WO2022053256A1 - Diagnostic defaillance jeu aux soupapes ou papillon de tondeuse - Google Patents

Diagnostic defaillance jeu aux soupapes ou papillon de tondeuse Download PDF

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Definitions

  • An objective of the present application is therefore to propose a method making it possible to detect when an engine needs maintenance due to a failure in its air intake system.
  • duration Tcalibration can be identified as a time counter and as soon as the conditions determined above are met, the time counter is incremented up to the duration Tcalibration. It is not reset when engine 1 is stopped but only when the vehicle has undergone a maintenance operation. It is of course at zero when engine 1 leaves the production line.

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'établissement d'un diagnostic de maintenance de moteur. Le moteur (1) comprend un papillon (2) régulant un accès d'air dans un système d'admission d'air dudit moteur, un capteur de position (TPS) mesurant la position du papillon, un collecteur en communication fluidique avec le papillon, un capteur de pression (4) mesurant la pression dans le collecteur, au moins une soupape d'admission (5), une sonde de richesse (7) mesurant un taux d'oxygène et un contrôleur de richesse permettant de modifier les proportions d'air et de carburant dans un mélange air-carburant. Le procédé exploite deux mesures de débit d'air pour identifier un problème au niveau du papillon ou du jeu aux soupapes.

Description

Description
Titre : DIAGNOSTIC DEFAILLANCE JEU AUX SOUPAPES OU PAPILLON DE TONDEUSE
Domaine technique
La présente invention concerne la levée d’un diagnostic de maintenance pour moteur et en particulier un procédé permettant de déceler un besoin de maintenance pour un moteur du fait d’un encrassement et/ou d’une fuite d’air au niveau d’un papillon des gaz ou au niveau d’une soupape. Un tel moteur est par exemple destiné à motoriser une tondeuse à gazon.
Technique antérieure
Dans le domaine des tondeuses, les maintenances sont traditionnellement effectuées après un certain nombre d’heures de fonctionnement. C’est-à-dire qu’un diagnostic de maintenance est levé par un calculateur sur la base d’un compteur d’heures de fonctionnement alors que la tondeuse n’a pas forcément besoin d’être révisée.
En particulier, il n’existe pas aujourd’hui de fonction de surveillance permettant de connaître un état de défaillance au niveau du papillon des gaz tel qu’un encrassement pour les moteurs de tondeuse. Il n’est donc pas possible de lever un diagnostic de maintenance pour ce problème. Il n’est pas non plus possible de lever un diagnostic de maintenance pour un problème au niveau d’un jeu d’une soupape d’admission. Il est pourtant connu que ces éléments, lorsqu’ils subissent l’usure du temps, impactent fortement le bon fonctionnement du moteur et pas seulement pour ce qui concerne les tondeuses. En effet, ils sont tous deux utilisés au niveau de l’admission d’air afin de maîtriser les flux d’air et/ou de mélange air/carburant alimentant le moteur. À cet égard, il est avantageux de pouvoir déceler lorsqu’un de ces deux éléments ne fonctionne plus correctement et nécessite une maintenance. En particulier, il est encore plus avantageux de pouvoir déceler quel élément parmi les deux est en état de disfonctionnement.
Bien que la solution présentée dans la présente demande soit mise en œuvre dans un moteur de tondeuse, il s’agit là d’un exemple à titre purement illustratif et non limitatif. En effet, les éléments sollicités ne sont pas propres aux tondeuses et la solution peut tout à fait être implémentée dans des moteurs à destination de différentes applications et en particulier des moteurs de véhicules automobiles.
Présentation de l’invention
Un objectif de la présente demande est donc de proposer un procédé permettant de déceler lorsqu’un moteur a besoin d’une maintenance du fait d’une défaillance au niveau de son système d’admission d’air.
Plus précisément, un objectif de la présente demande est d’identifier à quel niveau de l’admission d’air cette défaillance se situe et en particulier s’il s’agit d’une défaillance au niveau du papillon ou au niveau d’une soupape d’admission pour faciliter la maintenance du moteur.
Un autre objectif de l’invention est de mettre en lumière cette défaillance avec des composants matériels d’ores et déjà existants sur le moteur afin d’éviter d’augmenter la complexité du système et d’engendrer des coûts d’intégration supplémentaires.
