WO2009019345A1 - Procede et dispositif pour diagnostiquer une fuite d'injecteur dans un moteur a combustion interne - Google Patents

Procede et dispositif pour diagnostiquer une fuite d'injecteur dans un moteur a combustion interne Download PDF

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WO2009019345A1
WO2009019345A1 PCT/FR2008/050940 FR2008050940W WO2009019345A1 WO 2009019345 A1 WO2009019345 A1 WO 2009019345A1 FR 2008050940 W FR2008050940 W FR 2008050940W WO 2009019345 A1 WO2009019345 A1 WO 2009019345A1
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WO
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torque
engine
value
phase
cylinder
Prior art date
Application number
PCT/FR2008/050940
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Inventor
Guillermo Ballesteros
Juan Miguel Rodrigues
Richard Roth
Original Assignee
Renault S.A.S.
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Publication date
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    • F02D2200/1002—Output torque
    • F02D2200/1004—Estimation of the output torque

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for diagnosing an injector leak in an injection system of an internal combustion engine fitted to a motor vehicle.
  • the present invention is in the field of internal combustion rotary engines (gasoline or diesel), direct or indirect fuel injection n number of cylinders.
  • the current injection systems have the particularity of injecting the fuel at high pressures into the combustion chamber so as to obtain a spray of this fuel facilitating combustion.
  • the injectors are powered by fuel at high pressures.
  • One of the biggest risks to these systems is the possibility that an injector will remain locked in the open position, which would result in a continuous supply of fuel to the chamber.
  • the effects of a continuous injection into a cylinder are excessive fuel consumption, abnormal combustions (ie, unphased injections) and / or excessive combustions, resulting in peaks temperature and pressure in the chamber equipped with the defective injector.
  • a short period of operation with an open injector delivering a large leakage rate can lead to serious damage to the engine components such as rods or pistons, which can ultimately lead to breakage of the engine.
  • EP-A-0 785 349 An injector leak detection method is presented in EP-A-0 785 349. This method is based on the detection of noise from combustion, detected using an accelerometer placed on the engine block. Simultaneously, a computer receives the signal from a PMH sensor
  • the amplitude of this latter signal can be compared to the amplitude of a reference signal. If the amplitude of the measured signal is greater than the reference signal, an injector blocked in the open position is diagnosed. Furthermore, the angular position for which the intensity of the signal from the accelerometer exceeds a threshold, can be compared to a reference angular position at which an injector opening command is requested. If a combustion signal is detected before the activation angle of the injector, an injector blocked in the open position is diagnosed.
  • EP-A-0 785 358 is a multi-stage injector leak detection method.
  • the fuel rail pressure and fuel consumption are compared to reference values. If the pressure is lower than the reference and the consumption exceeds the reference, then a leak is suspected. The flow injected into the cylinders is then reduced.
  • the problem then consists in determining whether it is a leak outside the cylinder, that is to say at the level of the high pressure circuit, or an injector blocked in the open position.
  • the torque contribution of the engine is calculated from the signal from the speed and the angular position of the engine. This contribution is then compared to the reference contribution. This reference contribution is calculated from the injection time by the computer. If one of the torque values is greater than the reference contribution, the computer then diagnoses an injector blocked in the open position.
  • This method is also valid for several injectors blocked in the open position and has the advantage of being able to identify the faulty injector.
  • the computer diagnoses a leak in the fuel supply circuit.
  • the document EP-A-I 205 657 describes a method based on the same principle as that of the preceding document, in the sense that the contribution to the torque of each cylinder is calculated.
  • diagnosis is based on the comparison between the torque provided by each cylinder to the average of the contribution of the other cylinders.
  • ISfi The difference between the torque provided by each cylinder to the average of the contribution of the other cylinders is called "an index balance", and is denoted ISfi. If the pressure of the injection rail becomes lower than a threshold, then the computer stores the value of ISfi then cuts the injectors and closes the flue gas recirculation valve (EGR).
  • EGR flue gas recirculation valve
  • the "unbalance index" is then calculated again after a given time, then a criterion representing the difference of "unbalance index" before and after cutoff injectors is compared to a theoretical criterion. If the criterion is lower than the theoretical criterion, then the system diagnoses a leak in the high pressure circuit.
  • this diagnosis is based on a relative comparison of the contributions to the torque of each injector.
  • the present invention aims to provide a method for detecting an injector blocked in the open position, without having to generate additional protection costs related to the use of an additional sensor as described in EP-A-0 785 349.
  • Another object of the invention is to enable such detection every quarter cycle for a four-cylinder engine, which allows to detect the possible leakage of the four injectors on two complete turns.
  • Another object of the invention is to provide a method that does not have to be applied after detection of loop deviation of the rail pressure, so as to obtain a higher detection speed than the solutions described in the documents commented more high.
  • the present invention makes it possible to detect a much lower level of injector leakage than that detectable with a diagnosis of the loop gap of the rail pressure, thus optimizing the engagement of the degraded modes used. in place to protect the engine and the driver.
  • an objective of the invention is to allow the implementation of a continuous diagnostic process which, given the harmful consequences caused by an injector blocked in the open position, is of great interest.
