FR2943721A1 - Procede de diagnostic d'un composant de vannage d'un vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre périodiquement une phase de diagnostic du composant de vannage à l'arrêt du moteur.
Description
La présente invention concerne un procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur, particulièrement adapté aux véhicules automobiles équipés d'un moteur à combustion interne. Elle concerne aussi un groupe motopropulseur mettant en oeuvre un tel procédé et un véhicule automobile équipé d'un tel groupe motopropulseur.
Un groupe motopropulseur de véhicule automobile de l'état de la technique comprend un moteur à combustion interne, une admission d'air permettant de conduire l'air par une voie d'admission jusqu'au collecteur d'alimentation en air du moteur. En parallèle, des volets d'admission régulent l'arrivée de carburant dans le moteur. En sortie du moteur, tout ou partie des gaz d'échappement sont recirculés à haute pression et/ou à basse pression en fonction du régime du moteur selon une méthode de réduction des rejets de composants polluants dans l'atmosphère, connue par sa dénomination d'EGR (pour Exhaust Gaz Recirculation). La quantité de gaz d'échappement recirculés est régulée par l'intermédiaire d'une ou plusieurs vannes EGR. Les gaz d'échappement non recirculés sont traités par des dispositifs antipollution de post-traitement dont certains, comme le filtre à particules, nécessitent des opérations de régénération qui consistent à brûler les particules polluantes stockées afin de permettre au dispositif de continuer à remplir sa fonction. Ces phases de régénération nécessitent des gaz d'échappement enrichis, souvent obtenus par injection tardive de carburant dans la ligne d'échappement et vannage d'air frais à l'admission via un volet d'admission. D'autres volets, dits swirl ou tumble (dénominations qui font référence aux configurations de turbulence à base de tourbillons hélicoïdaux d'axe vertical ou de tourbillons évoluant en rouleau dont l'axe de rotation est horizontal induits dans la chambre de combustion) sont utilisés pour obtenir un mélange air/carburant performant pour la combustion.
Comme cela apparaît de la description précédente, un tel groupe motopropulseur utilise de nombreux composants de vannage, comme des volets d'admission d'essence ou diesel, des vannes EGR, des volets swirl ou tumble, dont la position est commandée par une unité centrale qui gère l'ensemble du groupe motopropulseur. Certains composants de vannage ont été explicités ci-dessus à titre d'exemples et il en existe potentiellement d'autres. La performance de cette gestion du groupe motopropulseur dépend donc du comportement de ces composants de vannage. Or, il apparaît qu'avec le temps, ces composants se déplacent avec une vitesse plus basse que leur vitesse initiale, du fait de leur usure, ce qui a un impact négatif sur la performance globale du groupe motopropulseur.
Pour pallier à cet inconvénient, l'unité centrale met en oeuvre des procédés de diagnostic permettant de déterminer les composants de vannages bloqués, c'est-à-dire qui ne fonctionnent plus du tout. Ce diagnostic ne porte donc que sur une situation extrême et cette solution est insuffisante puisqu'elle n'apporte aucune solution à la phase transitoire précédant le blocage complet, durant laquelle la performance du composant est diminuée, et dégrade l'ensemble du fonctionnement du groupe motopropulseur.
L'objet général de l'invention est de fournir un procédé de diagnostic des composants de vannage d'un groupe motopropulseur qui ne comprend pas les inconvénients de l'état de la technique, et permet notamment d'agir plus finement sur ces composants de vannage.
A cet effet, l'invention propose un diagnostic de la vitesse de déplacement des actionneurs qui a lieu à la coupure moteur afin de ne pas perturber la performance du groupe motopropulseur.
Ainsi, l'invention porte sur un procédé de gestion d'un composant de 30 vannage d'un groupe motopropulseur, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre périodiquement une phase de diagnostic du composant de vannage à l'arrêt du moteur.
La phase de diagnostic peut comprendre la mesure de la position du 5 composant de vannage en réponse à une position de consigne imposée.
La consigne de position peut présenter au moins un palier de longueur suffisante pour permettre la convergence vers ce palier de la position du composant de vannage au bout d'un certain temps lorsqu'il est en bon état.
La consigne de position peut présenter au moins deux paliers de longueur suffisante pour permettre la convergence vers ces paliers selon un mouvement opposé de la position du composant de vannage au bout d'un certain temps lorsqu'il est en bon état.
La consigne de position peut présenter au moins une rampe de longueur suffisante pour permettre la mesure d'une erreur de trainage entre la position du composant de vannage mesurée et la consigne.
20 La consigne de position peut présenter au moins deux rampes de pentes opposées et de longueurs suffisantes pour permettre la mesure d'une erreur de trainage entre la position du composant de vannage mesurée et la consigne.