À cet égard, la présente demande propose un procédé d’établissement d’un diagnostic de maintenance de moteur, le moteur comprenant un papillon régulant un accès d’air dans un système d’admission d’air dudit moteur, un capteur de position mesurant la position du papillon, un collecteur en communication fluidique avec le papillon, un capteur de pression mesurant la pression dans le collecteur, au moins une soupape d’admission, une sonde de richesse mesurant un taux d’oxygène et un contrôleur de richesse permettant de modifier les proportions d’air et de carburant dans un mélange air-carburant, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend un premier ensemble d’étapes mises en œuvre lors d’une sortie de ligne de production du moteur, ou suite à une maintenance dudit moteur, le premier ensemble d’étapes comprenant les étapes suivantes :
- allumage du moteur, et lorsque le moteur est dans des conditions prédéterminées,
- détermination d’un premier débit d’air dbïps dans le système d’admission d’air à partir de la position du papillon mesurée VTPs_mesure par le capteur de position,
- détermination d’un deuxième débit d’air dbP dans le système d’admission d’air à partir de la pression dans le collecteur mesurée Pmesure par le capteur de pression,
- détermination d’un facteur correctif de référence de mesure Fret, choisi de telle façon que lorsqu’il est ajouté à la mesure d’un des deux débits d’air dbP ou dbïps dans la détermination d’un troisième débit d’air corrigé dbœr se basant sur le même calcul que ledit un des deux débits d’air dbP ou dbïps, le troisième débit d’air corrigé dbœr est sensiblement égal à l’autre dudit un des deux débits d’air,
- correction d’une commande d’injection Cinj théorique du contrôleur de richesse déterminée à partir d’un des deux premiers débits d’air dbïps ou dbP par l’ajout d’un facteur correctif de référence d’injection LCLref de façon à obtenir un mélange air- carburant sensiblement stoechiométrique sur la base de mesures de la sonde de richesse, et après au moins une durée déterminée Tcaiibrage pendant laquelle les étapes de détermination du premier débit d’air dbïps, de détermination du deuxième débit d’air dbP, de détermination du facteur correctif de référence de mesure Fret et de correction sont effectuées plusieurs fois,
- stockage du facteur correctif de référence de mesure Fret et du facteur correctif de référence d’injection LCLref, et en ce qu’il comprend un deuxième ensemble d’étapes mises en œuvre lors du fonctionnement traditionnel du moteur et lorsque le moteur est dans lesdites conditions prédéterminées, le deuxième ensemble d’étapes comprenant les étapes suivantes :
- détermination d’un premier débit d’air db’ïps d’air dans le système d’admission d’air à partir d’une position du papillon mesurée V’TPs_mesure par le capteur de position,
- détermination d’un deuxième débit d’air db’P d’air dans le système d’admission d’air à partir d’une pression dans le collecteur mesurée P’mesure par le capteur de pression,
- détermination d’un facteur correctif courant de mesure Fcourant, choisi de telle façon que lorsqu’il est ajouté à la mesure dudit un des deux débits d’air db’TPs ou db’P correspondant dans la détermination d’un troisième débit d’air corrigé db’cor se basant sur le même calcul que ledit un des deux débits d’air db’TPs ou db’P, le troisième débit d’air corrigé db’cor est sensiblement égal à l’autre dudit un des deux débits d’air db’ïps ou db’P, - correction d’une commande d’injection C’inj du contrôleur de richesse déterminée à partir du débit d’air correspondant par l’ajout d’un facteur correctif courant d’injection LCLcourant de façon à obtenir un mélange air-carburant sensiblement stoechiométrique sur la base de mesures de la sonde de richesse, et lorsque la valeur absolue de la différence entre le facteur correctif de référence de mesure Fret et le facteur correctif courant de mesure Fcourant est supérieure à un seuil déterminé,
- établissement d’un diagnostic de maintenance,
- calcul d’une valeur absolue Vcom de la différence entre le facteur correctif de référence d’injection LCLref et le facteur correctif courant d’injection LCLcourant, et :
1 ) lorsque la valeur absolue Vcom est inférieure à un seuil déterminé,
- si la commande d’injection C’inj est déterminée à partir du premier débit d’air db’TPs obtenu à partir de la position du papillon, établissement d’un diagnostic d’un jeu de l’au moins une soupape d’admission, et
- si la commande d’injection C’inj est déterminée à partir du deuxième débit d’air db’p obtenu à partir de la pression dans le collecteur, établissement d’un diagnostic d’encrassement du papillon, ou,
2) lorsque la valeur Vcom est supérieure audit seuil déterminé,
- si la commande d’injection est déterminée à partir du premier débit d’air db’TPs obtenu à partir de la position du papillon, établissement d’un diagnostic d’encrassement du papillon, et
- si la commande d’injection est déterminée à partir du deuxième débit d’air db’p obtenu à partir de la pression dans le collecteur, établissement d’un diagnostic d’un jeu de l’au moins une soupape d’admission.
L’invention prévoit également un calculateur adapté pour commander un allumage du moteur et un contrôleur de richesse, recevoir des mesures d’un capteur de position d’un papillon, d’un capteur de pression d’un collecteur, et d’une sonde de richesse. Le calculateur est par ailleurs adapté pour mettre en œuvre des étapes du procédé présenté ci-dessus.
L’invention prévoit encore un produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions de code enregistrées sur un support lisible par un calculateur ECU comprenant une mémoire pour la mise en œuvre des étapes du procédé ci-dessus explicité lorsque ledit programme fonctionne sur un calculateur ECU comprenant une mémoire.
Enfin, l’invention prévoit un moteur caractérisé en ce qu’il comprend un papillon régulant l’accès de l’air dans un système d’admission d’air dudit moteur, un capteur de position mesurant la position du papillon, un collecteur en communication fluidique avec le papillon, un capteur de pression mesurant la pression dans le collecteur, au moins une soupape d’admission, une sonde de richesse mesurant un taux d’oxygène et un contrôleur de richesse permettant de modifier les proportions d’air et de carburant dans un mélange air-carburant, et en ce qu’il comprend également un calculateur mettant en œuvre le procédé ci-dessus explicité.
Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre. Elles peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
Dans un mode de réalisation, les conditions déterminées du moteur peuvent comprendre une température moteur comprise entre deux premiers seuils prédéterminés, une température de l’air comprise entre deux deuxièmes seuils prédéterminés, un débit d’air dans le système d’admission d’air compris entre deux troisièmes seuils prédéterminés, une vitesse du moteur comprise entre deux quatrièmes seuils prédéterminés et ce pendant une durée au moins égale à un cinquième seuil déterminé et une charge du moteur comprise entre deux sixièmes seuils prédéterminés.
