanol comprenant un dispositif de diagnostic Domaine technique [0001] L'invention concerne le domaine des dispositifs de conversion au Bioéthanol pour des moteurs à injection directe. Ces dispositifs permettent à un utilisateur d'utiliser au choix un carburant sans plomb ou un carburant de type Bioéthanol ou un mélange des deux, pour alimenter le moteur d'un véhicule automobile par exemple. Ces dispositifs permettent plus précisément de commander la durée d'ouverture des injecteurs, dans la mesure où l'utilisation du Bioéthanol nécessite l'injection de combustible supplémentaire pour obtenir des performances similaires à celles obtenues avec un carburant sans plomb. Ces dispositifs sont conçus pour ne pas perturber l'unité de commande ECU habituelle du moteur qui doit pouvoir fonctionner correctement, que le dispositif de conversion au Bioéthanol soit actif ou non, que le moteur soit alimenté en carburant sans plomb ou en Bioéthanol. [0002] Un tel dispositif de conversion comprend de manière connue un circuit d'adaptation agencé pour recevoir un signal d'injection fourni sur une prise d'entrée par l'unité de commande ECU du moteur (par exemple le calculateur usuel d'un véhicule) et fournir un signal d'injection modifié approprié pour injecter plus de combustible dans le moteur. 100031 De manière classique, pour connecter rapidement des faisceaux et des dispositifs électriques dans un véhicule, on utilise des moyens de connexion rapide comprenant un connecteur mâle et un connecteur femelle agencés pour être emboîté fun dans l'autre selon une orientation imposée par un détrompeur. Dans le cadre de la présente description, par souci de clarté, les deux connecteurs d'un moyen de connexion rapide sont distingués en fonction de l'usage qui en est fait : - l'expression "fiche" ou "fiche de connexion" désigne un connecteur, mâle ou femelle, fixé sur un support, une carte électronique, un circuit, un dispositif, etc. - l'usage de l'expression "connecteur" est limité à un connecteur, mâle ou femelle, solidarisé à des fils électriques d'un faisceau électrique. 100041 Un dispositif de conversion se présente sous la forme d'un boîtier à l'intérieur duquel est positionnée une carte électronique comprenant le circuit d'adaptation. L'installation du boîtier suppose d'enlever le faisceau électrique reliant habituellement l'unité de commande ECU du moteur aux injecteurs et de le remplacer par deux faisceaux similaires, un faisceau d'entrée allant de l'unité de commande ECU à l'entrée du dispositif de conversion et un faisceau de sortie allant du dispositif de conversion aux 2 injecteurs. L'accès physique aux liches de connexion de l'unité de commande ECU et aux fiches de connexion des injecteurs étant souvent difficile, l'installation d'un boîtier de conversion dans un véhicule peut prendre en pratique quelques dizaines de minutes à quelques heures. [0005] Après mise en place du boîtier de conversion et connexion du boîtier de conversion d'une part à l'unité de commande ECU du moteur et d'autre part aux injecteurs du moteur, il arrive que le moteur ne tourne pas correctement. Egalernent, après quelques temps d'utilisation, une panne peut survenir. L'installateur doit alors rapidement localiser l'élément défectueux pour remettre en état ou réparer le véhicule. Description de l'invention [0006] L'invention propose une solution pour localiser un élément défectueux dans une ins- tallation comprenant un dispositif de conversion selon l'invention. [0007] A cet effet, l'invention propose un nouveau dispositif de conversion comprenant une prise d'entrée (20) pour recevoir un signal initial d'injection (SI) produit par une unité de commande (ECU) du moteur et un circuit d'adaptation (10) agencé pour fournir sur une prise de sortie (40), à partir du signal d'injection initial (SI), un signal d'injection modifié (SM), l'injecteur (5) du moteur étant relié à la prise dc sortie par un faisceau électrique dc sortie (45). [0008] Selon l'invention, le dispositif dc conversion (1) est caractérisé en ce qu'il comprend également un dispositif dc diagnostic (50) agencé pour détecter une défaillance