EP2427643A1 - Procédé et dispositif de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un système d'alimentation en carburant d'un moteur a combustion interne de véhicule automobile - Google Patents

Procédé et dispositif de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un système d'alimentation en carburant d'un moteur a combustion interne de véhicule automobile

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EP2427643A1
EP2427643A1 EP10727475A EP10727475A EP2427643A1 EP 2427643 A1 EP2427643 A1 EP 2427643A1 EP 10727475 A EP10727475 A EP 10727475A EP 10727475 A EP10727475 A EP 10727475A EP 2427643 A1 EP2427643 A1 EP 2427643A1
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EP
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diagnostic
fuel
alcohol
criterion
supply system
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Withdrawn
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EP10727475A
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German (de)
English (en)
Inventor
Nicolas Protin
Michel Leporcq
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Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to the diagnosis of the operating state of a fuel supply system of an internal combustion engine.
  • the invention relates to a combustion engine of a motor vehicle.
  • the invention is advantageously applied to internal combustion engines which operate either with gasoline or with alcohol, for example ethanol, or with a variable proportion of the two fuels.
  • blow-by in which the fuel vapors mix with the oil vapors of the engine oil sump, has a significant influence on the monitoring of the engine oil condition. operation of the fuel system. Moreover, the higher the alcohol content in the fuel, the greater the blow-by phenomenon.
  • the fuel supply circuit diagnosis is based on the monitoring of various parameters used to regulate the richness of the exhaust gases at the inlet of a catalyst from the information obtained from a richness probe, also known as a probe.
  • lambda "Gas wealth” means 'exhaust' means the amount of oxygen present in the exhaust gas.
  • monitoring the variation of these parameters provides information on the level of failure of the fuel system.
  • the parameters for controlling the richness of the exhaust gases vary, not because of a system failure, but because of the variation. alcohol level.
  • the variation in the alcohol content causes a variation in the amount of fuel to be injected to maintain a constant engine output at a given operating point of the engine.
  • the monitored parameters vary without there being a degradation of the fuel supply circuit, the risk of detecting a failed state due to a fuel change is then very high.
  • the regulation of the richness of the exhaust gas can be very different depending on the type of fuel, because the corrector that regulates the wealth is adjusted according to the alcohol content in the fuel.
  • An object of the invention is to provide a method and a device for monitoring the operating state of the fuel system incorporating a variable alcohol content.
  • a method for diagnosing the operating state of a fuel supply system of a motor vehicle internal combustion engine said fuel being stored in a tank of the vehicle and including a variable alcohol content.
  • the method includes a step of diagnosing the operating state of the fuel supply system, a step of detecting fuel addition to the reservoir, a step of determining the alcohol content in the fuel, and a step of control in which the diagnostic step is initiated if the step of determining the alcohol content in the fuel is completed.
  • the results of the fuel change diagnosis are not taken into account until the fuel alcohol level has been correctly detected in order not to diagnose a malfunction of the fuel system. can be a normal change of fuel.
  • the method comprises a step of detecting an evaporation of the fuel diluted in the engine oil and, during the control step, the diagnostic step is triggered if an evaporation of the fuel diluted in the oil of the engine. motor is not detected.
  • the results of the diagnosis are also not taken into account in the case of a presence of the "blow-by" phenomenon in order not to declare the faulty fuel supply system whereas it may be normal behavior.
  • the method may also include a calibration step in which diagnostic parameters for the diagnostic step are calculated from the determined alcohol level.
  • diagnostic parameters when calculating the diagnostic parameters, lower and upper bounds of a diagnostic interval are calculated from the determined alcohol level and, in the diagnostic step, a calculation is made. diagnostic criterion, the criterion is compared with the diagnostic interval, and a faulty state is diagnosed if the diagnostic criterion is outside the diagnostic interval.
  • a diagnosis time is calculated from the determined alcohol level, and during the diagnostic step, the diagnostic criterion is calculated during the calculated diagnostic time.
  • a device for diagnosing the operating state of a fuel supply system of a motor vehicle internal combustion engine said fuel being stored in a tank of the vehicle. and including a variable alcohol level.
  • This device comprises diagnostic means for diagnosing the operating state of the fuel supply system, means for detecting the addition of fuel in the tank, a determination means for determining the alcohol content present in the fuel system. fuel and control means for activating the diagnostic means if the determining means has determined the alcohol content in the fuel.
  • the device comprises a second detection means for detecting evaporation of the fuel diluted in the engine oil, the control means being able to activate the diagnostic means if the second detection means does not detect evaporation of the fuel diluted in the engine oil.
  • the device may further comprise a calibration means for calculating diagnostic parameters for the diagnostic means from the determined alcohol level.
  • the calibration means is able to calculate lower and upper limits of a diagnostic interval from the determined alcohol level
  • the diagnostic means comprises a means for calculating a diagnostic criterion, a means for comparing the diagnostic criterion with the diagnostic interval, and means for developing a fault state signal if the diagnostic criterion is outside the diagnostic interval.
  • the calibration means is able to calculate a diagnosis time from the determined alcohol level
  • the diagnostic means comprises means for calculating the diagnostic criterion during the calculated diagnostic time.
  • FIG. 1 schematically illustrates a device for diagnosing the operating state of a fuel supply system of an internal combustion engine of a motor vehicle
  • FIG. 2 schematically illustrates the main phases of a method for diagnosing the operating state of a fuel supply system of an internal combustion engine of a motor vehicle
  • FIG. 3 schematically illustrates a mode of implementation of the diagnostic step of the operating state of the fuel supply system.
  • FIG. 1 there is shown schematically a device 1 for diagnosing the operating state of a fuel supply system 2 of an internal combustion engine 3 of a motor vehicle.
  • the internal combustion engine 3 is provided with at least one cylinder 4.
  • This internal combustion engine 3 comprises a fresh air supply duct 5 which supplies air to an intake manifold 6 of the engine 3.
