DELPHI - Gestion électronique de l'injection Diesel

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DELPHI - Gestion électronique de l'injection Diesel

Messagepar AWD-TOD » ven. févr. 22, 2008 0:46

Bonsoir,

Voici comme promis quelques informations plus techniques concernant le fonctionnement du système d’injection.

Les personnes réellement intéressées y trouveront de nombreux points d’accroche qui leur permettront de guider leurs recherches efficacement sur le net en utilisant par exemple l’ami Google !

Ce descriptif concerne plus précisément le SsangYong Rodius à moteur 5 cylindre 270XDI, ce qui est pour l'essentiel transposable sur les autres modèles de cette marque.

ECU

Le calculateur de gestion moteur fournit par Delphi est un modèle de la gamme Multec DCR 1800 dont le processeur cadencé à probablement entre 150 et 200 Mhz fonctionne sur une largeur de bus de 32 bits, ce qui lui permet de traiter les informations en temps réel !

A noter que des processeurs dédiés prennent en charge certaines tâches auxiliaires telle que la communication du bus de réseau CAN, ceci toujours dans le soucis de le plus grande rapidité de traitement.

Grâce aux signaux émis par les différentes sondes et capteurs, le calculateur met en équation la demande de puissance du conducteur (position de la pédale d’accélérateur) face au rendement global du moteur à chaque instant précis, ceci en boucle constante et en temps réel.

Le calculateur reçoit donc les signaux qui lui permettent d’ajuster toujours en temps réel le ratio air-carburant.

La vitesse de rotation du moteur est donnée par le capteur de position de vilebrequin alors que les capteurs d’arbres à cames déterminent entre autre l’ordre d’injection, ceci pendant que le calculateur analyse la demande de puissance du conducteur (pédale d’accélérateur).

Le débitmètre massique d’air permet de mesurer le volume d’air aspiré, donnée retransmise au calculateur. Son rôle essentiel consiste à maintenir un ratio air-carburant adéquat optimisé en fonction de la moindre variation instantanée du volume d’air aspiré dans la recherche constante du plus bas taux d’émission possible des gaz d’échappements (contrôle de la vanne de régulation EGR).

En parallèle, le calculateur intègre les données fournies par les capteurs de température du liquide de refroidissement, de température ambiante, de pression de suralimentation, et de pression athmosphérique afin de moduler en fonction de chacun de ces paramètres le point de départ de l’injection pilote et de l’injection principale.

Le calculateur dispose des signaux d’entrée suivants
  • Capteur de pression de suralimentation
  • Capteur de pression athmosphérique (intégré au calculateur)
  • Débitmètre massique d’air
  • Sonde de température de liquide de refroidissement
  • Sonde de température de carburant
  • Capteur de presion de carburant
  • Sonde de présence d’eau dans le carburant
  • Capteurs de cliquetis
  • Capteur de position de vilebrequin
  • Capteur de position d’arbres à cames
  • Capteur de pédale d’accélérateur
  • Capteur de vitesse véhicule
  • Entrée de signal d’interrupteurs (contact d’allumage, freins, embrayage, signal d’air conditionné, manocontact de compresseur de clim)
Les sorties suivantes permettent de commander
  • Injecteurs
  • Système EGR
  • Vanne de régulation de pression de carburant (IMV)
  • Ventilateurs de refroidissement électriques (vitesses lente et rapide)
  • Relais du compresseur de clim
  • Relais des bougies de préchauffage
  • Anti-démarrage
  • Témoins de tableau de bord (eau dans le carburant, préchauffage, témoin « check engine »)
  • Réchauffeur électrique de l‘habitacle (3 puissances de chauffage)
  • Ligne K (signaux de commande)
  • Bus de communication CAN
  • Auto diagnostic
Tout ceci peut paraître relativement basique si l’on en reste à ces explications sommaires…

En fait, si l’on se penche sur le fonctionnement de cette injection, il faut intégrer la rapidité de traitement qui permet par exemple de commander chaque injecteur avec une précision de quelques microsecondes, et ne pas oublier la précision des injecteurs qui permettent d’injecter entre 0,5 et 100 millième de gramme de carburant par levée.