Selon un mode de réalisation, à chaque allumage du moteur, le facteur correctif courant de mesure Fcourant et le facteur correctif courant d’injection LCLcourant peuvent être initialisés respectivement à la valeur du facteur correctif de référence courant Fcourant et du facteur correctif courant d’injection LCLcourant calculés à une des itérations précédant l’extinction du moteur.
Selon un mode de réalisation, l’étape de stockage peut être mise en œuvre après l’extinction du moteur.
Selon un mode de réalisation, le moteur peut être embarqué dans une tondeuse. Le procédé selon l’invention permet donc d’assurer la levée d’un diagnostic de maintenance d’un moteur quand c’est nécessaire. Le procédé permet en outre une meilleure maintenance des moteurs en étant capable de détecter sur quel élément doit porter ladite maintenance. À cet égard, le procédé décrit ci-dessus permet d’augmenter la durée de vie des moteurs et en particulier des moteurs de tondeuses. En outre, le procédé ne nécessitant aucun élément qui ne soit pas déjà présent sur le moteur, il n’engendre pas de complexité supplémentaire d’intégration et par extension, pas de surcoût à la fois pour les constructeurs et pour les utilisateurs.
Pour ce qui concerne spécifiquement les tondeuses, il permet en outre aux utilisateurs de réduire les frais associés à l’entretien de leur tondeuse dans la mesure où une alerte de maintenance ne se déclenche plus nécessairement uniquement sur la base d’un compteur temporel mais aussi lorsqu’un véritable problème est détecté au niveau du système d’admission d’air du moteur de la tondeuse.
Brève description des dessins
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
[Fig. 1 ] présente un mode de réalisation d’un système d’admission et d’échappement d’un moteur.
Fig. 2
[Fig. 2] présente un mode de réalisation d’un procédé d’établissement d’un diagnostic de maintenance du système d’admission d’air d’un moteur.
Fig. 3
[Fig. 3] présente un mode de réalisation des différents liens entre un calculateur et d’autres éléments du moteur permettant la mise en œuvre du procédé d’établissement du diagnostic de maintenance du système d’admission d’air du moteur.
Description des modes de réalisation Il est maintenant fait référence à la [Fig. 1 ] présentant, de manière non exhaustive, un moteur 1 . Bien que le procédé ait été réalisé dans un moteur de tondeuse, il est applicable à tous types de moteur et à cet égard, l’exemple de la tondeuse ici est donné à titre purement illustratif et non limitatif.
Le moteur 1 comprend un système d’admission d’air 3 représenté sur la droite de la figure. Le système d’admission d’air 3 comprend ainsi un papillon 2 monté dans un boitier et régulant l’accès de l’air à l’intérieur dudit système d’admission. La position du papillon 2 est mesurée par un capteur de position TPS. Le système d’admission d’air 3 comprend également un collecteur (plus connu sous sa dénomination anglaise manifold) en communication fluidique avec le boitier de papillon 2. Un capteur de pression 4 mesure la pression dans le collecteur. En outre, au moins une soupape d’admission 5 est en communication fluidique avec le collecteur.
Du côté gauche de la figure 1 est représenté le système d’échappement du moteur de tondeuse 1 comprenant autant de soupapes d’échappement 6 que le système d’admission d’air 3 comprend de soupapes d’admission 5. Le système d’échappement comprend également une sonde de richesse 7 permettant de mesurer un taux d’oxygène au niveau de l’échappement. Ce taux d’oxygène est utilisé pour déterminer une richesse d’un mélange air-carburant admis dans le moteur 1. À cet égard, le mélange air-carburant est dit pauvre lorsqu’il comprend trop peu de carburant par rapport à la quantité d’air et il est dit riche lorsqu’il en comprend plus que nécessaire. En l’occurrence, la sonde de richesse se base sur un seuil séparant le mélange pauvre du mélange riche, ledit seuil symbolisant un mélange air-carburant idéal dit stoechiométrique. Plus précisément, le mélange stoechiométrique correspond au ratio air-carburant qui permet d’avoir une réaction (combustion) juste équilibrée entre l’air et le carburant.
En référence à la [Fig. 3], le fonctionnement du moteur 1 de tondeuse est assuré par un calculateur ECU qui commande entre autres son allumage. Le calculateur ECU reçoit par ailleurs des informations du capteur de position TPS, du capteur de pression 4 du collecteur et de la sonde de richesse 7. Il commande notamment un contrôleur de richesse 8, lequel est utilisé pour délivrer des commandes d’injections de carburant Cinj. Le calculateur ECU comprend également une mémoire pour la mise en œuvre d’un procédé d’établissement d’un diagnostic de maintenance pour moteur 1 décrit ci-dessous en référence à la [Fig. 2],
Le procédé comprend deux phases distinctes comportant chacune un ensemble d’étapes. La première phase (sur la gauche de la figure 2) est effectuée lorsque le moteur 1 sort de la ligne de production ou après un processus de maintenance. Par sortie de la ligne de production, il est entendu ici que le moteur 1 est neuf, autrement dit qu’il n’a encore jamais été utilisé. La deuxième phase (sur la droite de la figure 2) est effectuée lors d’un fonctionnement traditionnel du moteur. Par fonctionnement traditionnel du moteur 1 , il entendu ici tout fonctionnement du moteur 1 sauf lorsqu’il est dans la première phase. En l’occurrence, le moteur 1 n’est plus neuf ou n’est plus tout juste sorti d’une opération de maintenance, c’est-à-dire qu’il a fonctionné pendant au moins une durée Tcaiibrage dans des conditions prédéterminées. Le sens de la durée Tcaiibrage et des conditions prédéterminées sera précisé par la suite.