  • the exhaust gas from the engine 3 is collected by an exhaust manifold 7 and then discharged through an exhaust pipe 8 on which is mounted an exhaust gas treatment member 9.
  • the exhaust gas treatment member 9 may be a particulate filter, a nitrogen oxide trap, a catalyst, or a combination of all three.
  • the engine 3 is fueled which is stored in a main tank 10.
  • the stored fuel is fed to a fuel injector 13 associated with each cylinder 4 of the engine 3, via a pump 1 1, a filter 12 and a pressure regulator 50.
  • the fuel supply system 2 comprises said fuel injector, said pump 1 1, said filter 12, said pressure regulator 50 and the conduits which bring the fuel from the main tank 10 to the fuel injector 13.
  • An electronic control unit UCE 14 controls the opening time of each fuel injector 13, via a connection 15. This control of the opening time of each fuel injector 13 makes it possible, in particular, to adjust the air / fuel mixture admitted into the engine with respect to a given value of richness of the exhaust gas.
  • the device 1 also comprises a richness probe 18 which emits the measurement of the richness of the exhaust gases, transmitted via a connection 19, towards the ECU 14.
  • the wealth probe 18 is located upstream of the exhaust gas treatment member 9.
  • the device 1 may further comprise another oxygen sensor 53 located downstream of the exhaust gas treatment unit 9. This wealth probe 53 emits the measurement of the richness of the exhaust gases, transmitted via a connection 54, towards the ECU 14.
  • the device 1 also comprises a fuel level gauge 51 which transmits the information of the level of fuel present in the tank 10, transmitted by a connection 52, to the ECU 14.
  • the device 1 further comprises means 20 for transmitting information relating to the operation of the engine 3, such as, for example, the load of the engine 3 and the speed of the engine 3, towards the ECU 14 via a connection 21.
  • the ECU 14 comprises means for implementing a method for diagnosing the operating state of the fuel supply system 2 of the internal combustion engine 3, such a method will be described later in FIGS. 2 and 3.
  • These means for implementing the method can be implemented in the ECU 14 in a software form and / or in the form of logic circuits.
  • Figure 2 there is shown schematically the main phases of a method for diagnosing the operating state of a fuel supply system of an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • This method comprises an initialization step S l of the diagnostic parameters, then a step of detecting the addition of fuel S 2 in the fuel, a step S 2 bis of determining the level of alcohol present in the fuel, and a detection step. evaporation of the S3 fuel diluted in the engine oil.
  • the method also includes a control step S4, a calibration step S5 and a diagnostic step S6 of the operating state of the fuel supply system.
  • Boolean type detection parameter which is equal to 1 if a fuel evaporation has been detected during the step of detecting an evaporation of the fuel S3, and which is worth O otherwise.
  • the information of the fuel level present in the tank emitted by the gauge 51 is recovered.
  • an alcohol content in the fuel is determined from the exhaust gas richness information received by the richness probes 18 and 53. of determination, the regulation of the richness of the exhaust gases is adjusted to obtain a richness close to 1, that is to say close to the stoichiometric ratio between the mass of fuel burnt and the mass of oxygen present in the exhaust gas.
  • the determination of the alcohol content is made from the analysis of the measurement of the richness of the exhaust gases. If the composition of the exhaust gas is low in oxygen, the injection time of the fuel is increased with respect to the previous injection time. If the composition of the exhaust gas is rich in oxygen, the fuel injection time is reduced with respect to the previous injection time.
  • the method described in the French patent application FR2892769 may be used to determine the level of alcohol present in the fuel.
  • the determination step S2bis makes it possible to determine the level of alcohol TAUX which represents the level of alcohol present in the fuel.
  • the RATE variable varies between 0 and 1 and RATE is 1 when the fuel is pure alcohol and is equal to O when the fuel is gasoline that does not contain alcohol.
  • the detection parameter RECOCARB is updated which is equal to 0.
  • the step of detecting an evaporation of the fuel S3 it is detected whether the blow-by phenomenon occurs in a sufficiently large manner to disturb the regulation of the richness of the exhaust gases, and the engine is updated. BLOWDET detection parameter accordingly.
  • the detection of the blow-by phenomenon is done from a calculation of the wealth drift of the exhaust gases.
  • control step S4 it is checked whether the appropriate conditions are valid before performing the diagnostic step S6.
  • the control step S4 comprises test steps S41 to S43.
  • the test step S41 makes it possible to check whether the step of determining the alcohol level S2bis is complete. During this test step S41, the value of the RECOCARB parameter is tested and the next test step S42 is carried out if the detection parameter RECOCARB is equal to 0, and the test S41 is repeated in the opposite case.
  • the test step S42 makes it possible to check whether evaporation of the fuel has been detected. During this test step S42, the value of the parameter BLOWDET is tested and the next test step S43 is carried out if the detection parameter BLOWDET is equal to 0, and the test S42 is repeated in the opposite case.
  • test step S43 makes it possible to control additional conditions before performing the diagnostic step S6.
  • the richness probes 18 and 53 are not faulty. If these conditions are valid, it is considered that the diagnosis is authorized and a calibration step S5 is performed, and the test step S41 is repeated in the opposite case.
  • This calibration step S5 begins with a test of the temperature of the engine S44.
  • test step S44 it is checked whether the engine is hot. If the engine is hot, a first selection step S45 is performed in which specific hot calibrations are selected, otherwise a second selection step S46 is performed in which cold specific calibrations are selected. These calibrations include thresholds and detection times.
  • the calibration step also comprises a step S52 for calculating the diagnostic parameters.
  • a lower limit S MIN and an upper limit S MAX of a diagnostic interval are calculated, in addition, a number of diagnostic WINDOW and a diagnostic time TIME are calculated by diagnosis. made.
  • the diagnostic parameter WINDOW corresponds to a number of diagnostics to be performed before diagnosing a fault in the fuel system 2.
