FR2846050A1 - Procede pour preserver le catalyseur d'un moteur a allumage commande en cas de rates de combustion - Google Patents

Procede pour preserver le catalyseur d'un moteur a allumage commande en cas de rates de combustion Download PDF

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Abstract

Le procédé comprend une phase de détection de ratés de combustion sur les cylindres appariés du moteur, et un mode dégradé dans lequel, en présence (20) d'un cylindre détecté en défaut et de son cylindre apparié détecté comme n'étant pas en défaut et en absence d'une information externe de contrôle du phasage moteur, on effectue un contrôle (24) du phasage de l'injection de façon à déterminer lequel de ces deux cylindres est réellement en défaut.

Description

i Procédé pour préserver le catalyseur d'un moteur à allumage commandé en
cas de ratés de combustion L'invention concerne les moteurs à allumage commandé, et plus particulièrement la préservation des catalyseurs qui leur sont associés
en cas de ratés de combustion.
Les normes antipollution (européennes, américaines et d'autres 10 pays) imposent la surveillance des systèmes ayant un impact sur les émissions polluantes des véhicules par des dispositifs dits OBD ("OnBoard Diagnostic"). Parmi les systèmes devant être surveillés, la combustion fait l'objet d'un traitement spécial, puisque les normes imposent la détection des ratés de combustion (problème sur 15 l'allumage, l'injection, ou des composants mécaniques). Lorsque de tels ratés apparaissent à des taux importants, le système catalytique est mis en péril. En effet, le mélange non brlé rejeté dans la ligne d'échappement va produire une réaction exothermique dans le catalyseur qui sera alors anormalement échauffé et risque d'être 20 endommagé. Il est possible d'atteindre des températures supérieures à 1300'C. La norme impose donc de prévenir rapidement le conducteur afin qu'il change le point de fonctionnement du moteur pour diminuer
les risques de dégradation du catalyseur.
En pratique, la montée de température du catalyseur est 25 extrêmement rapide, et il est possible que le catalyseur ait déjà subi une dégradation avant que le conducteur ne s'aperçoive que son moteur
est victime d'une défaillance.
Il est donc nécessaire de programmer dans le calculateur d'injection, des stratégies permettant d'assurer l'intégrité du catalyseur 30 et notamment en procédant à la coupure des injecteurs sur le(s)
cylindre(s) défaillant(s).
La stratégie de coupure de l'injection suite à la détection de ratés de combustion (misfire) sur un ou plusieurs cylindres est une stratégie couplée à une stratégie de détection des ratés de combustion permettant d'identifier à chaque point mort haut la présence ou
l'absence d'un raté de combustion.
Dans le cas d'une application sur un moteur dépourvu d'un système de phasage d'injection au moyen d'un capteur de lecture de 5 position sur l'arbre à cames ou d'un moyen physique de contrôle du phasage (par exemple capteurs dans la chambre de combustion), ce phasage s'effectue par une stratégie logicielle. Or, cette stratégie est faussée par la présence de ratés de combustion, ce qui risque de conduire à un mauvais phasage de l'injection: l'injecteur devrait 10 s'ouvrir pendant la phase d'échappement sur chacun des cylindres afin que l'essence soit disponible dans la tubulure d'admission lors de l'ouverture de la soupape d'admission. Or, dans le cas d'un mauvais phasage, il s'ouvre un tour moteur trop tôt. Ceci n'empêche pas le moteur de fonctionner, mais ses performances peuvent être dégradées. 15 Dans le cas d'un fonctionnement moteur mal phasé, lorsque l'on détecte un défaut sur un cylindre grâce à la stratégie de détection misfire, c'est en réalité l'autre cylindre de la même paire qui est réellement en défaut. Il s'ensuit que si le moteur possède un de ses cylindres en défaut (par exemple le cylindre 1, c'est-àdire celui situé 20 le plus proche de l'embrayage), le cylindre qui sera déclaré en défaut
est le cylindre de la même paire (dans notre exemple, le cylindre numéro 4). Si l'on exécute alors une coupure d'injection sur le cylindre détecté défaillant, le moteur aura en réalité deux cylindres qui ne brleront plus: celui qui était en défaut (le 1) et celui sur lequel 25 l'injection a été coupée (le 4).
