Titre : ESTIMATION D’UN NIVEAU DE CORROSION D’UN

INJECTEUR

Domaine technique

La présente invention concerne un procédé d’estimation d’un niveau de corrosion d’un injecteur d’un moteur à injection. L’invention s’applique plus particulièrement à l’industrie automobile.

Technique antérieure

Traditionnellement, un moteur à injection comprend des injecteurs munis d’orifices d’injection et un rail d’alimentation des injecteurs en carburant. Ces injecteurs sont adaptés pour injecter du carburant dans des cylindres par lesdits orifices, le carburant étant soumis à une pression déterminée dans le rail par le biais d’une pompe haute pression.

Les injecteurs, du fait de leur utilisation, sont soumis à des phénomènes de corrosion et d’encrassement. La présente demande s’intéresse en particulier au phénomène de corrosion.

La corrosion d’un injecteur, provoquant l’élargissement des orifices de l’injecteur, entraîne parfois une augmentation du débit statique de l’injecteur et donc une modification de la quantité injectée par l’injecteur.

En outre, la corrosion attaque inégalement les différents orifices de l’injecteur ce qui impacte la pulvérisation du carburant dans le cylindre et entraîne une hausse des émissions de polluants, et ce même si la quantité injectée n’a que très faiblement varié.

En effet, il se peut que l’injecteur soit à la fois encrassé et corrodé. Ces phénomènes se compensant, il n’est donc pas possible de déterminer un niveau de corrosion ou d’encrassement de l’injecteur en se référant simplement à la quantité injectée de l’injecteur ou à son débit statique par l’utilisation de méthodes connues. En particulier, il n’est pas connu de méthode permettant d’estimer un niveau de corrosion d’un injecteur et ce quel que soit son type, que ce soit un injecteur à solénoïde ou un injecteur piézo-électrique.

Présentation de l’invention

Un premier objectif de la présente demande est donc de proposer un procédé d’estimation d’un niveau de corrosion d’un injecteur dans un moteur.

Un deuxième objectif est d’estimer ce niveau de corrosion sans ajouter de capteurs supplémentaires augmentant sensiblement la complexité du système.

Un troisième objectif est de déclencher une alerte lorsque le niveau de corrosion d’un injecteur est trop élevé.

Un quatrième objectif est de répartir un niveau de corrosion d’une pluralité d’injecteurs de manière uniforme entre les injecteurs.

A cet égard, la présente demande décrit un procédé d’estimation d’un niveau de corrosion d’un injecteur d’un moteur, le moteur comprenant un injecteur de référence et au moins un autre injecteur, chaque injecteur comprenant un nez en communication fluidique avec une chambre de combustion propre à chacun des injecteurs, la chambre de combustion respective de chaque injecteur étant également en communication fluidique avec un système d’échappement du moteur, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :

- lors de l’arrêt du moteur, inhibition d’une propagation des gaz du système d’échappement vers le nez de l’injecteur de référence,

- détermination d’un débit statique d’un injecteur et d’un débit statique de l’injecteur de référence,

- estimation d’un niveau de corrosion de l’injecteur par comparaison du débit statique dudit injecteur par rapport au débit statique de l’injecteur de référence.

Selon une alternative, l’étape d’inhibition de la propagation des gaz comprend une fermeture de chaque soupape d’échappement correspondant à l’injecteur de référence. Selon une alternative, lorsque le niveau de corrosion de l’injecteur est supérieur à un seuil déterminé, le procédé comprend une étape supplémentaire de génération d’une alerte.

Selon une alternative, le moteur comprend une pluralité d’injecteurs et les étapes de détermination d’un débit statique d’un injecteur et d’estimation du niveau de corrosion dudit injecteur sont mises en oeuvre pour chaque injecteur de la pluralité d’injecteurs du moteur.

Le procédé d’estimation présenté ci-dessus permet avantageusement d’estimer le niveau de corrosion d’un ou d’une pluralité d’injecteurs d’un moteur de manière précise par l’utilisation d’un injecteur de référence non corrodé. Cette estimation s’affranchit des variations de la qualité et/ou de la température du carburant puisque l’injecteur de référence est soumis aux mêmes conditions de fonctionnement que les autres injecteurs. Par ailleurs, le procédé ne nécessite pas de capteurs supplémentaires et permet donc d’obtenir un niveau de corrosion des injecteurs sans davantage complexifier le système d’injection.