  • the present invention therefore relates in the first place to a method for diagnosing an injector leak in an injection system of an internal combustion engine fitted to a motor vehicle, provided with a number n of cylinders, this injection system comprising a number n of injectors which each send fuel to a respective cylinder of the engine, i being between 1 and n.
  • This method is remarkable in that it comprises the following steps which consist in: a) determining a phase of absence of voluntary injection of fuel into the engine; b) during this phase, and for each of the cylinders, determine the corresponding average gas torque representative of the contribution of this cylinder to the output torque of the engine; c) comparing the value of this average torque, or a variable depending on this torque, to a reference value; d) diagnose a state of leakage when a mathematical relationship between this torque value or this variable and the reference value is verified.
  • phase of no voluntary injection is meant a period of time during which the driver does not actively solicit the engine, in particular by pressing the accelerator pedal.
  • a voluntary no-injection phase is determined which corresponds to a lack of biasing of the accelerator pedal of the vehicle, for example to a lifting phase of the foot of the driver of said vehicle; it is verified that this phase of absence of voluntary injection is outside a phase of registration of the injectors;
  • step c) comparing the value of the torque with a reference torque value and in step d), a leakage state is diagnosed when this value of the torque is greater than the reference torque value; in step c): ci) an average value is calculated by the following relation:
  • the average gas torque is determined by using a position sensor to detect the displacement of the patterns of a target secured to an element of the moving motor in rotation, said sensor delivering an alternating frequency signal proportional to the speed of displacement of the target; said steps are implemented continuously;
  • a degraded operating mode of the motor is determined by comparing the result of the diagnosis with other diagnostics of the engine.
  • Another aspect of the invention relates to a device for implementing the method according to one of the preceding characteristics.
  • This device comprises:
  • FIG. 1 is a simplified view of an engine to which the method and the device of the present invention are applicable;
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the operation of the method according to the invention
  • Figures 3 and 4 are flow charts schematically illustrating two variants of the diagnostic method according to the invention.
  • Figure 1 a combustion engine which is applicable to the method according to the invention.
  • This engine comprises at least one movable piston 4, a connecting rod 5, a combustion chamber 3, a gas intake device 2, a gas exhaust device 1, means for measuring the angular position of the crankshaft 7, at the minus an injector 8 (or B n ), a device (12) connecting the injector 8 to pressurized fuel, means for measuring the fuel pressure 10, means for measuring the fuel temperature 11, as well as an electronic box 6 to control the entire system.
  • the position of the accelerator pedal 9 of the vehicle allows the electronic unit 6 to control the engine according to the will of the driver.
  • the electronic unit 6 comprises means which, when the operating conditions of the engine as well as lifting conditions with respect to the accelerator pedal 9, are verified, are capable of carrying out a test leak detection of each of the injectors of the engine, this by calculation of the corresponding average torque, torque representative of the contribution of this cylinder to the output torque of the engine and, if this test is conclusive, to limit depending on the response, the fuel injection rate.
  • this device comprises first means 90 for determining a position of the accelerator pedal 9 of the vehicle corresponding to a lack of stresses thereof by the driver.
  • It comprises second means 91 for determining whether no injection request takes place during the phase of absence of solicitations, following strategies for resetting the injectors.
  • this device comprises fifth means for determining the average torque C 1 of cylinder A 1 representative of the contribution of this cylinder to the output torque of the engine.
  • this device also comprises sixth means for determining the cooling water temperature of the engine and to verify whether it is higher than a determined threshold.
  • the method according to the present invention therefore implements the determination of the average gas torque of each of the cylinders of the engine.
  • a method for determining this torque is described in the French patent application No. 06 55767 of the present applicant. For the record, two embodiments will be recalled hereinafter.
  • the device for measuring the gas torque connected to a magnetorestructing sensor 140, is composed firstly of means for performing a reversal of the durations, in order to calculate the instantaneous angular speed of the engine ⁇ (t) of the flywheel 14 connected to the engine. These means are connected to means which will make the correlation between the set of measurements of the instantaneous angular velocity ⁇ x> k, obtained at each pulse of the position sensor or sampled by a computer, by the intermediate of a speed sensor, and the average value of the indicated torque C gas , o (or C 1 , as indicated later in the description and the claims).
  • the method of measuring the torque implemented by this device performs the following different steps:
  • the aforementioned means perform a reversal of the duration ⁇ tk of the teeth of the position sensor.
  • This duration corresponds to the time that elapses between a rising or falling edge of the signal emitted by the position sensor and the next edge.
  • This duration is associated with the tooth Dk, angular position ⁇ k, angular width ⁇ k of the flying target.
  • the correlation means realize the correlation between the average gas pair C gas , o and the instantaneous speeds ⁇ x> k. For this, the device performs the following actions:
  • the ring gear having N teeth, q and r may be greater than N, depending on the number of combustions, s taken into account for the calculation of the indicated torque q and r then designate the number of teeth moving past the sensor.
  • s is an integer representing the number of combustions taken into account in the calculation of the indicated torque. The larger the value, the higher the value obtained by the average indicated torque.
  • r u thus encompasses the combustion phase of the cylinder u and corresponds to the number of the tooth connected to the PMB according to the PMH of the cylinder u.
  • the calculation of the average torque indicated according to the approach of equation E2 has the following advantages:
  • the angles ⁇ k of the teeth Dk of the flying target can be arbitrary.