  • diagnostic parameters S_MIN, S_MAX, WINDOW and TIME are calculated from the alcohol content RATE determined at the determination step S2bis. During the calculation step of the S52 diagnostic parameters, the following calculations are performed:
  • S _MAX S MAX ALCO - RATE + (I - RATE) - S _MAX ESS
  • S _MIN S _MIN ALCO - RATE + (1 - RATE) - S _MIN ESS
  • TIME TIME _ ALCO - RATE + (I - TA UX) - TIME _ ESS
  • WINDOW WINDOW _ ALCO • RATE + (I - TA UX) - WINDOW _ ESS
  • - MAX ALCO maximum calibrated failure threshold for an alcohol type fuel
  • - S MAX ESS maximum calibrated failure threshold for a gasoline type fuel
  • the diagnostic step S6 is carried out using the parameters thus calculated.
  • the checking step S4 is carried out continuously during the diagnosis period, and if the diagnosis is not authorized or if the RECOCARB variable is not zero or if the BLOWDET variable is not zero, then the diagnosis is stopped 6 and the control step S4 is repeated.
  • FIG. 3 diagrammatically shows a mode of implementation of the diagnostic step S6 of the operating state of the fuel supply system 2.
  • the operating state of the fuel supply system 2 is monitored by monitoring the drift of the exhaust gas richness.
  • the richness probes 18 and 53 are used to measure the richness of the exhaust gases and the wealth drift of the exhaust gases is analyzed in the ECU 14.
  • the ECU 14 comprises means for calculating an effective injection time Teff according to the following equation (1):
  • Teff (B + ALPHACL * GAIN * A * Mair) * C (1) - B: offset variable taking into account the drifts of the fuel supply system 2;
  • GAIN coefficient taking into account the drift of the hydraulic characteristics of the fuel supply system 2;
  • the effective injection time TeJf is a variable whose calculation is well known to those skilled in the art.
  • the diagnostic step S6 is based on the monitoring of a criterion, denoted CRITERE, whose calculation is performed at the calculation step S61 of the diagnostic criterion.
  • the calculation of the criterion CRITERE is carried out according to equation (2):
  • CRITERION is calculated according to a sum of the three terms CRITERE l, CRITERE2, CRITERE3, defined below, during the time TIME that was calculated during the calibration step S5.
  • - CRITERIA l corresponds to the difference between the value of ALPHACL for which no correction on the injection time as a function of time is necessary to reach the wealth equal to 1 at the exhaust, and the value of ALPHACL applied to the injection time, to reach the wealth equal to 1 at the exhaust;
  • - CRITERE2 corresponds to the difference between the value of the instantaneous shift variable B corresponding to the use of a "theoretical" fuel supply system, that is to say non-dispersed and not aged, and of which the average characteristic coincides with the value for which no change in the injection time is applied, and the value of the instantaneous offset constant B applied to the injection time, for a given vehicle (specific for each vehicle);
  • - CRITERIA3 corresponds to the difference between the instantaneous GAIN value corresponding to the use of a "theoretical" fuel system, that is to say not dispersed and not aged, and whose average characteristic coincides with the value for which no change in the injection time is applied, and the instantaneous GAIN value applied to the injection time, for a given vehicle (specific for each vehicle).
  • the step of determining the alcohol content S2bis needs some time to determine the alcohol content in the fuel.
  • the parameters ALPHACL, GAIN and B vary until the alcohol level is determined in order to determine the coefficient depending on the alcohol level, which then allows the parameters ALPHACL, GAIN and B of take a value close to their nominal value.
  • the diagnostic step S6 is able to detect a fault while the system is not faulty.
  • the regulator of the richness of the measured exhaust gases upstream of the treatment unit 9 is set according to the alcohol content determined in the fuel.
  • the parameters ALPHACL, GAIN and B may vary differently depending on the alcohol content and therefore the values of the CRITERE diagnostic criterion may also fluctuate depending on the fuel composition.
  • blow-by phenomenon also influences the ALPHACL, GAIN and B parameters and therefore the CRITERE diagnostic criterion.
  • a comparison S62 of the diagnostic criterion CRITERE is carried out with the diagnostic interval comprising the lower limit S MIN and the upper limit S MAX.
  • a PRESENT DEFAULT counter is equal to zero S66, warning that no failure is detected on the system. fuel supply 2.
  • the WINDOW variable to which a predetermined initial value has been assigned, is decremented by 1 S63, then S64 is tested for the value of said WINDOW variable:
  • step S61 the diagnosis is repeated in step S61 of the calculation of the diagnostic criterion

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Abstract

Procédé pour diagnostiquer l'état de fonctionnement d'un système d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ledit carburant étant stocké dans un réservoir du véhicule et comprenant un taux d'alcool variable, le procédé comprenant une étape de diagnostic (S6) de l'état de fonctionnement du système d'alimentation en carburant, une étape de détection d'ajout de carburant dans le réservoir (S2), une étape de détermination du taux d'alcool (S2bis) dans le carburant et une étape de contrôle (S4) dans laquelle on déclenche l'étape de diagnostic (S6) si l'étape de détermination du taux d'alcool (S2bis) dans le carburant est terminée. On déclenche l'étape de diagnostic si une évaporation du carburant dilué dans l'huile du moteur n'est pas détectée (S3).

Description

Procédé et dispositif de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un système d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile
L 'invention concerne le diagnostic de l' état de fonctionnement d'un système d' alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne.
En particulier, l'invention concerne un moteur à combustion de véhicule automobile.
L 'invention s' applique avantageusement aux moteurs à combustion interne qui fonctionnent soit avec de l' essence, soit avec de l'alcool, par exemple de l' éthanol, soit avec une proportion variable des deux carburants.