25 Le procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur peut comprendre au moins une étape de comparaison du temps mis par le composant de vannage pour atteindre un certain pourcentage d'un palier par rapport à une durée seuil prédéterminée (seuilT1, seuilT2) et/ou une étape de comparaison d'au moins une erreur de 30 trainage (El, E2) de la position d'un composant de vannage par rapport à un seuil prédéfini (seuilEl, seuilE2). 10 15 Le procédé de gestion d'un composant de vannage peut comprendre les quatre comparaisons suivantes : Ti < seuilT1 et T2 < seuilT2 et El < seuilE1 et E2 < seuilE2 Où Ti représente le temps pour atteindre un pourcentage prédéfini d'un premier pallié de la consigne de position, T2 représente le temps pour atteindre selon un mouvement opposé un pourcentage prédéfini d'un second pallié de la consigne de position, El représente une première erreur de trainage mesurée sur la pente ascendante d'une rampe de la consigne de position et E2 représente une seconde erreur de trainage mesurée sur la pente descendante d'une rampe de la consigne de position seuilT1, seuilT2, seuilEl, seuilE2 représentant des valeurs seuil prédéfinies pour chacune de ces mesures.
Si chaque comparaison de la mesure de la position du composant de vannage par rapport à un seuil donne un résultat positif alors un compteur de pannes, initialement à zéro quand le composant de vannage est neuf, peut rester inchangé, alors qu'il peut être incrémenté de un dans le cas contraire.
Le procédé de gestion d'un composant de vannage peut comprendre une étape de comparaison du compteur de pannes par rapport à un seuil de pannes, et le composant de vannage peut être considéré comme défectueux quand le compteur de pannes dépasse le seuil de pannes.
Le procédé de gestion d'un groupe motopropulseur peut comprendre une étape de calcul d'un compteur kilométrique, une étape de comparaison de ce compteur kilométrique avec une valeur seuil kilométrique, la phase de diagnostic n'étant pas mise en oeuvre si le compteur kilométrique est inférieur à la valeur seuil kilométrique.
La valeur seuil kilométrique peut être déterminée en fonction d'une cartographie, de sorte que plus les kilomètres augmentent, plus les phases de diagnostic sont rapprochées. Lorsque le compteur kilométrique dépasse la valeur seuil kilométrique, la phase de diagnostic peut être mise en oeuvre quand le moteur est à l'arrêt et l'unité centrale du groupe motopropulseur en éveil.
10 L'invention porte aussi sur un support informatique, caractérisé en ce qu'il comprend un logiciel mettant en oeuvre le procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur tel que décrit précédemment.
15 L'invention porte aussi sur un groupe motopropulseur comprenant un moteur, au moins un composant de vannage, caractérisé en ce qu'il comprend une unité centrale qui met en oeuvre le procédé de gestion d'un composant de vannage tel que décrit précédemment.
20 L'unité centrale peut mettre en oeuvre le procédé de gestion d'un ou plusieurs composants de vannage tels qu'un volet doseur, un boîtier papillon motorisé, une vanne EGR, un volet d'échappement, de swirl et/ou tumble, et/ou un actionneur pilotant un volet de by-pass d'un refroidisseur EGR ou les ailettes d'une turbine de turbocompresseur à géométrie variable. 25 L'invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur tel que décrit précédemment.
Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront 30 exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec l'unique figure jointe qui5
6 représente la courbe de réaction d'un composant de vannage par rapport à une consigne, selon un scénario de test prédéfini.
Le concept de l'invention consiste à diagnostiquer périodiquement et à l'arrêt le comportement individuel d'un ou plusieurs composant(s) de vannage. Cette approche permet d'éviter le diagnostic en phase de roulage d'un véhicule automobile, ce qui serait délicat car la consigne de position du composant de vannage serait dépendante du régime du moteur et ne serait donc pas maîtrisée. De plus, comme l'usure de ces composants est progressive dans le temps, il n'est pas nécessaire de réaliser leur diagnostic en temps réel en roulage.
Ainsi, le procédé selon l'invention comprend une première étape de détermination de la nécessité de procéder au diagnostic d'un ou plusieurs composants de vannage, selon une phase de diagnostic explicitée ci-dessous. Pour cela, le procédé utilise un compteur kilométrique et lorsque ce compteur dépasse un seuil kilométrique prédéfini, le diagnostic proprement dit est mis en oeuvre. Selon un mode d'exécution avantageux, le seuil kilométrique peut être déterminé en fonction d'une cartographie, tenant compte du fait que plus les kilomètres augmentent, plus le composant vieilli, et plus les tests doivent être rapprochés. En variante, tout autre critère kilométrique pourrait être implémenté.