  • the calculation of the indicated torque, thus achieved, is not affected by:
  • the defects of the filtering electronics of the sensor signal (phase shift of the fronts after a long tooth); because it integrates the pise in account of these defects in the coefficients ⁇ k .
  • the coefficients ⁇ k are dependent, in the first order, on the average engine speed ⁇ > o. A cartography or a function dependent on the regime for calculating the coefficients ⁇ k is therefore necessary.
  • the device for measuring the gas torque connected to the magneto-reluctant sensor 140, is composed firstly of means making a measurement of the durations of the teeth of the flywheel 14. These means are then connected to means which will realize the correlation between the set of measurements of instantaneous angular duration ⁇ tk, obtained at each pulse of the position sensor, and the average value of the indicated torque C gas , o.
  • the method of measuring the torque implemented by this device performs the following different steps:
  • the means calculates the instantaneous angular period d (t) of the flywheel from the measurement of tooth duration ⁇ t of the ring gear associated with the flywheel.
  • the means perform a measurement of the duration ⁇ tk of the teeth of the position sensor. This duration corresponds to the time that elapses between a rising or falling edge of the signal emitted by the position sensor and the next edge. This duration is associated with the tooth Dk, angular position ⁇ k, angular width ⁇ k of the flying target.
  • the means realize the correlation between the average gas gas pair C, o and the instantaneous durations ⁇ tk. For this, the device performs the following actions:
  • N r - q s- therefore encompasses an integer number of PMH (or combustions), thus accounting for an integer number of combustions.
  • s is an integer representing the number of combustions taken into account in the calculation of the indicated torque.
  • r u thus encompasses the combustion phase of the cylinder u and corresponds to the number of the tooth connected to the PMB according to the PMH of the cylinder u.
  • the durations At k and the angles A ⁇ k of the teeth associated with the teeth D k of the flying target can be arbitrary.
  • the calculation of the indicated torque, thus achieved, is not affected by:
  • the defects of the filtering electronics of the sensor signal (phase shift of the fronts after a long tooth); because it integrates the taking into account of these defects in the coefficients a k .
  • the coefficients a k are dependent, in the first order, on the average engine speed ⁇ 0 .
  • a cartography or a function dependent on the regime for calculating the coefficients a k is therefore necessary.
  • each of the cylinders C 1 of the engine (block 102) is selected in turn and the value of the corresponding average gas torque C 1 is calculated, this torque being representative of the contribution of this cylinder to the output torque of the engine (block 102)
  • this value C 1 is compared with a reference torque value SR and, if this torque value is greater than the reference value, the injector C 1 is then diagnosed as being leaking (block 105). .
  • FIG. 1 Another variant embodiment of this method is shown in FIG. 1
  • the torque deviation is then calculated to the average value which is calculated for each cylinder with the expression of the block 204, namely

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Abstract

La présente invention se rapporte notamment à un procédé pour diagnostiquer une fuite d'injecteur dans un système d'injection d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile, pourvu d'un nombre n de cylindres An, ce système d'injection comprenant un nombre n d'injecteurs Bn qui envoient chacun du carburant à un cylindre respectif A1 du moteur, i étant compris entre 1 et n. Ce procédé comprend les étapes suivantes qui consistent à : a) déterminer une phase d'absence d'injection volontaire de carburant dans le moteur; b) pendant cette phase, et pour chacun des cylindres A1, déterminer le couple gaz moyen correspondant Ci représentatif de la contribution de ce cylindre au couple de sortie du moteur; c) comparer la valeur de ce couple Ci ou d'une variable fonction de ce couple, à une valeur de référence; d) diagnostiquer un état de fuite quand une relation mathématique entre cette valeur de couple ou cette variable et la valeur de référence est vérifiée, i.e. quand la valeur de couple est supérieure à une valeur de référence.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR DIAGNOSTIQUER UNE FUITE D1INJECTEUR DANS UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE
La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour diagnostiquer une fuite d'injecteur dans un système d'injection d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile.
La présente invention se situe dans le domaine des moteurs rotatifs à combustion interne (essence ou diesel), à injection directe ou indirecte de carburant à n nombre de cylindres. Les systèmes d'injection actuels ont la particularité d'injecter le carburant à de hautes pressions dans la chambre de combustion de manière à obtenir une pulvérisation de ce carburant facilitant la combustion.
Les injecteurs sont alimentés par du carburant à des pressions élevées. Un des plus gros risques concernant ces systèmes est la possibilité qu'un injecteur reste bloqué en position ouverte, ce qui entraînerait une alimentation en carburant en continu dans la chambre.
Les effets d'une injection en continu dans un cylindre sont une consommation excessive en carburant, des combustions anormales (c'est-à-dire des injections non phasées) et/ou des combustions d'intensité trop importante, se traduisant par des pics de température et de pression dans la chambre équipée de l'injecteur défectueux.
Une courte période de fonctionnement avec un injecteur ouvert délivrant un débit de fuite important peut aboutir à des dommages sérieux sur les composants du moteur tels que les bielles ou les pistons, pouvant induire à terme une casse du moteur.