Les normes anti-pollution étant de plus en plus sévères, il est nécessaire de contrôler la combustion du carburant dans les moteurs de véhicules automobiles afin de maîtriser les émissions polluantes de ces derniers. Il est donc obligatoire de surveiller le système d' alimentation en carburant de ces moteurs pour signaler au conducteur, à l' aide d'un voyant, une défaillance du système qui entraîne un dépassement des seuils de pollution.
Une telle surveillance peut être perturbée lorsque le carburant utilisé contient un taux variable d'alcool. En outre, le phénomène de « blow-by », en langue anglaise, par lequel les vapeurs de carburant se mélangent aux vapeurs d'huile du carter d'huile du moteur, a une influence non négligeable sur la surveillance de l' état de fonctionnement du système d'alimentation en carburant. Par ailleurs, plus le taux d' alcool présent dans le carburant est élevé, plus le phénomène de « blow-by » est important.
Actuellement, le diagnostic du circuit d' alimentation en carburant se base sur la surveillance de différents paramètres utilisés pour réguler la richesse des gaz d' échappement en entrée d'un catalyseur à partir des informations issues d'une sonde de richesse, appelée également sonde Lambda. On entend par « richesse des gaz d' échappement », la quantité d'oxygène présente dans les gaz d' échappement. Dans le cas d'un moteur qui utilise un seul type de carburant, la surveillance de la variation de ces paramètres permet de connaître le niveau de défaillance du circuit d' alimentation en carburant. Dans le cas d'un moteur qui utilise un carburant contenant un taux d' alcool variable, les paramètres permettant de réguler la richesse des gaz d' échappement varient, non pas à cause d'une défaillance du système, mais à cause de la variation du taux d' alcool. En effet, la variation du taux d' alcool entraîne une variation de la quantité de carburant à injecter pour conserver une richesse en sortie du moteur constante pour un point de fonctionnement du moteur donné. Dans ce cas, les paramètres surveillés varient sans pour autant qu'il y ait une dégradation du circuit d' alimentation en carburant, le risque de détecter un état défaillant à cause d'un changement de carburant est alors très élevé.
En outre, la régulation de la richesse des gaz d' échappement peut être très différente en fonction du type de carburant, car le correcteur qui permet de réguler la richesse est réglé en fonction du taux d' alcool présent dans le carburant.
Mais actuellement les diagnostics ne prennent pas en compte le taux d' alcool présent dans le carburant, leur fiabilité n' est donc pas garantie quelque soit le taux d' alcool utilisé.
On peut citer la demande de brevet français FR2892769, déposée au nom de la demanderesse, qui décrit un procédé de reconnaissance d'un taux d'alcool présent dans le carburant d'un véhicule automobile à partir de la mesure de la richesse des gaz d' échappement établie par une sonde de richesse. Mais ce document ne décrit pas un moyen pour diagnostiquer l' état de fonctionnement du système d'alimentation en carburant du véhicule.
Un autre problème intervient lorsqu'on utilise des carburants alcoolisés. Lorsque le taux d'alcool dans le réservoir est suffisamment élevé, une partie de l'alcool inj ecté passe dans l'huile du carter d'huile du moteur, puis dans certaines conditions le carburant s 'évapore et passe dans le collecteur d' admission. Ce phénomène a pour conséquence de perturber la régulation de la richesse des gaz d' échappement, les paramètres qui permettent de surveiller le circuit d' alimentation en carburant et dons le diagnostic de l' état de fonctionnement du système d'alimentation en carburant du moteur.
Un des buts de l'invention est de fournir un procédé et un dispositif pour surveiller l' état de fonctionnement du système d' alimentation en carburant intégrant un taux d'alcool variable.
Selon un aspect de l'invention, il est proposé un procédé pour diagnostiquer l'état de fonctionnement d'un système d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ledit carburant étant stocké dans un réservoir du véhicule et comprenant un taux d' alcool variable.
Ce procédé comprend une étape de diagnostic de l'état de fonctionnement du système d'alimentation en carburant, une étape de détection d' ajout de carburant dans le réservoir, une étape de détermination du taux d' alcool dans le carburant et une étape de contrôle dans laquelle on déclenche l' étape de diagnostic si l'étape de détermination du taux d' alcool dans le carburant est terminée.
Ainsi, on ne prend pas en compte les résultats du diagnostic en cas de changement de carburant avant d' avoir détecté correctement le taux d' alcool présent dans le carburant pour ne pas diagnostiquer une défaillance du système d' alimentation en carburant alors qu'il peut s 'agir d'un changement normal de carburant.
Avantageusement, le procédé comprend une étape de détection d'une évaporation du carburant dilué dans l'huile du moteur et, lors de l' étape de contrôle, on déclenche l' étape de diagnostic si une évaporation du carburant dilué dans l'huile du moteur n' est pas détectée.
On ne prend pas non plus en compte les résultats du diagnostic dans le cas d'une présence du phénomène de « blow-by » pour ne pas déclarer le système d'alimentation en carburant défaillant alors qu'il peut s' agir d'un comportement normal. Le procédé peut également comprendre une étape de calibration dans laquelle on calcule des paramètres de diagnostic, destinés à l' étape de diagnostic, à partir du taux d' alcool déterminé.
On peut ainsi calibrer les paramètres du diagnostic en fonction du taux d' alcool dans le carburant pour garantir la fiabilité du diagnostic quelque soit le taux d' alcool présent dans le carburant.
Dans un mode de mise en œuvre, lors du calcul des paramètres de diagnostic, on calcule des bornes inférieure et supérieure d'un intervalle de diagnostic à partir du taux d'alcool déterminé et, lors de l' étape de diagnostic, on calcule un critère de diagnostic, on compare le critère avec l 'intervalle de diagnostic, et on diagnostique un état défaillant si le critère de diagnostic est en dehors de l 'intervalle de diagnostic.