Dans la première phase, le procédé cherche à déterminer deux facteurs correctifs de référence. Un premier facteur correspond à un facteur correctif de référence Fret d’une mesure du capteur de position TPS du papillon 2 ou de celle du capteur de pression 4 du collecteur. Un deuxième facteur correspond à un facteur correctif de référence d’injection LCLref d’une commande d’injection Cinj délivrée par le contrôleur de richesse 8. Ces facteurs correctifs de référence sont à une valeur nulle lorsque la tondeuse est neuve et elles sont par ailleurs réinitialisées à cette valeur nulle suite à une opération de maintenance du véhicule.
Dans la deuxième phase, le procédé surveille un premier facteur correctif courant de mesure Fcourant et lorsque celui-ci diverge trop par rapport au facteur correctif de référence Fret de mesure déterminée durant la première phase, un diagnostic de maintenance est levé. En outre, la surveillance de la divergence d’un deuxième facteur correctif courant LCLcourant d’une commande d’injection C’inj délivrée par le contrôleur de richesse 8 par rapport au facteur correctif LCLref de référence permettra de déterminer si la défaillance vient d’un jeu de l’au moins une soupape d’admission 5 ou du papillon 2.
Ainsi, une première étape du procédé correspondant à la première étape du premier ensemble d’étapes de la première phase comprend un allumage 100 du moteur 1 de la tondeuse. En l’occurrence, on cherche ici à mettre le moteur 1 dans des conditions prédéterminées afin de pouvoir déterminer les facteurs de référence Fret et LCLref.
C’est seulement lorsque le moteur se trouve dans les conditions prédéterminées que le procédé met en œuvre la deuxième étape.
Les conditions prédéterminées du moteur 1 comprennent une température moteur comprise entre deux premiers seuils prédéterminés. Elles comprennent également une température de l’air comprise entre deux deuxièmes seuils prédéterminés. Elles comprennent encore un débit d’air dans le système d’admission d’air compris entre deux troisièmes seuils prédéterminés. Elles comprennent une vitesse du moteur comprise entre deux quatrièmes seuils prédéterminés et ce pendant une durée au moins égale à un cinquième seuil déterminé. Elles comprennent enfin une charge du moteur comprise entre deux sixièmes seuils prédéterminés.
Dès que ces conditions sont simultanément réunies, le procédé met en œuvre l’étape suivante. A contrario, dès lors qu’une de ces conditions n’est plus valide, le procédé est temporairement arrêté.
Pour déterminer les deux facteurs correctifs de référence Fret et LCLref, il faut avantageusement que l’ensemble de ces conditions soient réunies pendant une durée déterminée Tcaiibrage correspondant à une durée cumulative. Par durée cumulative, il est entendu ici que la durée Tcaiibrage peut être identifiée comme un compteur de temps et dès que les conditions déterminées ci-dessus sont réunies, le compteur de temps s’incrémente jusqu’à la durée Tcaiibrage. Il n’est pas remis à zéro lors de l’arrêt du moteur 1 mais seulement lorsque le véhicule a subi une opération de maintenance. Il est bien entendu à zéro lorsque le moteur 1 sort de la ligne de production.
Ainsi, lorsque les conditions prédéterminées sont remplies, le procédé met en œuvre une deuxième étape de détermination 110 d’un premier débit d’air dbïps dans le système d’admission d’air 3 à partir de la position du papillon 2 mesurée VTPs_mesure par le capteur de position TPS. Concrètement, le capteur de position TPS envoie une mesure de position VTPs_mesure au calculateur ECU du moteur 1 , lequel détermine, à partir de ladite mesure VTPs_mesure, le débit d’air dbïps dans le système d’admission d’air. Une troisième étape du procédé comprend la détermination 120 d’un deuxième débit d’air dbP dans le système d’admission d’air 3 à partir de la pression mesurée dans le collecteur Pmesure par le capteur de pression 4. Comme pour le capteur de position TPS, le capteur de pression 4 envoie une mesure de pression Pmesure de la pression régnant dans le collecteur au calculateur ECU, lequel détermine, à partir de ladite mesure Pmesure, le deuxième débit d’air dbP dans le système d’admission d’air.
Nous sommes donc en présence de deux débits d’air dbïps et dbP dans le système d’admission d’air du moteur 1. Dans des conditions parfaites, les deux valeurs de débit devraient être les mêmes. Toutefois, et même si le véhicule est neuf ou vient de subir une opération de maintenance, ce n’est généralement pas le cas, et on a dbïps + dbP. Il est connu que la différence entre les deux débits d’air est synonyme d’une imperfection dans l’étanchéité au niveau du jeu de l’au moins une soupape d’admission 5 ou d’un encrassement au niveau du papillon 2. Lorsque le moteur 1 est dans la première phase, il est considéré que cette imperfection est minime puisque le moteur est censé être neuf ou tout juste révisé.