La présente demande décrit également un procédé de répartition d’un niveau de corrosion entre une pluralité d’injecteurs d’un moteur, le moteur comprenant également un injecteur de référence, chaque injecteur comprenant un nez en communication fluidique avec une chambre de combustion propre à chacun des injecteurs, la chambre de combustion respective de chaque injecteur étant également en communication fluidique avec un système d’échappement du moteur, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : mise en oeuvre du procédé d’estimation d’un niveau de corrosion lorsqu’il est effectué sur une pluralité d’injecteurs, et arrêt du moteur de telle sorte qu’une soupape d’échappement correspondant à l’injecteur présentant l’estimation du niveau de corrosion la plus faible parmi la pluralité d’injecteurs soit ouverte.

Le procédé de répartition du niveau de corrosion permet ainsi de répartir la corrosion entre les différents injecteurs du moteur et ceci sans ajouter de capteurs supplémentaires ce qui permet donc de prolonger la vie du système d’injection sans le complexifier davantage. La présente demande vise en outre un produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions de code permettant la mise en oeuvre des étapes d’un procédé décrit ci-dessus.

La présente demande introduit également un calculateur adapté pour commander un moteur, le moteur comprenant un injecteur de référence et au moins un autre injecteur, chaque injecteur comprenant un nez en communication fluidique avec une chambre de combustion propre à chacun des injecteurs, la chambre de combustion respective de chaque injecteur étant également en communication fluidique avec un système d’échappement du moteur, le calculateur étant caractérisé en ce qu’il est adapté pour la mise en œuvre des étapes suivantes:

- lors de l’arrêt du moteur, inhibition d’une propagation des gaz du système d’échappement vers le nez de l’injecteur de référence,

- détermination d’un débit statique d’un injecteur et de l’injecteur de référence,

- estimation d’un niveau de corrosion de l’injecteur par comparaison du débit statique dudit injecteur par rapport au débit statique de l’injecteur de référence.

Selon une alternative, le moteur comprend une pluralité d’injecteurs et le calculateur est adapté pour mettre en œuvre les étapes de détermination d’un débit statique d’un injecteur et d’estimation du niveau de corrosion pour chaque injecteur de la pluralité d’injecteurs du moteur.

Dans cette alternative, le calculateur peut également être adapté pour commander un arrêt moteur de telle sorte qu’une soupape d’échappement associée à l’injecteur présentant l’estimation du niveau de corrosion la plus faible parmi la pluralité d’injecteurs soit ouverte.

Enfin, la présente demande dévoile un moteur comprenant un injecteur de référence et au moins un autre injecteur, chaque injecteur comprenant un nez en communication fluidique avec une chambre de combustion propre à chacun des injecteurs, la chambre de combustion respective de chaque injecteur étant également en communication fluidique avec un système d’échappement du moteur, le moteur comprenant également un calculateur comme présenté selon l’une des alternatives ci-dessus. 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 logigramme d’un mode de réalisation d’un procédé d’estimation d’un niveau de corrosion d’un injecteur.

Fig. 2

[Fig. 2] présente un mode de réalisation d’un moteur dans lequel le procédé d’estimation d’un niveau de corrosion est mis en œuvre. Fig. 3

[Fig. 3] représente un logigramme d’un mode de réalisation d’un procédé de répartition d’un niveau de corrosion entre une pluralité d’injecteurs.