Avantageusement, lors du calcul des paramètres de diagnostic, on calcule un temps de diagnostic à partir du taux d' alcool déterminé, et lors de l' étape de diagnostic, on calcule le critère de diagnostic pendant le temps de diagnostic calculé.
Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif pour diagnostiquer l' état de fonctionnement d'un système d' alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ledit carburant étant stocké dans un réservoir du véhicule et comprenant un taux d' alcool variable.
Ce dispositif comprend un moyen de diagnostic pour diagnostiquer l' état de fonctionnement du système d' alimentation en carburant, un moyen de détection d' ajout de carburant dans le réservoir, un moyen de détermination pour déterminer le taux d'alcoo l présent dans le carburant et un moyen de contrôle pour activer le moyen de diagnostic si le moyen de détermination a déterminé le taux d' alcool dans le carburant.
Avantageusement, le dispositif comprend un deuxième moyen de détection pour détecter une évaporation du carburant dilué dans l'huile du moteur, le moyen de contrôle étant apte à activer le moyen de diagnostic si le deuxième moyen de détection ne détecte pas d' évaporation du carburant dilué dans l'huile du moteur. Le dispositif peut, en outre, comprendre un moyen de calibration pour calculer des paramètres de diagnostic, destinés au moyen de diagnostic, à partir du taux d' alcool déterminé.
Selon un mode de réalisation, le moyen de calibration est apte à calculer des bornes inférieure et supérieure d'un intervalle de diagnostic à partir du taux d' alcool déterminé, et le moyen de diagnostic comprend un moyen pour calculer un critère de diagnostic, un moyen pour comparer le critère de diagnostic avec l'intervalle de diagnostic, et un moyen pour élaborer un signal d'état défaillant si le critère de diagnostic est en dehors de l'intervalle de diagnostic.
Avantageusement, le moyen de calibration est apte à calculer un temps de diagnostic à partir du taux d' alcool déterminé, et le moyen de diagnostic comprend un moyen pour calculer le critère de diagnostic pendant le temps de diagnostic calculé.
D ' autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement un dispositif pour diagnostiquer l' état de fonctionnement d'un système d' alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile ;
- la figure 2 illustre schématiquement les principales phases d'un procédé pour diagnostiquer l'état de fonctionnement d'un système d' alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile ; et
- la figure 3 illustre schématiquement un mode de mise en œuvre de l' étape de diagnostic de l' état de fonctionnement du système d'alimentation en carburant.
Sur la figure 1 , on a représenté schématiquement un dispositif 1 pour diagnostiquer l' état de fonctionnement d'un système d' alimentation en carburant 2 d'un moteur à combustion interne 3 de véhicule automobile. Le moteur à combustion interne 3 est muni d' au moins un cylindre 4. Ce moteur à combustion interne 3 comprend un conduit d' alimentation en air frais 5 qui amène de l' air à un collecteur d'admission 6 du moteur 3.
Les gaz d' échappement du moteur 3 sont collectés par un collecteur d' échappement 7, puis évacués par un conduit d' échappement 8 sur lequel est monté un organe 9 de traitement des gaz d' échappement. L 'organe 9 de traitement des gaz d' échappement peut être un filtre à particules, un piège à oxydes d' azote, un catalyseur, ou une combinaison des trois.
Le moteur 3 est alimenté en carburant qui est stocké dans un réservoir principal 10.
Le carburant stocké est amené jusqu'à un injecteur de carburant 13 associé à chaque cylindre 4 du moteur 3 , via une pompe 1 1 , un filtre 12 et un régulateur de pression 50.
Le système d' alimentation en carburant 2 comprend ledit injecteur de carburant, ladite pompe 1 1 , ledit filtre 12, ledit régulateur de pression 50 et les conduits qui amènent le carburant depuis le réservoir principal 10 jusqu' à l'injecteur de carburant 13.
Une unité de commande électronique UCE 14 commande le temps d'ouverture de chaque injecteur de carburant 13 , par l' intermédiaire d'une connexion 15. Cette commande du temps d'ouverture de chaque injecteur de carburant 13 permet, notamment, d' ajuster le mélange air/carburant admis dans le moteur par rapport à une valeur de richesse des gaz d'échappement donnée.
Le dispositif 1 comprend également une sonde de richesse 18 qui émet la mesure de la richesse des gaz d' échappement, transmises par une connexion 19, en direction de l'UCE 14. Dans un mode de réalisation préféré, la sonde de richesse 18 est située en amont de l'organe 9 de traitement des gaz d' échappement. Le dispositif 1 peut comprendre, en outre, une autre sonde à oxygène 53 située en aval de l'organe 9 de traitement des gaz d' échappement. Cette sonde de richesse 53 émet la mesure de la richesse des gaz d' échappement, transmises par une connexion 54, en direction de l'UCE 14. Le dispositif 1 comprend également une jauge 51 de niveau de carburant qui émet l'information du niveau de carburant présent dans le réservoir 10, transmise par une connexion 52, vers l'UCE 14.
Le dispositif 1 comprend, en outre, un moyen 20 pour émettre des informations relatives au fonctionnement du moteur 3 , comme par exemple la charge du moteur 3 et le régime du moteur 3 , en direction de l'UCE 14 par une connexion 21.
Par ailleurs, l'UCE 14 comprend des moyens pour mettre en œuvre un procédé pour diagnostiquer l' état de fonctionnement du système d'alimentation en carburant 2 du moteur à combustion interne 3 , un tel procédé sera décrit ultérieurement aux figures 2 et 3. Ces moyens pour mettre en œuvre le procédé peuvent être implémentés dans l'UCE 14 sous une forme logicielle et/ou sous une forme de circuits logiques.
Sur la figure 2, on a représenté schématiquement les principales phases d'un procédé pour diagnostiquer l' état de fonctionnement d'un système d' alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile.