Lorsque le critère kilométrique est vérifié, sur la base du compteur kilométrique mentionné ci-dessus, l'activation de la phase de diagnostic est réalisée lorsque le moteur se trouve à l'arrêt, avec toutefois l'unité de contrôle du groupe motopropulseur en éveil.
Lorsque les conditions préalables précédentes sont vérifiées, la phase de diagnostic d'un composant de vannage est mise en oeuvre. Elle consiste à soumettre chaque composant de vannage à tester à un scénario de test prédéfini, particulièrement adapté à l'évaluation de son comportement, à partir d'une consigne de la position du composant telle que représentée sur la figure par la courbe 1. Cette consigne comprend d'abord un premier pallier 2, puis deux paliers 3, 4 formant deux marches descendantes avant une rampe ascendante 5 puis une rampe descendante 6.
La courbe 11 représente la réaction mesurée de la position d'un composant de vannage diagnostiqué sur la base de la consigne imposée ci-dessus. Dans un premier temps, sa position converge en une zone 12 vers le palier 2 imposé, avant de retomber en suivant les deux paliers 3, 4. II atteint par exemple le palier 3 en une zone 13. Enfin, il suit les rampes 5, 6 avec une forme semblable 15, 16 présentant un certain décalage. La courbe 11 illustre le comportement d'un composant de vannage en bon état.
Le scénario choisi permet de vérifier tout ou partie des paramètres suivants.
Un premier paramètre est le temps Ti mis par le composant de vannage pour atteindre un pourcentage prédéfini de la valeur du palier 2, par exemple 90% de cette valeur selon le mode d'exécution choisi. Un second paramètre est le temps T2 mis par le composant pour atteindre un pourcentage prédéfini de la valeur du palier 3, par exemple 90% de cette valeur selon le mode d'exécution choisi.
25 Un troisième paramètre est le retard El entre la consigne et la mesure au niveau de la partie centrale de la rampe ascendante 5, appelée erreur de trainage.
Un quatrième paramètre est le retard E2 entre la consigne et la mesure au 30 niveau de la partie centrale de la rampe descendante 6, appelée erreur de trainage.20 Ainsi, les quatre paramètres précédents permettent de mesurer les temps de réaction du composant pour atteindre une position dans un sens puis dans l'autre lors d'une consigne passant de manière discontinue d'une première valeur à une seconde valeur, ainsi que les erreurs de trainage du composant pour le suivi d'une consigne passant d'une première valeur vers une seconde valeur de manière continue et rectiligne, dans un sens puis dans l'autre.
Les mesures précédentes sont comparées à des seuils afin de conclure sur la réussite ou non du test. Ensuite, en fonction du résultat de la phase de diagnostic, le procédé incrémente ou pas un compteur de pannes, qui est initialisé à une valeur nulle lorsque le composant est neuf.
Ainsi, le procédé comprendra l'analyse des mesures par la vérification si les conditions suivantes sont validées : Ti < seuilT1 et T2 < seuilT2 et El < seuilE1 et E2 < seuilE2 Si ces conditions sont vérifiées, alors le composant de vannage testé est considéré comme fonctionnant normalement sinon il présente une 20 défaillance et un compteur de panne est incrémenté de un.
Bien entendu, un seul des tests parmi les quatre mentionnés ci-dessus pourrait suffire à donner une première indication de même que des tests complémentaires permettraient d'obtenir des informations complémentaires. 25 Ainsi, la phase de diagnostic ne se limite pas au procédé décrit précédemment. Toutefois, la réalisation des quatre tests mentionnés précédemment représente un bon compromis entre la performance du résultat obtenu et le temps de traitement nécessaire.
30 Enfin, quand le compteur de pannes dépasse un seuil prédéfini, alors une panne est diagnostiquée de sorte qu'une intervention sur le véhicule est nécessaire afin de changer le composant. Le seuil prédéfini est tel qu'il permet d'intervenir sur le composant avant son blocage complet, et avant que son dysfonctionnement n'ait un impact négatif sur le groupe motopropulseur.
L'invention a été décrite dans le cadre d'un procédé reposant sur certains seuils prédéfinis ainsi que sur des compteurs. La gestion de ces paramètres est faite au niveau de l'unité centrale gérant le groupe motopropulseur. Ils sont mémorisés au sein d'une mémoire de type EEPROM, au moins à chaque coupure du moteur. L'unité centrale met donc en oeuvre le procédé permettant le diagnostic de composants de vannage décrit ci-dessus par l'intermédiaire de moyens logiciel et/ou matériel (software et/ou hardware).
L'invention peut être implémentée pour le suivi d'un seul composant de vannage, mais de préférence pour tous ceux dont le comportement est important pour le bon fonctionnement du groupe motopropulseur. Ces composants peuvent donc faire partie de la liste non exhaustive suivante : un volet doseur, un boîtier papillon motorisé, une vanne EGR, un volet d'échappement, de swirl et/ou tumble, un actionneur pilotant un volet de by- pass d'un refroidisseur EGR ou les ailettes d'une turbine de turbocompresseur à géométrie variable.