Description des modes de réalisation

Il est maintenant fait référence à la [Fig. 2] présentant un mode de réalisation d’un moteur permettant la mise en œuvre d’un procédé d’estimation d’un niveau de corrosion d’un injecteur représenté en [Fig. 1] En l’occurrence, le moteur n’est pas représenté dans sa totalité sur la [Fig. 2]

Avantageusement, le moteur peut être embarqué à bord d’un véhicule automobile tel qu’une voiture ou un camion par exemple. En l’occurrence, le moteur comprend un injecteur de référence 2 _r et au moins un autre injecteur 2. Avantageusement, le moteur comprend l’injecteur de référence 2 _r et une pluralité d’injecteurs 2 comme représenté sur la [Fig. 2] Les injecteurs (2, 2 _r ) sont en communication fluidique avec un rail d’alimentation de carburant haute pression qui lui n’est pas représenté sur la [Fig. 2] Chaque injecteur comprend un nez (21, 21 _r ) en communication fluidique avec une chambre de combustion (3, 3 _r ) propre à chacun des injecteurs. Le nez de chaque injecteur comprend une pluralité d’orifices (non représentés) de sorte que du carburant transitant du rail d’alimentation par un injecteur puisse être délivré dans une chambre de combustion par le biais de ces orifices. Ce sont ces orifices qui subissent la corrosion et qui de ce fait, voient leur diamètre s’élargir au fur et à mesure de l’utilisation de l’injecteur.

La chambre de combustion (3, 3 _r ) correspondant à chaque injecteur (2, 2 _r ) est en communication fluidique avec un système d’échappement 4 du moteur. Le système d’échappement 4 du moteur permet d’évacuer les gaz d’échappement produits par la combustion du carburant dans les chambres de combustion.

Le moteur comprend en outre au moins une soupape d’échappement (41 , 41 _r ) associée à chaque chambre de combustion (3, 3 _r ) (et donc à chaque injecteur (41 , 41 r)) disposée de telle sorte que, lorsqu’elle est fermée, elle coupe la communication fluidique entre la chambre de combustion et le système d’échappement 4 du moteur.

On comprend ici que le nez (21 , 21 _r ) d’un injecteur (2, 2 _r ) est en communication fluidique avec le système d’échappement 4 lorsque la soupape d’échappement associée à sa chambre de combustion (3, 3 _r ) est ouverte.

Est maintenant décrit en référence à la [Fig. 1] un procédé d’estimation d’un niveau de corrosion d’un injecteur 2 du moteur. Il s’agira ici de déterminer le niveau de corrosion d’un injecteur 2 à partir d’une comparaison entre l’injecteur 2 et l’injecteur de référence 2 _r . Ce procédé peut être mis en œuvre par un calculateur (non représenté) présentant une mémoire stockant les instructions de code pour la mise en œuvre du procédé. Bien entendu, les instructions de code peuvent être stockées dans toute autre mémoire accessible pour le calculateur.

Dans le cas où le moteur est embarqué sur un véhicule, le procédé peut être mis en œuvre par un calculateur embarqué sur le véhicule et avantageusement par un calculateur appelé unité de contrôle moteur (ECU).

Le procédé comprend une première étape mise en œuvre lors de l’arrêt du moteur. Il s’agit d’une étape d’inhibition 110 d’une propagation des gaz du système d’échappement 4 vers le nez 21 r de l’injecteur de référence 2 _r .

Les inventeurs ont remarqué que le phénomène de corrosion des orifices des injecteurs était fortement lié aux gaz corrosifs présents dans le système d’échappement du moteur après un arrêt du moteur. Or, comme expliqué précédemment, le système d’échappement est en communication fluidique avec le nez des injecteurs par le biais des soupapes d’échappement.

Cette étape d’inhibition 110 de la propagation des gaz du système d’échappement 4 vers le nez 21 _r de l’injecteur de référence 2 _r permet donc de préserver de la corrosion les orifices de l’injecteur de référence 2 _r . De cette façon, l’injecteur de référence 2 _r étant soumis aux mêmes conditions de fonctionnement que les autres injecteurs 2 du moteur sauf pour ce qui concerne le phénomène de corrosion, il pourra être comparé aux autres injecteurs 2 du moteur afin de déterminer leur niveau de corrosion respectif. Dit autrement, l’injecteur de référence 2 _r est utilisé pour isoler la caractéristique de corrosion présente sur les autres injecteurs.

L’inhibition 110 peut par exemple être mise en œuvre par une fermeture de chaque soupape d’échappement 41 _r correspondant à l’injecteur de référence 2 _r . En l’occurrence, l’Homme du Métier connaissant le modèle du moteur est capable de mettre en œuvre cette étape. Comme expliqué précédemment, la fermeture des soupapes d’échappement associées à la chambre de combustion d’un injecteur permet de couper la communication fluidique entre la chambre de combustion de l’injecteur, et donc également le nez de l’injecteur se trouvant dans cette chambre et le système d’échappement du moteur.