d'un des composants de l'ensemble des composants situés électriquement en aval de l'unité de commande du moteur et comprenant la prise d'entrée, le circuit d'adaptation, la prise de sortie, le faisceau dc sortie, l'injecteur et le dispositif dc diagnostic. [0009] Selon un mode dc réalisation, le dispositif de diagnostic peut comprendre un dispositif de mesure d'un courant circulant dans un fil de retour du signal d'injection entre une borne négative de l'injecteur et une borne négative de l'unité de commande (ECU), et un dispositif d'alerte agencé pour afficher un signal d'alerte si aucun courant n'est détecté alors qu'un signal initial d'injection est reçu par le circuit d'adaptation (10). [0010] La mesure du courant circulant dans le fil de retour du signal d'injection permet de diagnostiquer tout le circuit électrique entre l'unité de commande ECU et l'injecteur, comme on le verra mieux plus loin dans un exemple. [0011] Egalement, selon un mode de mise en oeuvre de l'invention adapté pour un moteur à injection directe comprenant N injecteurs, le dispositif de conversion peut comprendre N prises d'entrée connectées à N prises de sortie de l'unité de commande (ECU) du moteur, N prises de sortie connectées respectivement aux N injecteurs par l'intermédiaire de faisceaux électriques, N circuits d'adaptation et N dispositifs de diagnostic, un dispositif d'adaptation de rang n étant connecté entre une première borne 3 positive d'une prise d'entrée de même rang n et une première borne d'une prise de sortie de même rang n et chaque dispositif de diagnostic de rang n étant connecté entre une deuxième borne négative d'une prise d'entrée de même rang n et une deuxième borne d'une prise de sortie de même rang n, n étant un nombre entier compris entre 1 et N. [0012] Les N dispositifs de diagnostic permettent ainsi de diagnostiquer séparément chaque circuit électrique reliant l'unité de commande à un injecteur. [0013] Selon l'invention, il est également possible d'affiner le diagnostic par un procédé comprenant les étapes suivantes, consistant à: - connecter chaque injecteur de rang n à une prise de sortie de même rang n du dispositif de conversion, - si le dispositif d'alerte de rang n1 affiche un signal d'alerte, déconnecter l'injecteur de rang n2 de la prise de sortie de même rang n2, et connecter l'injecteur de rang n1 à la prise de sortie de rang n2, nl, n2 étant des nombres entiers compris entre 1 et N, n2 étant différent de n2, - si le dispositif d'alerte de rang n2 affiche un signal d'alerte, en conclure à une défaillance de l'injecteur de rang n1 ou de la liaison électrique reliant l'injecteur de rang n1 à la prise de sortie de rang n2 du dispositif de conversion, sinon, en conclure à une défaillance du circuit d'adaptation de rang n1 ou du dispositif de diagnostic de rang ni. Brève description des figures [0014] L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit d'exemples de mises en oeuvre de l'invention. Ces exemples sont donnés à titre non limitatif La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels : [0015] [fig.1] est un dessin schématisant la connexion d'un injecteur à une unité de commande moteur, avec un dispositif de conversion au Bioéthanol selon l'invention, [0016] W8.21 est un schéma d'un mode de réalisation d'un élément d'un dispositif de conversion au Bioéthanol selon l'invention. [0017] Description détaillée de modes de réalisation de l'invention [0018] Comme dit précédemment, l'invention concerne un dispositif de conversion d'un moteur à injection directe, permettant à un utilisateur d'utiliser un carburant de son choix, par exemple un carburant sans plomb, un carburant de type bioéthanol ou un mélange des deux pour alimenter le moteur. [0019] Les principes généraux de l'installation d'un dispositif de conversion dans un véhicule sont schématisés sur la figure 1, pour la commande d'un injecteur 5, les autres éléments du moteur n'étant pas représentés. Le schéma est volontairement limité à la connexion d'un unique injecteur, par souci de simplification et de clarté. [0020] Le dispositif de conversion 1 comprend un circuit d'adaptation 