Claims (17)
- Revendications: 1 Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre périodiquement une phase de diagnostic du composant de vannage à l'arrêt du moteur.
- 2. Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la phase de diagnostic comprend la mesure de la position du composant de vannage en réponse à une position de consigne imposée.
- 3. Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la consigne de position présente au moins un palier (2, 3) de longueur suffisante pour permettre la convergence vers ce palier de la position du composant de vannage au bout d'un certain temps lorsqu'il est en bon état.
- 4. Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la consigne de position présente au moins deux paliers (2, 3) de longueur suffisante pour permettre la convergence vers ces paliers selon un mouvement opposé de la position du composant de vannage au bout d'un certain temps lorsqu'il est en bon état.
- 5. Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la consigne de position présente au moins une rampe (5,
- 6) de longueur suffisante pour permettre la mesure d'une erreur de trainage entre la position du composant de vannage mesurée et la consigne. 6. Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la consigne de position présente au moins deux rampes (5, 6) de pentes opposées et de longueurs suffisantes pour permettre la mesured'une erreur de trainage entre la position du composant de vannage mesurée et la consigne.
- 7. Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de comparaison du temps (Ti, T2) mis par le composant de vannage pour atteindre un certain pourcentage d'un palier (2, 3) par rapport à une durée seuil prédéterminée (seuilT1, seuilT2) et/ou une étape de comparaison d'au moins une erreur de trainage (El, E2) de la position d'un composant de vannage par rapport à un seuil prédéfini (seuilE1, seuilE2).
- 8. Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend les quatre comparaisons suivantes : Ti < seuilT1 et T2 < seuilT2 et El < seuilE1 et E2 < seuilE2 Où Ti représente le temps pour atteindre un pourcentage prédéfini d'un premier pallié de la consigne de position, T2 représente le temps pour atteindre selon un mouvement opposé un pourcentage prédéfini d'un second pallié de la consigne de position, El représente une première erreur de trainage mesurée sur la pente ascendante d'une rampe de la consigne de position et E2 représente une seconde erreur de trainage mesurée sur la pente descendante d'une rampe de la consigne de position seuilT1, seuilT2, seuilEl, seuilE2 représentant des valeurs seuil prédéfinies pour chacune de ces mesures.
- 9. Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que si chaque comparaison de la mesure de la position du composant de vannage par rapport à un seuil donne un résultat positif alors un compteur de pannes, initialement à zéro quand le composant de vannage est neuf, reste inchangé, alors qu'il est incrémenté de un dans le cas contraire.
- 10. Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de comparaison du compteur de pannes par rapport à un seuil de pannes, et en ce que le composant de vannage est considéré comme défectueux quand le compteur de pannes dépasse le seuil de pannes.
- 11. Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de calcul d'un compteur kilométrique, une étape de comparaison de ce compteur kilométrique avec une valeur seuil kilométrique, la phase de diagnostic n'étant pas mise en oeuvre si le compteur kilométrique est inférieur à la valeur seuil kilométrique.
- 12. Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la valeur seuil kilométrique est déterminée en fonction d'une cartographie, de sorte que plus les kilomètres augmentent, plus les phases de diagnostic sont rapprochées.
- 13. Procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que lorsque le compteur kilométrique dépasse la valeur seuil kilométrique, la phase de diagnostic est mise en oeuvre quand le moteur est à l'arrêt et l'unité centrale du groupe motopropulseur en éveil.
- 14. Support informatique, caractérisé en ce qu'il comprend un logiciel mettant en oeuvre le procédé de gestion d'un composant de vannage d'un groupe motopropulseur selon l'une des revendications précédentes.
- 15. Groupe motopropulseur comprenant un moteur, au moins un composant de vannage, caractérisé en ce qu'il comprend une unité centrale qui met en oeuvre le procédé de gestion d'un composant de vannage selon l'une des revendications 1 à 13.
- 16. Groupe motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'unité centrale met en oeuvre le procédé de gestion d'un ou plusieurs composants de vannage tels qu'un volet doseur, un boîtier papillon motorisé, une vanne EGR, un volet d'échappement, un volet induisant dans la chambre de combustion une turbulence à base de tourbillons hélicoïdaux d'axe vertical et/ou de tourbillons évoluant en rouleau dont l'axe de rotation est horizontal ( swirl et/ou tumble ), et/ou un actionneur pilotant un volet de by-pass d'un refroidisseur EGR ou les ailettes d'une turbine de turbocompresseur à géométrie variable.
- 17. Véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur selon la revendication 15 ou 16.
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