Une méthode de détection de fuite d'injecteur est présentée dans le document EP-A-O 785 349. Cette méthode repose sur la détection du bruit issu de la combustion, détecté à l'aide d'un accéléromètre placé sur le bloc moteur. Simultanément, un calculateur reçoit le signal issu d'un capteur PMH
("point mort haut"), du capteur placé sur l'arbre à came, ainsi que celui issu de l'accéléromètre.
L'amplitude de ce dernier signal peut être comparée à l'amplitude d'un signal de référence. Si l'amplitude du signal mesuré est supérieure au signal de référence, un injecteur bloqué en position ouverte est diagnostiqué. Par ailleurs, la position angulaire pour laquelle l'intensité du signal issu de l'accéléromètre dépasse un seuil, peut être comparée à une position angulaire de référence à laquelle une commande d'ouverture d'injecteur est demandée. Si un signal de combustion est détecté avant l'angle d'activation de l'injecteur, un injecteur bloqué en position ouverte est diagnostiqué.
On décrit également dans le document EP-A-O 785 358 une méthode de détection de fuite d'injecteur en plusieurs étapes.
Tout d'abord, la pression rail d'alimentation en carburant et la consommation sont comparées à des valeurs de référence. Si la pression est inférieure à la référence et la consommation supérieure à la référence, alors une fuite est suspectée. Le débit injecté dans les cylindres est alors réduit.
La problématique consiste alors à déterminer s'il s'agit d'une fuite à l'extérieur du cylindre, c'est-à-dire au niveau du circuit haute pression, ou bien d'un injecteur bloqué en position ouverte.
Pour ce faire, et pour chaque cylindre, la contribution au couple du moteur est calculée à partir du signal issu de la vitesse et de la position angulaire du moteur. Cette contribution est ensuite comparée à la contribution de référence. Cette contribution de référence est calculée à partir du temps d'injection par le calculateur. Si l'une des valeurs du couple est supérieure à la contribution de référence, le calculateur diagnostique alors un injecteur bloqué en position ouverte.
Cette méthode est également valable pour plusieurs injecteurs bloqués en position ouverte et présente l'avantage de pouvoir identifier l'injecteur défectueux. Par ailleurs, si toutes les valeurs de couple sont inférieures à la contribution de référence, alors le calculateur diagnostique une fuite dans le circuit d'alimentation en carburant.
Enfin, le document EP-A-I 205 657 décrit un procédé basé sur le même principe que celui du document précédent, dans le sens où la contribution au couple de chaque cylindre est calculée.
Toutefois, le diagnostic est basé sur la comparaison entre le couple fourni par chaque cylindre à la moyenne de la contribution des autres cylindres.
La différence entre le couple fourni par chaque cylindre à la moyenne de la contribution des autres cylindres est appelée "unbalance index", et est noté ISfi. Si la pression du rail d'injection devient inférieure à un seuil, alors le calculateur mémorise la valeur de ISfi puis coupe les injecteurs et ferme la vanne de recirculation des gaz brûlés (EGR).
Le "unbalance index" est alors calculé à nouveau après un temps déterminé, puis un critère représentant la différence de "unbalance index" avant et après coupure des injecteurs est comparé à un critère théorique. Si le critère est inférieur au critère théorique, alors le système diagnostique une fuite dans le circuit haute pression.
En revanche, si le critère est supérieur au critère théorique, alors un injecteur est diagnostiqué en position ouverte.
Autrement dit, ce diagnostic repose sur une comparaison relative des contributions au couple de chaque injecteur.
Compte tenu de cet état de la technique, la présente invention vise à fournir un procédé de détection d'un injecteur bloqué en position ouverte, ceci sans avoir à générer un surcoût de protection lié à l'utilisation d'un capteur supplémentaire comme décrit dans le document EP-A-O 785 349.
Un autre but de l'invention est de permettre une telle détection tous les quarts de cycle pour un moteur à quatre cylindres, ce qui permet de détecter la fuite éventuelle des quatre injecteurs sur deux tours complets. Un autre but de l'invention est de fournir un procédé qui n'a pas à être appliqué après une détection d'écart de boucle de la pression rail, de manière à obtenir une rapidité de détection supérieure aux solutions décrites dans les documents commentés plus haut. En d'autres termes, la présente invention permet la détection d'un niveau de fuite d'injecteur bien plus faible que celui détectable avec un diagnostic sur l'écart de boucle de la pression rail, optimisant ainsi l'enclenchement des modes dégradés mis en place pour protéger le moteur et le conducteur.
Par ailleurs, si on détecte un écart de boucle sur la pression rail
(pression rail mesurée très inférieure à la consigne de pression rail) non couplé ensuite à une détection de fuite d'injecteur par le présent procédé, on peut alors conclure à une possibilité de fuite externe. Et donc, là encore, on a l'avantage de pouvoir enclencher les modes dégradés les mieux adaptés à la situation.
Enfin, un objectif de l'invention est de permettre la mise en œuvre d'un procédé de diagnostic en continu ce qui, compte tenu des conséquences néfastes engendrées par un injecteur bloqué en position ouverte, présente tout son intérêt. La présente invention concerne donc en premier lieu un procédé pour diagnostiquer une fuite d'injecteur dans un système d'injection d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile, pourvu d'un nombre n de cylindres, ce système d'injection comprenant un nombre n d'injecteurs qui envoient chacun du carburant à un cylindre respectif du moteur, i étant compris entre 1 et n.