On voit donc que l'on ne peut effectuer la coupure d'injection sur une application dont le phasage d'injection s'effectue de façon
logicielle, sans s'assurer de la justesse du phasage.
L'état de l'art existant montre certaines méthodes permettant de 30 couper l'injection sur des cylindres détectés comme défaillants, mais aucune ne permet de contrôler le phasage de l'injection dans le cas de moteurs dépourvus de capteurs pouvant effectuer le contrôle du
phasage, ou en cas de panne d'un tel capteur.
L'invention vise à remédier à cette lacune.
L'invention propose donc un procédé pour préserver le catalyseur d'un moteur à allumage commandé, en cas de ratés de combustion. Selon une caractéristique générale de l'invention, le procédé comprend une phase de détection de ratés de combustion sur 5 les cylindres appariés du moteur, et un mode dégradé dans lequel, en présence d'un cylindre détecté en défaut et de son cylindre apparié détecté comme n'étant pas en défaut et en absence d'une information externe de contrôle du phasage moteur (cette absence résultant d'une absence de capteur ou bien d'un capteur en panne), on effectue un 10 contrôle du phasage de l'injection de façon à déterminer lequel de ces
deux cylindres est réellement en défaut.
Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, le contrôle du phasage de l'injection comporte: - une coupure de l'injection sur le cylindre détecté en défaut, 15 - un comptage, à chaque allumage sur le cylindre apparié et pendant un horizon de mesure déterminé, du nombre de ratés de combustion détectés sur ce cylindre apparié, et
- une comparaison de ce nombre avec une valeur calibrée.
Si le contrôle du phasage révèle que le cylindre réellement en 20 défaut est le cylindre apparié, on rétablit l'injection sur le cylindre initialement détecté en défaut, on effectue un rephasage du moteur, et on coupe l'injection sur le cylindre apparié qui est réellement en
déf aut.
En présence de deux cylindres d'une même paire détectés en 25 défaut, on coupe avantageusement l'injection sur ces deux cylindres, et on interdit toute coupure d'injection sur un troisième cylindre, même
s'il est détecté en défaut.
Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, on met en
veille le mode dégradé dans le cas o tous les cylindres sont détectés 30 en défaut.
On effectue avantageusement une remise d'injection sur des cylindres pour lesquels on avait effectué une coupure d'injection, dans
des conditions stables du moteur.
Par ailleurs, on limite de préférence le nombre de remises
d'injections au ralenti.
Selon un mode de réalisation de l'invention, lorsqu'un défaut sur un ou plusieurs cylindres est constaté au ralenti, on ne coupe pas l'injection sur ce ou ces cylindres. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention
apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise
en oeuvre, nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels:
- les figures 1 à 3 illustrent schématiquement les principales 10 étapes d'un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Le procédé comprend une phase de détection de ratés de combustion sur les cylindres du moteur et sur un horizon limité de révolution. A la fin de chaque horizon de mesure (étape 10, figure 1), la 15 phase de détection fournit les informations suivantes (étapes 10, 11 et 12, figure 1): - fin d'horizon détecté, - panne "ratés de combustions" détectée, c'est-à-dire un taux important (déterminé en phase de mise au point du moteur, en fonction 20 de la température générée dans le catalyseur par l'absence de combustion) de ratés de combustion sur l'horizon de mesure, - taux de ratés de combustion détecté sur chacun des cylindres ou numéro des cylindres sur lesquels le taux détecté est supérieur à un
seuil déterminé.
De plus, cette phase fournit à chaque point mort haut la présence ou non d'un raté de combustion, et l'état en diagnostic ou non
de cette stratégie de détection.
Outre cette phase de détection, le procédé selon l'invention
comporte un mode dégradé, plus particulièrement illustré sur la figure 30 2.
Lorsqu'un ou plusieurs horizons de détection sont détectés en défaut, la stratégie de mode dégradé est activée. Ce nombre est un paramètre réglable, qui doit être déterminé en fonction de la rapidité avec laquelle on souhaite voir le mode dégradé s'activer, et de la
robustesse de celui-ci.