Ce procédé comprend une étape d'initialisation S l des paramètres de diagnostic, puis une étape de détection d' ajout de carburant S2 dans le carburant, une étape S2bis de détermination du taux d' alcool présent dans le carburant, et une étape de détection d'une évaporation du carburant S3 dilué dans l'huile du moteur. Le procédé comprend également une étape de contrôle S4, une étape de calibration S5 et une étape de diagnostic S6 de l' état de fonctionnement du système d'alimentation en carburant.
Dans l' étape d'initialisation S l des paramètres de diagnostic, on initialise tous les paramètres de diagnostic utilisés lors du procédé, et notamment des paramètres de détection suivants :
RECOCARB = 1 ; BLOWDET = 0 ; - RECOCARB : paramètre de détection de type booléen, qui vaut 1 si l'étape de détermination du taux d' alcool S2bis est active, c' est-à-dire que l'étape S2bis n' est pas terminée, et vaut O sinon ;
- BLOWDET : paramètre de détection de type booléen, qui vaut 1 si une évaporation du carburant a été détectée au cours de l' étape de détection d'une évaporation du carburant S3 , et qui vaut O sinon.
Au cours de l' étape de détection d' ajout de carburant S2, on récupère l'information du niveau de carburant présent dans le réservoir émise par la jauge 51.
Au cours de l' étape de détermination du taux d' alcool S2bis, on détermine un taux d' alcool présent dans le carburant à partir des informations de richesse des gaz d' échappement reçues par les sondes de richesse 18 et 53. Pendant ce temps de détermination, on ajuste la régulation de la richesse des gaz d' échappement jusqu' à obtenir une richesse proche de 1 , c'est-à-dire proche du rapport stoechiométrique entre la masse de carburant brûlé et la masse d'oxygène présents dans les gaz d'échappement.
La détermination du taux d' alcool est faite à partir de l' analyse de la mesure de la richesse des gaz d' échappement. Si la composition des gaz d' échappement est pauvre en oxygène, on augmente la durée d'injection du carburant par rapport à la durée d'injection précédente. Si la composition des gaz d'échappement est riche en oxygène, on diminue la durée d'injection du carburant par rapport à la durée d'injection précédente. On pourra utiliser, par exemple, la méthode décrite dans la demande de brevet français FR2892769 pour déterminer le taux d' alcool présent dans le carburant.
L 'étape de détermination S2bis permet de déterminer le taux d' alcool TAUX qui représente le taux d'alcool présent dans le carburant. La variable TAUX varie entre O et 1 et TAUX est égal à 1 lorsque le carburant est de l' alcool pur et est égal à O lorsque le carburant est de l' essence qui ne contient pas d' alcool. Lorsque l' étape de détermination du taux d' alcool S2bis est terminée, c'est-à-dire que la régulation de la richesse des gaz d' échappement est stabilisée, on met à jour le paramètre de détection RECOCARB qui vaut 0.
Au cours de l' étape de détection d'une évaporation du carburant S3 , on détecte si le phénomène de blow-by se produit de manière suffisamment importante pour perturber la régulation de la richesse des gaz d'échappement, et on met à jour le paramètre de détection BLOWDET en conséquence. La détection du phénomène de blow-by se fait à partir d'un calcul de la dérive de richesse des gaz d' échappement.
Dans l'étape de contrôle S4, on vérifie si les conditions adéquates sont valides avant d' effectuer l' étape de diagnostic S6. L ' étape de contrôle S4 comprend des étapes de test S41 à S43.
L 'étape de test S41 permet de contrôler si l'étape de détermination du taux d' alcool S2bis est terminée. Au cours de cette étape de test S41 on teste la valeur du paramètre RECOCARB et on effectue l' étape de test suivante S42 si le paramètre de détection RECOCARB vaut O, et on réitère le test S41 dans le cas contraire.
L ' étape de test S42 permet de contrôler si une évaporation du carburant a été détectée. Au cours de cette étape de test S42 on teste la valeur du paramètre BLOWDET et on effectue l'étape de test suivante S43 si le paramètre de détection BLOWDET vaut O, et on réitère le test S42 dans le cas contraire.
L ' étape de test S43 permet de contrôler des conditions supplémentaires avant d' effectuer l' étape de diagnostic S6.
Au cours de cette étape de test S43 , on vérifie que :
- la régulation de richesse des gaz d' échappement est en boucle fermée ;
- l' injection fonctionne en mode séquentiel ;
- le niveau de charge du moteur et son régime sont situés dans une zone prédéfinie ; et
- les sondes de richesse 18 et53 ne sont pas défaillantes. Si ces conditions sont valides, on considère que le diagnostic est autorisé et on effectue une étape S5 de calibration, et l'on réitère l' étape de test S41 dans le cas contraire.
Cette étape S5 de calibration commence par un test de la température du moteur S44.
Dans l' étape de test S44, on vérifie si le moteur est chaud. Si le moteur est chaud, on effectue une première étape de sélection S45 dans laquelle on sélectionne des calibrations spécifiques à chaud, sinon on effectue une deuxième étape de sélection S46 dans laquelle on sélectionne des calibrations spécifiques à froid. Ces calibrations sont notamment des seuils et des temps de détection.
L ' étape de calibration comprend également une étape S52 de calcul des paramètres de diagnostics.
Lors de cette étape S52 de calcul des paramètres de diagnostics, on calcule une borne inférieure S MIN et une borne supérieure S MAX d'un intervalle de diagnostic, en outre, on calcule un nombre de diagnostic FENETRE et un temps de diagnostic TEMPS par diagnostic effectué. Le paramètre de diagnostic FENETRE correspond à un nombre de diagnostic à effectuer avant de diagnostiquer une défaillance du système d'alimentation en carburant 2.