Ce procédé est remarquable par le fait qu'il comprend les étapes suivantes qui consistent à : a) déterminer une phase d'absence d'injection volontaire de carburant dans le moteur ; b) pendant cette phase, et pour chacun des cylindres, déterminer le couple gaz moyen correspondant représentatif de la contribution de ce cylindre au couple de sortie du moteur; c) comparer la valeur de ce couple moyen, ou d'une variable fonction de ce couple, à une valeur de référence ; d) diagnostiquer un état de fuite quand une relation mathématique entre cette valeur de couple ou cette variable et la valeur de référence est vérifiée.
Par l'expression "phase d'absence d'injection volontaire", on entend une période de temps pendant laquelle le conducteur ne sollicite pas activement le moteur, notamment par appui sur la pédale d'accélérateur. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de ce procédé :
- on détermine une phase d'absence d'injection volontaire qui correspond à une absence de sollicitation de la pédale d'accélérateur du véhicule, par exemple à une phase de levée de pied de la part du conducteur dudit véhicule ; - on vérifie que cette phase d'absence d'injection volontaire se situe en dehors d'une phase de recalage des injecteurs ;
- à l'étape c), on compare la valeur du couple à une valeur de couple de référence et à l'étape d), on diagnostique un état de fuite quand cette valeur du couple est supérieure à la valeur de couple de référence ; - à l'étape c) : ci) on calcule une valeur moyenne donnée par la relation suivante :
^ m imooyyeenn ~ ~ V^^ ι )
C2) pour chaque cylindre, on calcule l'écart de couple AC1 donné par la relation suivante : i i imoyen
C3) lorsque cet écart de couple est supérieur à un seuil prédéterminé, on diagnostique un état de fuite pour l'injecteur correspondant ;
- lorsqu'un état de fuite est diagnostiqué au sein d'un injecteur déterminé, on pilote une réduction du débit de carburant au sein de celui-ci ;
- on détermine le couple gaz moyen en utilisant un capteur de position pour détecter le déplacement des motifs d'une cible solidaire d'un élément du moteur mobile en rotation, ledit capteur délivrant un signal alternatif de fréquence proportionnelle à la vitesse de déplacement de la cible ; - on met en œuvre lesdites étapes en continu ;
- on détermine un mode dégradé de fonctionnement du moteur en comparant le résultat du diagnostic avec d'autres diagnostics du moteur.
Un autre aspect de l'invention concerne un dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des caractéristiques précédentes. Ce dispositif comprend :
- des premiers moyens pour déterminer une position de la pédale d'accélérateur du véhicule correspondant à une absence de sollicitation de celle-ci de la part du conducteur ;
- des seconds moyens pour déterminer si aucune demande d'injection n'a lieu pendant la phase d'absence de sollicitation, suite à des stratégies de recalage ;
- des troisièmes moyens pour déterminer la pression dans un rail d'alimentation en carburant ;
- des quatrièmes moyens pour déterminer un écart de boucle de la pression rail ;
- des cinquièmes moyens pour déterminer le couple du cylindre représentatif du couple de sortie du moteur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va suivre d'un mode détaillé de réalisation. Cette description sera faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue simplifiée d'un moteur auquel le procédé et le dispositif de la présente invention sont susceptibles de s'appliquer ;
- la figure 2 est un schéma de principe illustrant le fonctionnement du procédé selon l'invention ; - les figures 3 et 4 sont des organigrammes illustrant schématiquement deux variantes du procédé de diagnostic selon l'invention. A la figure 1 est représenté un moteur à combustion auquel est susceptible de s'appliquer le procédé selon l'invention. Ce moteur comprend au moins un piston mobile 4, une bielle 5, une chambre de combustion 3, un dispositif d'admission de gaz 2, un dispositif d'échappement de gaz 1, des moyens pour mesurer la position angulaire du vilebrequin 7, au moins un injecteur 8 (ou Bn), un dispositif (12) reliant l'injecteur 8 à du carburant sous pression, des moyens pour mesurer la pression du carburant 10, des moyens pour mesurer la température du carburant 11, ainsi qu'un boîtier électronique 6 pour piloter l'ensemble du système.
La position de la pédale d'accélérateur 9 du véhicule permet au boîtier électronique 6 de commander le moteur selon la volonté du conducteur.
Comme montré à la figure 2, le boîtier électronique 6 comporte des moyens qui, lorsque les conditions de fonctionnement du moteur ainsi que des conditions de levée de pied par rapport à la pédale d'accélérateur 9, sont vérifiés, sont capables de réaliser un test de détection de fuite de chacun des injecteurs du moteur, ceci par calcul du couple moyen correspondant, couple représentatif de la contribution de ce cylindre au couple de sortie du moteur et, si ce test est concluant, de limiter en fonction de la réponse, le débit d'injection de carburant.
Pour ce faire, ce dispositif comprend des premiers moyens 90 pour déterminer une position de la pédale d'accélérateur 9 du véhicule correspondant à une absence de sollicitations de celle-ci de la part du conducteur.