La stratégie (étape 20) contrôle alors les cylindres détectés en
défaut (cylindres dont les taux de misfires dépassent un seuil calibré).
Dans le cas d'une application sur un moteur équipé d'un moyen de contrôle de la synchronisation moteur par un capteur (par exemple un capteur arbre à cames), l'injection est coupée sur les cylindres en défaut. En effet, l'essence injectée et non brlée est responsable de la hausse de température dans le catalyseur, la coupure d'injection réduit 10 donc les risques de destruction du catalyseur. Les cylindres détectés défaillants ne produisant pas de couple, la coupure d'injection ne crée pas de risque sécuritaire pour le conducteur. Pour plus de précaution,
on limite le nombre de cylindres coupés à 2.
Dans le cas d'une application dépourvue d'un capteur 15 permettant de contrôler le phasage moteur (ou en cas de panne de ce capteur, si le moteur en est pourvu), si un cylindre est détecté en défaut mais que son cylindre apparié en est exempt (étape 21), le
contrôle du phasage peut s'effectuer (étape 24).
Pour cela, l'injection est coupée sur le cylindre détecté en 20 défaut (étape 22).
Lorsque l'injection est coupée sur le(s) cylindre(s) en défaut (étape 23), on compte, à chaque allumage sur le cylindre qui lui est apparié, et pendant un horizon de mesure déterminé, le nombre de
ratés de combustions détectés sur celui-ci.
Si ce cylindre (qui était exempt de défaut) a un taux de misfires supérieur à une valeur calibrée, le cylindre coupé n'est pas celui qui a
été détecté en défaut, mais le cylindre qui lui est apparié.
Le phasage de l'injection était donc erroné: le cylindre détecté
en défaut est le cylindre apparié à celui réellement détecté comme 30 défaillant.
Il faut donc rephaser le moteur (c'est-à-dire décaler d'un tour
moteur le motif d'injection).
L'injection est rétablie pendant le processus de rephasage (étape 25) afin de préserver les performances résiduelles du véhicule, et le moteur est rephasé (étape 26) (décalage progressif de l'injection
jusqu'à obtention du bon phasage temporel de l'injection).
L'injection sur le cylindre en défaut peut alors être coupée
lorsque le rephasage est terminé (étape 27).
Si deux cylindres d'une même paire sont détectés défaillants, l'injection est effectuée sur les deux cylindres (étape 28), le contrôle du phasage n'est alors pas possible. L'injection est alors coupée sur la paire de cylindres en défaut puisque la problématique du phasage ne se pose pas. Il devient alors impossible de couper un troisième cylindre, 10 même si l'on détecte un défaut sur un autre cylindre, et ce afin
d'assurer la sécurité du véhicule.
Il est possible qu'à la fin de l'horizon de mesure un défaut "ratés de combustion susceptible d'endommager le catalyseur" soit déclaré sans qu'il y ait pour autant un ou plusieurs cylindres détectés 15 en défaut. Cela signifie alors que des ratés de combustion apparaissent
sur tous les cylindres. Cela peut en particulier être le cas lors d'un problème d'alimentation en carburant. Dans ce cas, la stratégie est mise en attente (pas de coupure d'injection) jusqu'à ce que l'on détecte une configuration dans laquelle la coupure peut être effectuée (au 20 moins un cylindre qui ne brle pas).
De même, il est possible que tous les cylindres soient détectés
défaillants (il s'agit du même type de problème que celui mentionné plus haut, mais avec un taux d'apparition des ratés plus important.
Dans ce cas, le mode dégradé est mis en veille comme mentionné ci25 dessus.
Dans la mesure o le mode dégradé provoque un défaut misfire, il n'est pas possible de faire disparaître le défaut lorsque la coupure d'injection a été réalisée. Afin de permettre la sortie du mode dégradé si le défaut disparaît, il est nécessaire de revenir dans des conditions 30 de fonctionnement normal (c'est-à-dire en injectant sur tous les cylindres), dans des zones de fonctionnement moteurs pour lesquels les ratés de combustion ne présentent pas de risques majeurs pour le catalyseur, ce qui est le cas notamment du ralenti. Ainsi, lorsque le moteur fonctionne au ralenti, l'injection est remise sur les cylindres en défaut, afin de contrôler si le défaut est toujours présent, auquel cas l'injection est de nouveau coupée sur le(s) cylindre(s) en défaut. Dans le cas contraire, le mode dégradé est arrêté jusqu'à une nouvelle
apparition du défaut.