Une deuxième étape du procédé comprend une détermination 120 d’un débit statique d’un injecteur 2 et d’un débit statique de l’injecteur de référence 2 _r . Par débit statique d’un l’injecteur, il est entendu ici un débit de carburant délivré à une pression déterminée de carburant par l’injecteur dans sa chambre de combustion lorsqu’il est ouvert au maximum. De nombreuses méthodes connues de l’Homme du Métier permettent d’estimer le débit statique d’un injecteur. Par exemple, il existe des méthodes basées sur une mesure de la dépression observée dans le rail d’alimentation en carburant lors de l’injection, ou encore des méthodes basées sur l’analyse du signal du capteur vilebrequin ou du signal de la sonde de richesse. Il existe encore d’autres méthodes utilisant des capteurs par exemple un capteur via contact électrique entre l’aiguille et le nez de l’injecteur ou encore un capteur de pression cylindre dans la chambre de combustion. Toutes les méthodes permettant d’estimer le débit statique d’un injecteur peuvent être utilisées ici. Comme expliqué précédemment, la corrosion d’un injecteur induisant une augmentation du diamètre des orifices de l’injecteur, le débit statique de l’injecteur s’en trouve accru puisque pour une pression d’alimentation donnée davantage de carburant peut passer par les orifices de cet injecteur.

Dans cette mesure, le débit statique de l’injecteur 2 subissant la corrosion diverge, au fur et à mesure de l’utilisation de l’injecteur 2, par rapport au débit statique de I’injecteur2 _r de référence qui lui n’est pas soumis au phénomène de corrosion grâce à l’étape d’inhibition 110.

Avantageusement, la méthode utilisée pour déterminer le débit statique de l’injecteur 2 et le débit statique de l’injecteur de référence 2 _r est la même.

Ainsi, une troisième étape du procédé comprend une estimation 130 d’un niveau de corrosion de l’injecteur 2 par comparaison du débit statique dudit injecteur 2 par rapport au débit statique de l’injecteur de référence 2 _r . Comme expliqué ci-dessus, le débit statique de l’injecteur 2 diverge par rapport au débit statique de l’injecteur de référence 2 _r puisque ce dernier n’est pas soumis au phénomène de corrosion. Les deux injecteurs (2, 2 _r ) étant soumis aux mêmes conditions de fonctionnement sauf pour ce qui concerne la caractéristique de corrosion, la comparaison de leur débit statique respectif permet ainsi d’obtenir le niveau de corrosion de l’injecteur 2 comparé par des méthodes connues de l’Homme du Métier. Par ailleurs, puisque les deux injecteurs (2, 2 _r ) sont soumis aux mêmes conditions de fonctionnement, le procédé s’affranchit entre autres de toutes problématiques liées à la qualité et/ou à la température du carburant pour estimer le niveau de corrosion de l’injecteur 2.

Par exemple, un niveau de corrosion peut être obtenu à partir d’une table de correspondance associant un niveau de corrosion à une différence entre le débit statique d’un injecteur non corrodé et celui d’un injecteur corrodé pour un modèle d’injecteur donné.

Dans le mode de réalisation comprenant une pluralité d’injecteurs 2, on comprend qu’il est également possible d’estimer le niveau de corrosion respectif de chaque injecteur en comparant son débit statique à celui de l’injecteur de référence 2 _r . On comprend également qu’utiliser une même méthode d’estimation du débit statique pour l’injecteur 2 et pour l’injecteur de référence 2 _r permet d’obtenir un niveau de corrosion de l’injecteur 2 plus précis.

Par ailleurs, le procédé peut comprendre une étape supplémentaire de génération 140 d’une alerte lorsque le niveau de corrosion estimé de I’injecteur2 est supérieur à un seuil déterminé. L’alerte peut par exemple consister à avertir le conducteur, lorsque le moteur est embarqué sur un véhicule, qu’il doit changer l’injecteur 2 dont le niveau de corrosion est supérieur au seuil précité.