Il comprend des seconds moyens 91 pour déterminer si aucune demande d'injection n'a lieu pendant la phase d'absence de sollicitations, suite à des stratégies de recalage des injecteurs.
Il comprend par ailleurs des troisièmes moyens 10 pour déterminer la pression dans un rail d'alimentation en carburant, ainsi que des quatrièmes moyens pour déterminer un écart de boucle de la pression rail.
Enfin, il comprend des cinquièmes moyens pour déterminer le couple moyen C1 du cylindre A1 représentatif de la contribution de ce cylindre au couple de sortie du moteur. Dans un mode de réalisation préféré, ce dispositif comprend également des sixièmes moyens pour déterminer la température d'eau de refroidissement du moteur et vérifier si celle-ci est supérieure à un seuil déterminé.
Le procédé selon la présente invention met donc en œuvre la détermination du couple gaz moyen de chacun des cylindres du moteur. Une méthode pour déterminer ce couple est décrite dans la demande de brevet français n° 06 55767 du présent demandeur. Pour mémoire, deux modes de réalisation seront rappelés ci-après.
Le dispositif de mesure du couple gaz, relié à un capteur magnéto- réluctant 140 est composé tout d'abord de moyens réalisation une inversion des durées, afin de calculer la vitesse angulaire instantanée du moteur ω(t) du volant moteur 14 relié à l'arbre moteur 13. Ces moyens sont reliés à des moyens qui vont réaliser la corrélation entre l'ensemble des mesures de la vitesse angulaire instantanée <x>k, obtenues à chaque impulsion du capteur de position ou échantillonnées par un calculateur, par l'intermédiaire d'un capteur de vitesse, et la valeur moyenne du couple indiqué Cgaz,o (ou C1, comme indiqué plus loin dans la description et les revendications) .
Ainsi, le procédé de mesure du couple mis en œuvre par ce dispositif réalise les différentes étapes suivantes :
II calcule la vitesse angulaire instantanée ω(t) du volant moteur 14 à partir de la mesure de durée dent Δt de la couronne dentée associée au volant d'inertie, qu'il inverse et multiplie par l'angle correspondant du passage de la dent.
Les moyens précités effectuent une inversion des durées Δtk des dents du capteur de position. Cette durée correspond au temps qui s'écoule entre un front (montant ou descendant) du signal émis par le capteur de position et le front suivant. Cette durée est associée à la dent Dk, de position angulaire θk, de largeur angulaire Δθk de la cible volant. La vitesse angulaire <x>k associée à la dent Dk est alors obtenue par inversion de la durée Δtk comme l'exprime l'équation El : ωk = ^-(El) At k
Les moyens de corrélation réalisent la corrélation entre le couple gaz moyen Cgaz,o et les vitesses instantanées <x>k. Pour cela, le dispositif réalise les actions suivantes :
Multiplication et sommation des vitesses instantanées <x>k par des coefficients oik, afin de réaliser le calcul du couple moyen indiqué selon l'équation E2 :
Cgazfi = ∑akωk (E2)
dans laquelle :
Cgaz,o = couple moyen indiqué ; cûk = vitesse instantanée associée à la dent Dk ;
(Xk = coefficient de pondération de la vitesse associé à la dent Dk ; q et r = numéros des dents de la couronne dentée, en comptant comme dent numéro 1 la première dent suivant le PMH du cylindre avant la phase de combustion. La couronne dentée comportant N dents, q et r peuvent être supérieurs à N, en fonction du nombre de combustions, s, pris en compte pour le calcul du couple indiqué q et r désignent alors le nombre de dents défilant devant le capteur. q = numéro de la première dent suivant un PMH lié à la phase de combustion d'un des cylindres du moteur ; r = numéro de la dent tel que : r - q - s — r englobe donc un nombre entier de PMH et comptabilise ainsi un nombre entier de combustions. s est un entier représentant le nombre de combustions prises en compte dans le calcul du couple indiqué. Plus s est important et plus la valeur obtenue par le couple indiqué moyen est précise.
En particulier, il est ainsi possible d'estimer le couple moyen indiqué développé par le cylindre u d'un monteur comportant p cylindres, selon l'équation E3 :
Figure imgf000010_0001
dans laquelle :
[Cgaz.o I = couple moyen indiqué du cylindre u au cours d'un cycle de combustion ; ωk = vitesse instantanée associée à la dent Dk ; ak = coefficient de pondération de la vitesse associé à la dent Dk ; qu = numéro de la première dent suivant un PMH lié à la phase de combustion du cylindre u du moteur ; ru = numéro de la dent tel que :
N
ru englobe donc la phase de combustion du cylindre u et correspond au numéro de la dent lié au PMB suivant le PMH du cylindre u.
Le calcul du couple moyen indiqué selon l'approche de l'équation E2 présente les avantages suivants : Les angles θk des dents Dk de la cible volant peuvent être quelconques. En particulier, le calcul du couple indiqué, ainsi réalisé, n'est pas affecté par :
. des défauts angulaires de la cible ; . des problèmes de faux rond ;
. la taille de la dent longue ;
. les défauts de l'électronique de filtrage du signal capteur (déphasage des fronts après une dent longue) ; car il intègre la pise en compte de ces défauts dans les coefficients αk.