Une quatrième étape du procédé comprend une détermination 130 d’un facteur correctif de référence papillon Fret Le facteur correctif de référence papillon Fret est choisi de telle façon que lorsqu’il est ajouté à la mesure VTPs_mesure, la somme des deux éléments VTPS..mesure + Fref doit permettre d’obtenir un troisième débit d’air corrigé dbcor sensiblement égal au deuxième débit d’air dbP (dbcor = dbP). Le calcul de ce troisième débit d’air corrigé dbcor doit se baser sur le même calcul que celui effectué pour déterminer le premier débit d’air dbïps en remplaçant la mesure VTPS_mesure pat la Somme VTPS_mesure + Fref.
On cherche ici à accorder le premier débit d’air dbïps obtenu à partir de la position du papillon 2 et le deuxième débit d’air dbP obtenu à partir de la pression dans le collecteur.
Le calculateur ECU est ainsi capable de déterminer un facteur correctif de référence papillon Fret utilisé pour calculer le troisième débit d’air corrigé dbcor afin de compenser l’écart originel entre le premier débit d’air dbïps et le deuxième débit d’air dbP. Bien entendu, il s’agit de corriger l’une des deux mesures pour accorder les deux débits d’air. En ce sens, le facteur correctif Fret pourrait s’appliquer sur la mesure de pression Pmesure et la détermination du troisième débit d’air dbcor serait alors effectuée sur la base du calcul du deuxième débit d’air dbP. Le troisième débit d’air dbœr serait donc sensiblement égal au premier débit d’air dbïps (dbœr = dbïps) sans aucun préjudice sur le bon fonctionnement du procédé.
Une cinquième étape du procédé comprend la correction 140 d’une commande d’injection Cinj du contrôleur de richesse 8 par l’ajout d’un facteur correctif de référence d’injection LCLret Cette correction est effectuée dans le but d’obtenir un mélange air-carburant stoechiométrique en se basant sur les mesures de la sonde de richesse 7. Le mélange air-carburant devrait être idéal et donc stoechiométrique mais des fluctuations existent dans des conditions réelles de fonctionnement. Le calculateur ECU reçoit donc des mesures de la sonde de richesse 7 et détermine un facteur correctif de référence d’injection LCLret Ce dernier est envoyé au contrôleur de richesse 8 afin qu’il délivre la commande d’injection modifiée Cinj x (1 + LCLref) prenant en considération à la fois la commande d’injection Cinj théorique et le facteur correctif de référence d’injection LCLref établi à partir des conditions réelles.
Par ailleurs, la commande d’injection Cinj théorique est obtenue à partir d’un des deux premiers débits d’air dbïps et dbP. En effet, puisque le mélange stoechiométrique se base sur un ratio idéal air-carburant, c’est bien en fonction du débit d’air dans le système d’admission d’air que la commande d’injection Cinj est déterminée.
Avantageusement, la commande d’injection Cinj théorique est obtenue à partir du débit d’air dont le calcul n’est pas utilisé pour la détermination du troisième débit d’air corrigé. En clair, si le facteur correctif de référence de mesure Fret est ajouté à la mesure VTPs_mesure de position du papillon 2, la commande d’injection se basera sur le débit d’air obtenu à partir de la pression dans le collecteur. Au contraire, si le facteur correctif est ajouté à la mesure Pmesure de pression, la commande d’injection se basera sur le débit d’air obtenu à partir de la position du papillon 2. On comprend ici que par l’exécution des étapes 110 à 140 présentées ci-dessus, on obtient bien deux facteurs correctifs de référence papillon TPSref et injection LCLref. Toutefois, pour que les facteurs correctifs de référence soient réellement représentatifs des corrections à apporter pour avoir à la fois un débit d’air sensiblement constant entre les deux débits d’air calculés et un mélange air- carburant sensiblement stoechiométrique, il est nécessaire que les étapes précitées s’effectuent une pluralité de fois. En effet, dans la mesure où les premières corrections peuvent être des corrections grossières, le premier ensemble d’étapes est effectué plusieurs fois afin de pouvoir stocker des facteurs correctifs de référence précis. Ces derniers permettent ainsi d’optimiser le fonctionnement du moteur 1 en essayant d’obtenir un mélange air-carburant qui s’approche au maximum du mélange stoechiométrique garantissant un rendement théorique idéal du moteur 1 . C’est pour cette raison qu’il est représenté sur la figure 2 un rebouclage vers l’étape de détermination 110 du premier débit d’air dbïps du procédé.
Un stockage 160 des facteurs correctifs de référence papillon Fret et injection LCLref n’est effectué que lorsque le premier ensemble d’étapes est effectué durant une durée déterminée Tcaiibrage pendant laquelle les étapes de détermination 110 du premier débit d’air dbïps, de détermination 120 du deuxième débit d’air dbP, de détermination 130 du facteur correctif de référence papillon Fret et de correction 140 sont effectuées plusieurs fois.
Avantageusement, l’étape de stockage 160 n’est mise en œuvre qu’après une extinction 150 du moteur 1.
Comme expliqué précédemment, la durée déterminée Tcaiibrage est cumulative et agit comme un compteur de temps. C’est-à-dire que même si le moteur 1 est éteint, dès lors qu’il est rallumé et qu’il est dans les conditions prédéterminées, le compteur de temps s’incrémente sans repartir de zéro et dès qu’il atteint la durée Tcaiibrage, les facteurs correctifs papillon Fret et injection LCLref sont stockés dans la mémoire du calculateur ECU de façon définitive jusqu’à la prochaine opération de maintenance. Dans cette mesure, il est également prévu un stockage temporaire de ces valeurs dans la mémoire du calculateur ECU durant la première phase tant que la durée Tcaiibrage n’est pas atteinte afin de ne pas recommencer du début le calibrage (ou l’adaptation) des facteurs correctifs dès que le moteur s’éteint. C’est pour cette raison qu’il est également représenté un rebouclage (en pointillé) de l’étape de correction 140 à l’étape 100 d’allumage du moteur.