On comprend donc que le procédé présenté ci-dessus permet d’estimer le niveau de corrosion d’un ou d’une pluralité d’injecteurs d’un moteur de manière précise. Cette estimation précise peut être effectuée par comparaison d’un injecteur 2 et de l’injecteur de référence 2 _r non corrodé. Ce dernier étant soumis aux mêmes conditions de fonctionnement que les autres injecteurs 2, l’estimation du niveau de corrosion proposée s’affranchit des variations de la qualité et/ou de la température du carburant. Par ailleurs, l’estimation du niveau de corrosion selon l’invention peut être mise en œuvre dans un système existant s’affranchissant ainsi de l’ajout de capteurs supplémentaires et donc de complexité et de coûts supplémentaires pour le système.

L’invention présente également un procédé permettant de répartir un niveau de corrosion entre une pluralité d’injecteurs 2 dans un moteur tel que présenté ci-dessus. Ce procédé est décrit en référence avec la [Fig. 3] et est mis en œuvre par un calculateur.

En l’occurrence, le procédé de répartition d’un niveau de corrosion entre une pluralité d’injecteurs 2 du moteur comprend une première étape de mise en œuvre 210 du procédé d’estimation d’un niveau de corrosion décrit ci-dessus lorsque ce procédé est exécuté sur la pluralité d’injecteurs 2.

Ainsi, le procédé de répartition du niveau de corrosion entre les injecteurs 2 est avantageusement mis en œuvre par le même calculateur que celui mettant en œuvre le procédé d’estimation du niveau de corrosion pour éviter un transfert de données des estimations des niveaux de corrosion des injecteurs 2. A l’issue de cette étape, le calculateur est donc en possession des niveaux de corrosions de chaque injecteur 2 de la pluralité d’injecteurs 2.

Le procédé comprend alors une deuxième étape d’arrêt 220 du moteur de telle sorte que chaque soupape d’échappement 41 de l’injecteur 2 présentant l’estimation 130 du niveau de corrosion la plus faible parmi la pluralité d’injecteurs 2 soit ouverte.

Comme expliqué précédemment, la corrosion est engendrée par une stagnation des gaz d’échappement au niveau du nez de l’injecteur 2 après l’arrêt du moteur. Empêcher la présence de gaz d’échappement au niveau du nez d’un injecteur permet donc de sauvegarder cet injecteur de la corrosion. Dès lors, à l’inverse, sélectionner l’injecteur le moins corrodé de la pluralité des injecteurs 2 et mettre son nez en présence de gaz d’échappement par l’ouverture des soupapes d’échappement correspondantes permet donc de cibler la corrosion sur l’injecteur 2 le moins corrodé. Or, au vu du fonctionnement traditionnel d’un moteur, lorsque les soupapes d’échappement 41 correspondant à cet injecteur 2 (et plus précisément les soupapes d’échappement 41 de la chambre de combustion 3 dans lequel le nez de l’injecteur 2 diffuse du carburant) sont ouvertes, les soupapes d’échappement (41 , 41 _r ) associées aux autres injecteurs (2, 2 _r ) sont fermées et sont donc sauvegardées de la corrosion à cet arrêt du moteur. On est donc capable de choisir quel injecteur sera corrodé par les gaz d’échappement à la suite de l’arrêt moteur 220 tout en préservant les autres.

De la même façon que précédemment, l’Homme du Métier, connaissant le modèle du moteur, est capable de mettre en œuvre cette étape de sorte que lorsqu’un utilisateur demande un arrêt moteur, ce dernier, avant de s’arrêter, tourne encore suffisamment pour permettre d’ouvrir la ou les soupapes d’échappement 41 de la chambre de combustion 3 associée à l’injecteur 2 ciblé.

Le procédé permet donc de répartir le niveau de corrosion entre la pluralité d’injecteurs 2 d’un moteur à partir du procédé d’estimation présenté plus haut et d’une étape de contrôle moteur sans ajouter d’éléments supplémentaires et donc sans augmenter les coûts de fabrication et d’intégration dudit moteur. Cela permet de prolonger la durée de vie du système d’injection sans le complexifier davantage en répartissant l’impact négatif de la corrosion sur l’ensemble des injecteurs de manière uniforme.