Les coefficients αk sont dépendants, au premier ordre, du régime moyen du moteur α>o. Une cartographie ou une fonction dépendant du régime pour le calcul des coefficients αk est donc nécessaire.
Il est également possible de faire dépendre les coefficients αk des paramètres environnementaux du moteur (taux d'EGR, phasage des injections, quantité de carburant injectée, température de l'air en sortie compresseur, température des gaz brûlés à l'échappement, température des gaz recyclés EGR, température d'eau, température d'huile, température avant turbine, des pressions du collecteur d'admission ou du collecteur d'échappement...). Selon un deuxième mode de réalisation, le dispositif de mesure du couple gaz, relié au capteur magnéto-réluctant 140 est composé tout d'abord de moyens réalisant une mesure des durées des dents du volant moteur 14. Ces moyens sont ensuite reliés à des moyens qui vont réaliser la corrélation entre l'ensemble des mesures de durées angulaires instantanées Δtk, obtenues à chaque impulsions du capteur de position, et, la valeur moyenne du couple indiquée Cgaz,o.
Ainsi, le procédé de mesure du couple mis en œuvre par ce dispositif réalise les différentes étapes suivantes :
II calcule la durée angulaire instantanée d(t) du volant moteur à partir de la mesure de durée dent Δt de la couronne dentée associée au volant d'inertie. Les moyens effectuent une mesure des durées Δtk des dents du capteur de position. Cette durée correspond au temps qui s'écoule entre un front (montant ou descendant) du signal émis par le capteur de position et le front suivant. Cette durée est associée à la dent Dk, de position angulaire θk, de largeur angulaire Δθk de la cible volant. Les moyens réalisent la corrélation entre le couple gaz moyen Cgaz,o et les durées instantanées Δtk. Pour cela, le dispositif réalise les actions suivantes :
Multiplication et sommation des durées instantanées Dk par des coefficients oik, afin de réaliser le calcul du couple moyen indiqué selon l'équation
El : Cgazfi = ∑akAtk (EÏ) k=q dans laquelle :
Cgaz 0 = couple moyen indiqué ;
At k = durée instantanée associé à la dent Dk ; ak = coefficient de pondération de la durée associée à la dent Dk ; q et r = numéros des dents de la couronne dentée en comptant comme dent numéro 1 la première dent suivant le PMH du cylindre avant la phase de combustion. La couronne dentée comportant N dents, q et r peuvent être supérieurs à N, en fonction du nombre de combustions, s, pris en compte pour le calcul du couple indiqué q et r désignent alors le nombre de dents défilant devant le capteur ; q = numéro de la première dent suivant un PMH lié à la phase de combustion d'un des cylindres du moteur ; r = numéro de la dent tel que :
N r - q = s— r englobe donc un nombre entier de PMH (ou de combustions), il comptabilise ainsi un nombre entier de combustions. s est un entier représentant le nombre de combustions prises en compte dans le calcul du couple indiqué.
Plus s est important et plus la valeur obtenue par le couple indiqué moyen est précise. En particulier, il est ainsi possible d'estimer le couple moyen indiqué développé par le cylindre u d'un moteur comportant p cylindres, selon l'équation E2 :
Figure imgf000012_0001
dans laquelle : [Cgaz,o I = couple moyen indiqué du cylindre u au cours d'un cycle de combustion
At1 = vitesse instantanée associée à la dent Dk ; ak = coefficient de pondération de la durée dent associé à la dent
Dk ; qu = numéro de la première dent suivant un PMH lié à la phase de combustion du cylindre u du moteur ; ru = numéro de la dent tel que :
N
ru englobe donc la phase de combustion du cylindre u et correspond au numéro de la dent lié au PMB suivant le PMH du cylindre u.
Le calcul du couple moyen indiqué selon l'approche de l'équation E2 présente les avantages suivants :
Les durées At k et les angles Aθk des dents associées aux dents Dk de la cible volant peuvent être quelconques. En particulier, le calcul du couple indiqué, ainsi réalisé, n'est pas affecté par :
. des défauts angulaires de la cible ; . des problèmes de faux rond ;
. la taille de la dent longue ;
. les défauts de l'électronique de filtrage du signal capteur (déphasage des fronts après une dent longue) ; car il intègre la prise en compte de ces défauts dans les coefficients ak .
Les coefficients ak sont dépendants, au premier ordre, du régime moyen du moteur ω0 . Une cartographie ou une fonction dépendant du régime pour le calcul des coefficients ak est donc nécessaire.
Il est également possible de faire dépendre les coefficients ak des paramètres environnementaux du moteur (taux d'EGR, phasage des injections, quantité de carburant injecté, température de l'air en sortie compresseur, température des gaz brûlés à l'échappement, température des gaz recyclés EGR, température d'eau, température d'huile, température avant turbine, des pressions du collecteur d'admission ou du collecteur d'échappement...). A la figure 3 sont illustrées schématiquement les différentes étapes d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention.
Après une période d'initialisation (bloc 100), on détecte si les conditions moteur sont vérifiées (bloc 101). Cela signifie qu'on détecte une phase d'absence d'injection volontaire de carburant dans le moteur. Cette phase correspond typiquement à une levée de pied du conducteur par rapport à la pédale d'accélérateur, ceci en dehors d'une phase de recalage des injecteurs.