En l’occurrence, les facteurs correctifs papillon Fret et injection LCLref représentent des valeurs de correction lorsque le moteur est en bonne état puisqu’ils sont acquis lorsque le moteur est neuf ou lorsque le moteur vient de subir une opération de maintenance.
Le stockage 160 des facteurs correctifs de référence met fin à la première phase du procédé et est donc la dernière étape du premier ensemble d’étapes.
Il s’agit maintenant, durant la deuxième phase du procédé, c’est-à-dire durant le fonctionnement traditionnel du moteur 1 , de récupérer des facteurs de correctifs courants qui seront comparés aux facteurs correctifs de référence Fret et LCLref pour déceler une défaillance. Dès lors, les premières étapes du deuxième ensemble d’étapes sont les mêmes que celles de la première phase.
Ainsi, lorsque le moteur 1 est dans les conditions prédéterminées, une première étape du deuxième ensemble d’étapes comprend la détermination 210 d’un premier débit d’air db’ïps d’air dans le système d’admission d’air à partir d’une position du papillon 2 mesurée V’TPs_mesure par le capteur de position TPS.
Une deuxième étape comprend la détermination 220 d’un deuxième débit d’air db’P d’air dans le système d’admission d’air à partir d’une pression dans le collecteur mesurée P ’mesure par le capteur de pression 4.
Une troisième étape comprend la détermination 230 d’un facteur correctif courant papillon F courant, choisi de telle façon que lorsqu’il est ajouté à la mesure V’TPs_mesure dans une détermination d’un troisième débit d’air corrigé db’cor se basant sur le même calcul que le premier débit d’air db’ïps, le troisième débit d’air corrigé db’cor est sensiblement égal au deuxième débit d’air db’P.
Dans cette troisième étape de détermination 230 du deuxième ensemble d’étapes, il est bien entendu considéré que le facteur de correctif courant de mesure Fcourant est déterminé à partir du même débit d’air que celui utilisé lors de la détermination du facteur correctif de référence de mesure Fret du premier ensemble d’étapes afin de pouvoir comparer les deux résultats.
Une quatrième étape comprend la correction 240 d’une commande d’injection C’inj théorique du contrôleur de richesse 8, déterminée à partir du débit d’air correspondant, par l’ajout d’un facteur correctif courant d’injection LCLcourant de façon à d’obtenir un mélange air-carburant sensiblement stoechiométrique sur la base de mesures de la sonde de richesse 7. En l’occurrence ici, le débit d’air correspondant correspond à celui qui a été choisi durant la première phase pour déterminer le facteur correctif de référence d’injection LCLret Par exemple, si dans la première phase, il a été choisi le deuxième débit d’air dbP pour déterminer la commande d’injection Cinj théorique, c’est le deuxième débit d’air db’P obtenu à partir de la mesure de pression P’mesure qui est choisi durant cette phase. De cette façon, il est possible de comparer le facteur correctif courant d’injection LCLcourant et le facteur correctif de référence d’injection LCLret.
On comprend que la détermination des facteurs correctifs courants permet d’optimiser le fonctionnement du moteur 1 tout au long de sa vie en cherchant à adapter le mélange air-carburant en continu de façon à ce qu’il s’approche au maximum du mélange stoechiométrique. Il s’agit en fait, comme lors de la première phase, d’une adaptation aux conditions d’utilisations réelles du moteur 1.
Dans un mode de réalisation préféré, les facteurs correctifs courants de mesure Fcourant et d’injection LCLcourant sont stockés dans la mémoire du calculateur ECU à chaque itération du procédé. Ainsi, les facteurs correctifs courants calculés à une itération i remplacent en mémoire les facteurs correctifs courants calculés à une itération i-i précédant l’itération i.
Ainsi, à chaque allumage du moteur, les facteurs correctifs courants peuvent être directement initialisés à leur valeur respective stockée en mémoire correspondant à la dernière valeur qu’ils ont prises avant l’extinction du moteur.
Il est également envisagé ici que les facteurs correctifs courants peuvent être stockés en mémoire en remplacement des précédents non pas à chaque itération mais toutes les n itérations par exemple ou simplement de façon régulière. À la fin de la quatrième étape 240 de correction, le calculateur ECU est en possession de toutes les informations permettant de déceler l’existence d’une défaillance.
Ainsi, lorsque la valeur absolue de la différence entre le facteur correctif de référence papillon Fret et le facteur correctif courant papillon Fcourant est supérieure à un seuil déterminé F, il est établi, dans une cinquième étape 250, un diagnostic de défaillance. En effet, une divergence importante entre le facteur correctif de référence papillon Fret et le facteur correctif courant papillon Fcourant indique une différence importante entre les résultats du calcul des deux débits d’air db’ïps et db’P. Cette différence s’explique par une défaillance dans l’étanchéité au niveau du jeu de l’au moins une soupape d’admission 5 ou d’un encrassement au niveau du papillon.
Il s’agit désormais d’établir la provenance de la défaillance en identifiant quel débit d’air a divergé.