Ces paramètres de diagnostic S_MIN, S_MAX, FENETRE et TEMPS sont calculés à partir du taux d' alcool TAUX déterminé à l' étape de détermination S2bis. Lors de l' étape de calcul des paramètres du diagnostic S52, on effectue les calculs suivants :
S _MAX = S MAX ALCO - TAUX + (I - TAUX) - S _MAX ESS S _MIN = S _MIN ALCO - TAUX + (1 - TAUX) - S _MIN ESS TEMPS = TEMPS _ ALCO - TAUX + (I - TA UX) - TEMPS _ ESS FENETRE = FENETRE _ ALCO • TAUX + (I - TA UX) - FENETRE _ ESS
- S MAX ALCO : Seuil maximum de défaillance calibré pour un carburant de type alcool ; - S MAX ESS : Seuil maximum de défaillance calibré pour un carburant de type essence ;
- S MIN ALCO : Seuil minimum de défaillance calibré pour un carburant de type alcool ;
- S MIN ESS : Seuil minimum de défaillance calibré pour un carburant de type essence ;
- TEMPS ALCO : durée de diagnostic calibrée pour un carburant de type alcool ;
- TEMPS ESS : durée de diagnostic calibrée pour un carburant de type essence ;
- FENETRE ALCO : nombre de diagnostics à effectuer avant de déclarer un défaut pour un carburant de type alcool ; et
- FENETRE ESS : nombre de diagnostics à effectuer avant de déclarer un défaut pour un carburant de type essence.
Puis on effectue l' étape de diagnostic S6 à l' aide des paramètres ainsi calculés. En outre, on effectue l' étape de contrôle S4 en permanence pendant la durée du diagnostic, et si le diagnostic n'est pas autorisé ou si la variable RECOCARB n' est pas nulle ou si la variable BLOWDET n'est pas nulle, alors on arrête le diagnostique 6 et on réitère l'étape de contrôle S4.
Sur la figure 3 , on a représenté schématiquement un mode de mise en œuvre de l' étape de diagnostic S6 de l' état de fonctionnement du système d'alimentation en carburant 2.
Dans un mode de mise en œuvre du procédé de diagnostic, on surveille l'état de fonctionnement du système d'alimentation en carburant 2 par l'intermédiaire de la surveillance de la dérive de la richesse des gaz d' échappement. Par exemple, on utilise les sondes de richesse 18 et 53 pour mesurer la richesse des gaz d'échappement et on analyse la dérive de richesse des gaz d'échappement dans l'UCE 14.
Afin de réguler la richesse des gaz d'échappement, l'UCE 14 comprend un moyen pour calculer un temps d'injection efficace Teff selon l' équation ( 1 ) suivante :
Teff = (B + ALPHACL* GAIN*A*Mair)* C ( 1 ) - B : variable de décalage prenant en compte les dérives du système d' alimentation en carburant 2 ;
- ALPHACL : facteur correctif de temps d'injection permettant de réguler la richesse des gaz d'échappement en sortie du moteur 3 ;
GAIN : coefficient prenant en compte la dérive des caractéristiques hydrauliques du système d' alimentation en carburant 2 ;
- A : facteur prenant en compte différents phénomènes liés à la purge du canister, le mouillage des parois, etc .. ;
- Mair : masse d'air admise dans le cylindre, mesurée ou estimée ; et
- C : coefficient dépendant du taux d' alcool.
Le temps d'injection efficace TeJf est une variable dont le calcul est bien connu de l'homme du métier.
Afin de détecter une défaillance du système d' alimentation en carburant 2, l' étape de diagnostic S6 est basée sur la surveillance d'un critère, noté CRITERE, dont le calcul est effectué à l' étape de calcul S61 du critère de diagnostic. Le calcul du critère de surveillance CRITERE s ' effectue selon l'équation (2) :
CRITERE = J {CRITERE! + CRITERE! + CRITERE?,) (2)
CRITERE est calculé selon une intégrale de la somme des trois termes CRITERE l , CRITERE2, CRITERE3 , définis ci-dessous, pendant le temps TEMPS qui a été calculé lors de l' étape de calibration S5.
Dans l' équation (2) :
- CRITERE l : correspond à la différence entre la valeur de ALPHACL pour laquelle aucune correction sur le temps d'injection en fonction du temps n' est nécessaire pour atteindre la richesse égale à 1 à l' échappement, et la valeur de ALPHACL appliquée au temps d'injection, pour atteindre la richesse égale à 1 à l' échappement ;
- CRITERE2 : correspond à la différence entre la valeur de la variable de décalage B instantanée correspondant à l'utilisation d'un système d'alimentation en carburant « théorique », c' est-à-dire non dispersé et non vieilli, et dont la caractéristique moyenne coïncide avec la valeur pour laquelle aucune modification du temps d'injection est appliquée, et la valeur de la constante de décalage B instantanée appliquée au temps d'injection, pour un véhicule donné (spécifique pour chaque véhicule) ;
- CRITERE3 : correspond à la différence entre la valeur de GAIN instantanée correspondant à l'utilisation d'un système d' alimentation en carburant « théorique », c' est-à-dire non dispersé et non vieilli, et dont la caractéristique moyenne coïncide avec la valeur pour laquelle aucune modification du temps d'injection est appliquée, et la valeur de GAIN instantanée appliquée au temps d'injection, pour un véhicule donné (spécifique pour chaque véhicule).
Lorsque le taux d' alcool varie dans le carburant après un remplissage du réservoir 10, l' étape de détermination du taux d' alcoo l S2bis a besoin d'un certain temps pour déterminer le taux d' alcool dans le carburant. Pendant ce temps de détection, les paramètres ALPHACL, GAIN et B varient jusqu' à ce que le taux d' alcool soit déterminé afin de déterminer le coefficient dépendant du taux d'alcool, ce qui permet alors aux paramètres ALPHACL, GAIN et B de reprendre une valeur proche de leur valeur nominale.