10, une prise d'entrée 20 et une prise de sortie 40. La prise d'entrée 20 est destinée à être reliée électriquement par un faisceau d'entrée 25 à deux fils à une unité de commande ECU d'un moteur, qui peut être par exemple le calculateur central dans le cas d'un véhicule. La prise de sortie 40 est destinée à être reliée électriquement par un faisceau de sortie 45 à deux fils à l'injecteur 5 du moteur. [0021] Plus précisément dans l'exemple, le circuit d'adaptation 10 est agencé entre la borne positive de la prise d'entrée 20 pour recevoir un signal initial d'injection SI fourni par l'unité ECU et la borne de sortie positive de la prise de sortie 40 pour transmettre un signal d'injection modifié SM à l'injecteur 5. Le circuit d'adaptation 10 est agencé pour analyser le signal initial d'injection SI qu'il reçoit de l'unité de commande ECU via la prise d'entrée 20, puis modifier le signal d'injection fourni par l'unité de commande moteur, le signal d'injection modifié SM étant ensuite transmis à l'injecteur via la prise de sortie 40. Le signal d'injection est un signal de commande d'ouverture de l'injecteur. Dans les faits, les formes d'onde, les amplitudes et les durées des signaux d'injection sont très variables d'un moteur à l'autre. Il s'agit de signaux périodiques, de fréquence proportionnelle au régime (vitesse de rotation) du moteur. Sur une période, les signaux d'injection, SI ou SM, peuvent en pratique avoir une tension comprise entre quelques dizaines et une centaine de Volt, et un courant qui peut présenter des pointes comprises entre quelques Ampère et quelques dizaines d'Ampère et qui peut être nul en fin de période d'injection. [0022] Selon l'invention, le dispositif de conversion comprend également un dispositif de diagnostic 50 agencé pour détecter une défaillance d'un des composants de l'ensemble des composants situés électriquement en aval de l'unité de commande du moteur et comprenant la prise d'entrée, le circuit d'adaptation, la prise de sortie, le faisceau de sortie, l'injecteur et le dispositif de diagnostic. [0023] Selon le mode de réalisation de la figure 2, le dispositif de diagnostic 50 comprend un dispositif de mesure Si d'un courant circulant dans un fil de retour du signal d'injection, et un dispositif d'alerte 52 agencé pour afficher un signal d'alerte si aucun courant n'est mesuré alors qu'un signal initial d'injection SI est reçu par le circuit d'adaptation 10. [0024] Dans l'exemple de la figure 1, le dispositif de mesure est un capteur de courant à effet Hall, qui présente l'avantage de réaliser une isolation galvanique entre le fil de retour et les dispositifs électriques situés en aval du capteur ; le capteur produit un signal de mesure dont une tension de mesure est proportionnelle au courant circulant dans le fil de retour. Le dispositif d'alerte est ici une diode électroluminescente, communément appelée LED, dont deux bornes sont connectées entre les bornes de sortie du capteur de courant de sorte que la LED produit un signal lumineux proportionnel au courant circulant dans le fil de retour. Si la LED reste éteinte alors qu'un signal initial d'injection SI est reçu par le circuit d'adaptation, cela signifie que la liaison électrique entre la borne positive et la borne négative de la prise d'entrée du dispositif de conversion et passant par l'injecteur, est défectueuse. Si la LED est allumée, cela signifie que l'injecteur est correctement alimenté par un signal d'injection périodique ; en pratique, lorsqu'elle est allumée, la LED clignote du fait que le courant mesuré est périodique et présente sur une période des pointes de courant et une amplitude nulle ou quasi-nulle en fin de période. Au contraire, si la LED est éteinte, cela signifie que le courant mesuré est nul, c'est-à-dire qu'un élément dans le circuit est défaillant. [0025] Dans un autre exemple, adapté pour un moteur comprenant N injecteurs, le dispositif de conversion comprend : - N prises d'entrée connectées à N prises de sortie de l'unité de commande (ECU) du moteur, - N prises de sortie connectées respectivement aux N injecteurs par l'intermédiaire d'un faisceau