La commande d’injection du contrôleur de richesse 8 comprend deux termes, un premier terme correspond à la commande C’inj théorique déterminée à partir d’un des deux débits d’air auquel est ajouté un facteur correctif courant d’injection C’inj x (1 + LCLcourant). Dans les conditions du moteur 1 prédéterminées, si le facteur correctif courant d’injection LCLcourant est presque égal au facteur correctif de référence d’injection (LCLcourant = LCLret), c’est que les commandes théoriques Cinj et C’inj sont presque égales (Cinj = C’inj) et donc que les débits d’air à partir desquelles elles ont été estimées (prenons par exemple les débits d’air déterminés à partir de la mesure Pmesure de pression dbP et db’P) sont presque égaux (dbP« db’P). De cette façon, ce n’est pas le débit d’air db’P de la deuxième phase qui a divergé par rapport au débit d’air dbP de la première phase. C’est l’autre débit d’air db’TPs qui a divergé dans la deuxième phase et qui indique que la défaillance se situe à son niveau.
Le procédé comprend donc une sixième étape 260 de calcul d’une valeur absolue Vcom de la différence entre le facteur correctif de référence d’injection LCLref et le facteur correctif courant d’injection LCLcourant (V corn — | LCLref - LCLcourant |). À partir d’ici, quatre cas différents sont à distinguer et sont présentés ci-dessous :
1 ) Lorsque la valeur Vcom est inférieure à un seuil déterminé ALCL (Vcom < ALCL) :
- si la commande d’injection C’inj théorique est déterminée à partir du débit d’air obtenu à partir de la position du papillon dbïps, établissement 261 d’un diagnostic de présence d’un jeu de l’au moins une soupape d’admission 5, et
- si la commande d’injection C’inj théorique est déterminée à partir du débit d’air obtenu à partir de la pression dans le collecteur dbP, établissement 262 d’un diagnostic de défaillance du papillon 2.
2) Lorsque la valeur Vcom est supérieure audit seuil déterminé ALCL (Vcom > ALCL) :
- si la commande d’injection C’inj théorique est déterminée à partir du débit d’air obtenu à partir de la position du papillon dbyps, établissement 262 d’un diagnostic de défaillance du papillon 2, et
- si la commande d’injection C’inj théorique est déterminée à partir du débit d’air obtenu à partir de la pression dans le collecteur dbP, établissement 261 d’un diagnostic de présence d’un jeu de l’au moins une soupape d’admission 5.
Le procédé peut donc être mis en œuvre dans des moteurs à combustion comprenant les éléments présents dans la figure 1. En particulier, ce procédé peut être mis en œuvre dans des tondeuses classiques pour lesquelles une maintenance du moteur ne s’appuie que sur un compteur d’heures de fonctionnement et non pas sur un diagnostic de défaillance réel.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé d’établissement d’un diagnostic de maintenance de moteur, le moteur (1 ) comprenant un papillon (2) régulant un accès d’air dans un système d’admission d’air dudit moteur, un capteur de position (TPS) mesurant la position du papillon (2), un collecteur en communication fluidique avec le papillon (2), un capteur de pression (4) mesurant la pression dans le collecteur, au moins une soupape d’admission (5), une sonde de richesse (7) mesurant un taux d’oxygène et un contrôleur de richesse (8) permettant de modifier les proportions d’air et de carburant dans un mélange air-carburant, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend un premier ensemble d’étapes mises en œuvre lors d’une sortie de ligne de production du moteur (1 ), ou suite à une maintenance dudit moteur (1 ), le premier ensemble d’étapes comprenant les étapes suivantes :
- allumage (100) du moteur (1 ), et lorsque le moteur (1 ) est dans des conditions prédéterminées,
- détermination (110) d’un premier débit d’air dbïps dans le système d’admission d’air à partir de la position du papillon (2) mesurée VTPs_mesure par le capteur de position (TPS),
- détermination (120) d’un deuxième débit d’air dbP dans le système d’admission d’air à partir de la pression dans le collecteur mesurée Pmesure par le capteur de pression (4),
- détermination (130) d’un facteur correctif de référence de mesure (Fret), choisi de telle façon que lorsqu’il est ajouté à la mesure d’un des deux débits d’air (dbP ou dbïps) dans la détermination d’un troisième débit d’air corrigé dbcor se basant sur le même calcul que ledit un des deux débits d’air dbP ou dbïps, le troisième débit d’air corrigé dbcor est sensiblement égal à l’autre dudit un des deux débits d’air,
- correction (140) d’une commande d’injection Cinj théorique du contrôleur de richesse (8) déterminée à partir d’un des deux débits d’air dbïps ou dbP par l’ajout d’un facteur correctif de référence d’injection (LCLref) de façon à obtenir un mélange air-carburant sensiblement stoechiométrique sur la base de mesures de la sonde de richesse (7), et après au moins une durée déterminée (Tcaiibrage) pendant laquelle les étapes de détermination (110) du premier débit d’air dbïps, de détermination (120) du deuxième débit d’air (dbP), de détermination (130) du facteur correctif de référence de mesure (Fret) et de correction (140) sont effectuées plusieurs fois,
- stockage (160) du facteur correctif de référence de mesure (Fret) et du facteur correctif de référence d’injection (LCLref), et en ce qu’il comprend un deuxième ensemble d’étapes mises en œuvre lors du fonctionnement traditionnel du moteur (1 ) et lorsque le moteur (1 ) est dans lesdites conditions prédéterminées, le deuxième ensemble d’étapes comprenant les étapes suivantes :