Et puisque le critère de diagnostic CRITERE dépend de ces trois paramètres ALPHACL, GAIN et B, les valeurs de ces paramètres lors de l' étape de détermination du taux d' alcool S2bis ne reflètent pas le niveau de défaillance éventuelle du système d'alimentation en carburant 2. En outre, pendant ce temps de détermination, l' étape de diagnostic S6 est susceptible de détecter une panne alors que le système n'est pas défaillant.
Lorsque l' étape de détermination du taux d' alcool S2bis est terminée, le régulateur de la richesse des gaz d' échappement mesurée en amont de l'organe de traitement 9 est réglé en fonction du taux d' alcool déterminé dans le carburant. De ce fait, les paramètres ALPHACL, GAIN et B peuvent varier différemment en fonction du taux d' alcool et par conséquent les valeurs du critère de diagnostic CRITERE peuvent fluctuer également en fonction de la composition du carburant.
Par ailleurs, le phénomène de blow-by influence également les paramètres ALPHACL, GAIN et B et donc le critère de diagnostic CRITERE.
Après l' étape de calcul du critère de diagnostic S61 , on effectue une comparaison S62 du critère de diagnostic CRITERE avec l' intervalle de diagnostic comprenant la borne inférieure S MIN et la borne supérieure S MAX.
Lorsque le critère de diagnostic CRITERE est compris dans l' intervalle de diagnostic délimité par les deux bornes inférieure et supérieure S MIN et S MAX, un compteur DEFAUT PRESENT est égal à zéro S66, avertissant qu' aucune défaillance n' est détectée sur le système d'alimentation en carburant 2.
Lorsque CRITERE est en dehors de l' intervalle de diagnostic, la variable FENETRE, à laquelle on a affecté une valeur initiale prédéterminée, est décrémentée de 1 S63 , puis on teste S64 la valeur de ladite variable FENETRE :
- si FENETRE>0, le diagnostic recommence à l' étape S61 du calcul du critère de diagnostic;
- si FENETRE=O alors DEFAUT PRESENT est égal à 1 , avertissant qu'une défaillance est détectée sur le système d' alimentation en carburant 2, puis la variable FENETRE est réinitialisée S65.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour diagnostiquer l'état de fonctionnement d'un système d' alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ledit carburant étant stocké dans un réservoir du véhicule et comprenant un taux d' alcool variable, le procédé comprenant une étape de diagnostic (S6) de l'état de fonctionnement du système d' alimentation en carburant, une étape de détection d' ajout de carburant dans le réservoir (S2), une étape de détermination du taux d' alcool (S2bis) dans le carburant et une étape de contrôle (S4) dans laquelle on déclenche l' étape de diagnostic (S6) si l'étape de détermination du taux d' alcool (S2bis) dans le carburant est terminée, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détection d'une évaporation du carburant (S3) dilué dans l'huile du moteur et, lors de l' étape de contrôle (S4), on déclenche l' étape de diagnostic (S6) si une évaporation du carburant dilué dans l'huile du moteur n' est pas détectée.
2. Procédé selon la revendication 1 , comprenant une étape de calibration (S5) dans laquelle on calcule des paramètres de diagnostic (S52), destinés à l'étape de diagnostic (S6), à partir du taux d' alcoo l déterminé.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel, lors du calcul des paramètres de diagnostic (S52), on calcule des bornes inférieure et supérieure d'un intervalle de diagnostic à partir du taux d' alcoo l déterminé et, lors de l'étape de diagnostic (S6), on calcule un critère de diagnostic (S61 ), on compare le critère avec l'intervalle de diagnostic (S62), et on diagnostique un état défaillant (S65) si le critère de diagnostic est en dehors de l'intervalle de diagnostic.
4. Procédé selon la revendication 3 , dans lequel, lors du calcul des paramètres de diagnostic (S52), on calcule un temps de diagnostic à partir du taux d' alcool déterminé, et lors de l' étape de diagnostic (S6), on calcule le critère de diagnostic (S61 ) pendant le temps de diagnostic calculé.
5. Dispositif pour diagnostiquer l'état de fonctionnement d'un système d'alimentation (2) en carburant d'un moteur à combustion interne (3) de véhicule automobile, ledit carburant étant stocké dans un réservoir du véhicule et comprenant un taux d' alcool variable, le dispositif comprend un moyen de diagnostic pour diagnostiquer l' état de fonctionnement du système d' alimentation en carburant, un moyen de détection pour détecter un ajout de carburant dans le réservoir, un moyen de détermination pour déterminer le taux d' alcool présent dans le carburant et un moyen de contrôle pour activer le moyen de diagnostic si le moyen de détermination a déterminé le taux d' alcoo l dans le carburant, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième moyen de détection pour détecter une évaporation du carburant dilué dans l'huile du moteur, le moyen de contrôle étant apte à activer le moyen de diagnostic si le deuxième moyen de détection ne détecte pas d' évaporation du carburant dilué dans l'huile du moteur.
6. Dispositif selon la revendication 5 , comprenant un moyen de calibration pour calculer des paramètres de diagnostic, destinés au moyen de diagnostic, à partir du taux d' alcool déterminé.
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le moyen de calibration est apte à calculer des bornes inférieure et supérieure d'un intervalle de diagnostic à partir du taux d' alcool déterminé, et le moyen de diagnostic comprend un moyen pour calculer un critère de diagnostic, un moyen pour comparer le critère de diagnostic avec l' intervalle de diagnostic, et un moyen pour élaborer un signal d' état défaillant si le critère de diagnostic est en dehors de l 'intervalle de diagnostic.
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le moyen de calibration est apte à calculer un temps de diagnostic à partir du taux d' alcool déterminé, et le moyen de diagnostic comprend un moyen pour calculer le critère de diagnostic pendant le temps de diagnostic calculé.
EP10727475A 2009-05-07 2010-05-07 Procédé et dispositif de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un système d'alimentation en carburant d'un moteur a combustion interne de véhicule automobile Withdrawn EP2427643A1 (fr)

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