électrique, - N circuits d'adaptation, chaque dispositif d'adaptation étant connecté entre une première borne positive d'une prise d'entrée et une première borne d'une prise de sortie, et - N dispositifs de diagnostic, chaque dispositif de diagnostic étant connecté entre une deuxième borne négative d'une prise d'entrée et une deuxième borne d'une prise de sortie. [0026] Tous les dispositifs de diagnostic peuvent être réalisés de manière similaire, avec un dispositif de mesure du courant dans un fil de retour d'un signal d'injection et un dispositif d'alerte, par exemple de type LED [0027] Le circuit électrique de chaque injecteur est ainsi diagnostiqué séparément de sorte qu'il est aisé de localiser le circuit électrique défaillant. En effet, un signal d'alerte de rang n1 affiché, c'est-à-dire dans l'exemple une LED de rang ni éteinte, signifie une défaillance dans le circuit électrique constitué de la prise d'entrée de rang ni, le circuit d'adaptation de rang ni, la prise de sortie de rang ni, le faisceau de rang ni, l'injecteur de rang n1 et le dispositif de diagnostic de rang ni. Ceci permet de localiser immédiatement le circuit électrique de rang n1 défaillant. Au contraire, si aucun signal d'alerte n'est affiché, c'est-à-dire si toutes les LED clignotent, cela signifie que tous les injecteurs sont correctement commandés par un signal d'injection modifié SM [0028] 11 est possible d'aller plus loin dans le diagnostic, en réalisant les étapes suivantes, consistant à : - connecter chaque injecteur de rang n à une prise de sortie de même rang n du dispositif de conversion, - si le dispositif d'alerte de rang ni affiche un signal d'alerte, déconnecter l'injecteur de rang n2 de la prise de sortie de même rang n2, et connecter l'injecteur de rang ni à 6 la prise de sortie de rang n2, nl, n2 étant des nombres entiers compris entre 1 et N, n2 étant différent de n2, - si le dispositif d'alerte de rang n2 affiche un signal d'alerte, en conclure à une défaillance de l'injecteur de rang n1 ou de la liaison électrique reliant l'injecteur de rang n1 à la prise de sortie de rang n2 du dispositif de conversion, sinon, en conclure à une défaillance du circuit d'adaptation de rang n1 ou du dispositif de diagnostic de rang ni. [0029] Ces étapes permettent de savoir rapidement si l'élément défaillant est à l'extérieur du boîtier de conversion (défaillance de l'injecteur ou de la liaison électrique entre l'injecteur et la prise de sortie du dispositif de conversion de rang n1) ou à l'intérieur du boîtier (défaillance du circuit d'adaptation, du dispositif de diagnostic, de la prise d'entrée ou la prise de sortie dc rang n1). [0030] Dans un exemple de réalisation pratique, le dispositif selon l'invention comprend un boîtier dans lequel est installée une unique carte électronique, sur laquelle sont positionnés le circuit d'adaptation 10, la prise d'entrée et la prise de sortie 40, pour un injecteur ou pour chaque injecteur. Chaque prise d'entrée ou de sortie est matérialisée par une fiche de connexion 21, 41 ; les fiches de connexion 21, 41 associées à un même injecteur sont regroupées ensemble dans une même zone de la carte électronique pour former un bloc de connexion. Si le dispositif est prévu pour un moteur à N injecteurs, N blocs de deux fiches 21, 41 de puissance peuvent être regroupés ensemble dans une même zone de la carte électronique pour former un bornier de connexion. La partie de la carte électronique consacrée aux signaux de commande SI, SM de puissance peut ainsi être séparée de la partie diagnostic et commande du dispositif de conversion. Liste des signes de référence [0031] 5 : injecteurs ECU : unité de commande moteur : circuit d'adaptation 20 : prise d'entrée, 21, 22, 23 : première borne, deuxième borne et détrompcur dc la prise d'entrée 25 : faisceau d'entrée 40 : prise de sortie, 41, 42,43 : première borne, deuxième borne et détrompeur de la piise de sortie 45 : faisceau de sortie 50 : dispositif de diagnostic 51 : dispositif de mesure tel qu'un capteur de courant 52 : dispositif d'alerte tel qu'une LED 7 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3]