Afin d'éviter les phénomènes cycliques (injection/coupure
d'injection), il est préférable de prendre les précautions suivantes.
La remise de l'injection (figure 3) ne doit s'effectuer que dans des conditions stables du moteur (en particulier, la stratégie de détection des ratés de combustion doit être active, sans quoi, les ratés 10 de combustion peuvent durer trop longtemps et endommager le catalyseur. Le mode dégradé n'est pas activé dans les conditions permettant la remise d'injection pour la confirmation du défaut: ceci permet d'éviter de remettre de l'injection sur les cylindres qui viennent 15 d'être coupés. Lorsqu'un défaut est constaté au ralenti, l'injection n'est pas coupée, puisque ce mode de fonctionnement autorise la sortie du mode dégradé pour un contrôle du défaut; Il convient également de limiter le nombre de tentatives de remise d'injection au ralenti: au bout d'un certain nombre (ajustable) 20 de tentatives de remises d'injection pour lesquelles le défaut est confirmé, le mode dégradé est définitivement confirmé jusqu'à la coupure moteur. En effet, au bout d'un certain nombre de tentatives, on peut estimer que le défaut n'est pas un défaut passager. Dans ce cas, il
devrait persister jusqu'à l'arrêt du véhicule.
Il faut s'assurer qu'un horizon de détection complet se déroule avec le mode dégradé désactivé, sinon le défaut détecté correspond à
la coupure d'injection provoquée.
Lors de l'arrêt du véhicule, la stratégie est initialisée. Il n'est tenu aucun compte du roulage précédent. Il faut attendre l'apparition 30 du défaut pour provoquer la coupure d'injection sur le(s) cylindre(s)
déf aillant(s).

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Procédé pour préserver le catalyseur d'un moteur à allumage commandé, en cas de ratés de combustion, caractérisé par le fait qu'il 5 comprend une phase de détection de ratés de combustion sur les cylindres appariés du moteur, et un mode dégradé dans lequel, en présence (20) d'un cylindre détecté en défaut et de son cylindre apparié détecté comme n'étant pas en défaut et en absence d'une information externe de contrôle du phasage moteur, on effectue un 10 contrôle (24) du phasage de l'injection de façon à déterminer lequel de
ces deux cylindres est réellement en défaut.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le contrôle (24) du phasage de l'injection comporte une coupure de l'injection sur le cylindre détecté en défaut, un comptage, à chaque 15 allumage sur le cylindre apparié et pendant un horizon de mesure déterminé, du nombre de ratés de combustion détectés sur ce cylindre
apparié, et une comparaison de ce nombre avec une valeur calibrée.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que si le contrôle (24) du phasage révèle que le cylindre réellement en 20 défaut est le cylindre apparié, on rétablit (25) l'injection sur le cylindre initialement détecté en défaut, on effectue un rephasage (26) du moteur, et on coupe (27) l'injection sur le cylindre apparié qui est
réellement en défaut.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, 25 caractérisé par le fait qu'en présence de deux cylindres d'une même
paire détectés en défaut, on coupe (28) l'injection sur ces deux cylindres, et on interdit toute coupure d'injection sur un troisième
cylindre même s'il est détecté en défaut.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, 30 caractérisé par le fait qu'on met en veille le mode dégradé dans le cas
o tous les cylindres sont détectés en défaut.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé par le fait qu'on effectue une remise d'injection sur des cylindres pour lesquels on avait effectué une coupure d'injection, dans
des conditions stables du moteur.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait
qu'on limite le nombre de remise d'injection au ralenti.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé par le fait que lorsqu'un défaut sur un ou plusieurs cylindre est constaté au ralenti, on ne coupe pas l'injection sur ce ou ces cylindres.
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