Dans ces conditions, le couple de chaque cylindre doit être en 5 principe nul ou négatif.
Si ces conditions de fonctionnement du moteur sont vérifiées, alors on sélectionne tour à tour chacun des cylindres C1 du moteur (bloc 102) et l'on calcule la valeur du couple gaz moyen correspondant C1, ce couple étant représentatif de la contribution de ce cylindre au couple de sortie du moteur (bloc
10 103).
Au niveau du bloc 104, on compare cette valeur C1 à une valeur de couple de référence SR et, si cette valeur de couple est supérieure à la valeur de référence, on diagnostique alors l'injecteur C1 comme étant fuyant (bloc 105).
Dans le cas contraire, on réinitialise le système et on procède à une 15 nouvelle vérification.
Une autre variante de réalisation de ce procédé est représentée à la figure 4.
Toujours après une période d'initialisation (bloc 200), on vérifie si les conditions de fonctionnement du moteur sont vérifiées (bloc 201) et on mesure alors 20 le couple gaz moyen de chacun des injecteurs C1 (bloc 202).
Dans une étape suivante (bloc 203), on calcule la valeur moyenne
Cimθyen qui est égale à — V C1 , où n est le nombre total de cylindres. n
On procède ensuite au calcul de l'écart de couple à la valeur moyenne qui est calculée pour chaque cylindre avec l'expression du bloc 204, à savoir
Δ 2J5 A ACl^ - - C L. - C C moyen -
Au bloc 206, lorsque cet écart est supérieur à un seuil prédéterminé AC1113x , l'injecteur en cause est déclaré fuyant et des stratégies visant à limiter son débit peuvent être activées.
Dans le cas contraire, on réinitialise le système et on procède à une 30 nouvelle vérification.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour diagnostiquer une fuite d'injecteur dans un système d'injection d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile, pourvu d'un nombre n de cylindres An, ce système d'injection comprenant un nombre n d'injecteurs Bn qui envoient chacun du carburant à un cylindre respectif A1 du moteur, i étant compris entre 1 et n, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes qui consistent à : a) déterminer une phase d'absence d'injection volontaire de carburant dans le moteur ; b) pendant cette phase, et pour chacun des cylindres A1, déterminer le couple gaz moyen correspondant Ci représentatif de la contribution de ce cylindre au couple de sortie du moteur; c) comparer la valeur de ce couple C1, ou d'une variable fonction de ce couple, à une valeur de référence ; d) diagnostiquer un état de fuite quand une relation mathématique entre cette valeur de couple ou cette variable et la valeur de référence est vérifiée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on détermine une phase d'absence d'injection volontaire qui correspond à une absence de sollicitation de la pédale d'accélérateur (9) du véhicule, par exemple à une phase de levée de pied de la part du conducteur dudit véhicule.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on vérifie que cette phase d'absence d'injection volontaire se situe en dehors d'une phase de recalage des injecteurs Bn.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'à l'étape c), on compare la valeur du couple C1 à une valeur de couple de référence Sr et qu'à l'étape d), on diagnostique un état de fuite quand cette valeur du couple C1 est supérieure à la valeur de couple de référence Sr.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'à l'étape c) :
Ci) on calcule une valeur moyenne Cimoy donnée par la relation suivante :
^ m imooyyeenn ~ ~ V^^ ι ) C2) pour chaque cylindre A1, on calcule l'écart de couple Δ C1 donné par la relation suivante : i i imoyen
C3) lorsque cet écart de couple est supérieur à un seuil prédéterminé, on diagnostique un état de fuite pour l'injecteur correspondant.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lorsqu'un état de fuite est diagnostiqué au sein d'un injecteur B1 déterminé, on pilote une réduction du débit de carburant au sein de celui-ci.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on détermine le couple gaz moyen Ci en utilisant un capteur de position (140) pour détecter le déplacement des motifs d'une cible solidaire d'un élément du moteur mobile en rotation (14), ledit capteur (140) délivrant un signal alternatif de fréquence proportionnelle à la vitesse de déplacement de la cible.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on renouvelle régulièrement la mise en œuvre desdites étapes.
9. Procédé selon a revendication 1, caractérisé par le fait qu'on détermine un mode dégradé de fonctionnement du moteur en comparant le résultat du diagnostic avec d'autres diagnostics du moteur.
10. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend :
- des premiers moyens (90) pour déterminer une position de la pédale d'accélérateur du véhicule correspondant à une absence de sollicitation de celle-ci de la part du conducteur ;
- des seconds moyens (91) pour déterminer si aucune demande d'injection n'a lieu pendant la phase d'absence de sollicitation, suite à des stratégies de recalage ;
- des troisièmes moyens (10) pour déterminer la pression dans un rail d'alimentation en carburant ;
- des quatrièmes moyens pour déterminer un écart de boucle de la pression rail ;
- des cinquièmes moyens pour déterminer le couple gaz moyen C1 du cylindre A1, représentatif de la contribution de ce cylindre au couple de sortie du moteur ;
- ainsi que des moyens pour comparer ce couple moyen ou une variable fonction de ce couple à une valeur de référence, et pour diagnostiquer un état de fuite quand une relation mathématique entre cette valeur de couple ou cette variable et la valeur de référence est vérifiée
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