- détermination (210) d’un premier débit d’air db’TPs d’air dans le système d’admission d’air à partir d’une position du papillon (2) mesurée V’TPs_mesure par le capteur de position (TPS),
- détermination (220) d’un deuxième débit d’air db’P d’air dans le système d’admission d’air à partir d’une pression dans le collecteur mesurée P’mesure par le capteur de pression (4),
- détermination (230) d’un facteur correctif courant de mesure (Fcourant), choisi de telle façon que lorsqu’il est ajouté à la mesure dudit un des deux débits d’air db’TPs ou db’P correspondant dans la détermination d’un troisième débit d’air corrigé db’cor se basant sur le même calcul que ledit un des deux débits d’air db’TPs ou db’P, le troisième débit d’air corrigé db’cor est sensiblement égal à l’autre dudit un des deux débits d’air db’TPs ou db’P,
- correction (240) d’une commande d’injection C’inj du contrôleur de richesse (8) déterminée à partir du débit d’air correspondant par l’ajout d’un facteur correctif courant d’injection (LCLcourant) de façon à obtenir un mélange air- carburant sensiblement stoechiométrique sur la base de mesures de la sonde de richesse (7), et lorsque la valeur absolue de la différence entre le facteur correctif de référence de mesure (Fret) et le facteur correctif courant de mesure (Fcourant) est supérieure à un seuil déterminé ( F),
- établissement (250) d’un diagnostic de maintenance,
- calcul (260) d’une valeur absolue (Vcom) de la différence entre le facteur correctif de référence d’injection (LCLref) et le facteur correctif courant 19 d’injection (LCLcourant), et :
1 ) lorsque la valeur absolue (Vcom) est inférieure à un seuil déterminé ALCL,
- si la commande d’injection C’inj est déterminée à partir du premier débit d’air db’ïps obtenu à partir de la position du papillon (2), établissement (261 ) d’un diagnostic d’un jeu de l’au moins une soupape d’admission (5), et
- si la commande d’injection C’inj est déterminée à partir du deuxième débit d’air db’P obtenu à partir de la pression dans le collecteur, établissement (262) d’un diagnostic d’encrassement du papillon (2), ou,
2) lorsque la valeur (Vcom) est supérieure audit seuil déterminé ALCL,
- si la commande d’injection C’inj est déterminée à partir du premier débit d’air db’ïps obtenu à partir de la position du papillon (2), établissement (262) d’un diagnostic d’encrassement du papillon (2), et
- si la commande d’injection C’inj est déterminée à partir du deuxième débit d’air db’P obtenu à partir de la pression dans le collecteur, établissement (261 ) d’un diagnostic d’un jeu de l’au moins une soupape d’admission (5).
[Revendication 2] Procédé d’établissement d’un diagnostic de maintenance selon la revendication précédente caractérisé en ce que les conditions déterminées du moteur (1 ) comprennent une température moteur comprise entre deux premiers seuils prédéterminés, une température de l’air comprise entre deux deuxièmes seuils prédéterminés, un débit d’air dans le système d’admission d’air compris entre deux troisièmes seuils prédéterminés, une vitesse du moteur comprise entre deux quatrièmes seuils prédéterminés et ce pendant une durée au moins égale à un cinquième seuil déterminé et une charge du moteur comprise entre deux sixièmes seuils prédéterminés.
[Revendication 3] Procédé d’établissement d’un diagnostic de maintenance selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu’à chaque allumage du moteur, le facteur correctif courant de mesure (Fcourant) et le facteur correctif courant d’injection (LCLcourant) sont initialisés respectivement à la valeur du facteur correctif de référence courant (Fcourant) et du facteur correctif courant d’injection (LCLcourant) calculés à une des itérations précédant l’extinction du moteur. 20
[Revendication 4] Procédé d’établissement d’un diagnostic de maintenance selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’étape de stockage (160) n’est mise en œuvre qu’après l’extinction (150) du moteur (1 ).
[Revendication 5] Produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions de code enregistrées sur un support lisible par un calculateur (ECU) comprenant une mémoire pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes lorsque ledit programme fonctionne sur un calculateur (ECU) comprenant une mémoire.
[Revendication 6] Calculateur (ECU) caractérisé en ce qu’il est adapté pour commander un allumage du moteur (1 ) et un contrôleur de richesse (8), recevoir des mesures d’un capteur de position (TPS) d’un papillon (2), d’un capteur de pression (4) d’un collecteur, et d’une sonde de richesse (7), et en ce qu’il est également adapté pour mettre en œuvre des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4.
[Revendication 7] Moteur (1 ), caractérisé en ce qu’il comprend un papillon (2) régulant l’accès de l’air dans un système d’admission d’air dudit moteur, un capteur de position (TPS) mesurant la position du papillon (2), un collecteur en communication fluidique avec le papillon (2), un capteur de pression (4) mesurant la pression dans le collecteur, au moins une soupape d’admission (5), une sonde de richesse (7) mesurant un taux d’oxygène et un contrôleur de richesse (8) permettant de modifier les proportions d’air et de carburant dans un mélange air-carburant, et en ce qu’il comprend également un calculateur (ECU) mettant en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4.
[Revendication 8] Tondeuse, caractérisée en ce qu’elle comprend un moteur (1 ) selon la revendication 7.
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