Le principe de l’injection pilote et des injections consécutives devrait être connu… pour ceux qui découvrent, je simplifierai en disant que l’injection pilote permet de « faire le point sur la puissance délivrée », alors que les injections suivantes permettent d’adapter en continu le besoin réel de carburant, et ceci pour chaque cycle d’injection et individuellement pour chaque cylindre.
Les injecteurs à commande piezo-électrique permettent d’aligner ainsi jusqu’à 5 micro injections lors de chaque cycle, c’est à dire lors de chaque injection.

On se situe donc dans des grandeurs infinitésiment petites, tant en volume injecté qu’en temps d’injection.

Tout ceci reste assez simple allez-vous penser… eh bien que néni !

En effet, dans un soucis de fiabilité dans le temps, outre ces cycles d’acquisition de données, de traitement et de commande, Delphi intégre plusieurs cycles de contrôle redondants au traitement de l’ensemble des données.

Les injecteurs commandés par le calculateur renvoient par exemple à ce dernier un signal permettant de détecter voire même de corriger la moindre dérive mécanique de chaque élément.
Ce contrôle se fait en boucle fermée lors de chaque impulsion de commande.

De nombreux algorythmes ou stratégies de traitement des données sont mises en place.
On citera par exemple
  • la stratégie de limitation du flux de carburant qui consiste à toujours choisir l’option minimale de quantité de carburant,
  • la stratégie de contrôle en boucle fermée des injecteurs que nous avons abordé brièvement ci-dessus,
  • la stratégie permettant de déceler tant à partir des accéléromètres intégrés à chaque injecteur qu‘à l‘aide de la redondance des 2 détecteurs de cliquetis et du capteur de position angulaire de l‘arbre à cames :
    tout injecteur qui faiblit,
    tout injecteur qui ne ferme plus bien,
    tout injecteur qui reste bloqué fermé ou ouvert,
  • stratégie d’équilibrage de combustion entre chaque cylindre permettant d’obtenir une grande souplesse et régularité dans le régime moteur et la puissance délivrée.
Bien entendu, quand on parle de signaux provenant des capteurs ou autres sondes, tout comme de ceux destinés à commander les différents composants de ce système, on est bien loin des signaux relativement simples (tension comprise entre 0 et 12V) rencontrés sur nos véhicules plus anciens.
Ici l’essentiel des signaux les plus intéressants sont échangés en modulation d’amplitude.

Vous commencerez à comprendre que ce système très pointu permet de tirer le meilleur profit du moteur qui peut être exploité ainsi dans la recherche constante du plus grand rendement possible pour les plus faibles consommation et taux de pollution possibles.

Ah oui, j’oubliais, le calculateur de gestion moteur intègre aussi les signaux provenant du calculateur de la centrale ESP (ABS, ESP, ASR, BAS, ARP) ainsi que du calculateur de gestion du système de transfert de couple intelligent (TOD), ou encore si le véhicule est muni d’une BVA, les signaux du calculateur de gestion de la BVA Mercedes.

La fonction du régulateur de vitesse est en outre prise en charge directement par le calculateur de gestion moteur.

Voilà pour ces premières explications qui je l’espère vous seront utiles.

Bien cordialement
Roland
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Messagepar PCA » sam. févr. 23, 2008 7:37

C'est clair,

As-tu accès aux cartos pour comprendre les paramètres usine?
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Messagepar AWD-TOD » sam. févr. 23, 2008 13:14

Bonjour,

Non, malheureusement rien sur les cartographies, ce serait trop beau !

Par contre, il faut sortir de cette notion de cartographie qui si elle était le noyau même des premières générations d'injections électroniques, ne représente plus actuellement qu'une table très basique de paramétrage de base, ce qui permet par exemple de fonctionner en mode dégradé !

Le plus intéressant, ce sont les logiques de traitement de signaux et la redondance qui en résulte.

C'est à ce niveau que l'on trouve en fait l'intelligence du système, la cartographie étant reléguée au niveau de simple dictionnaire si je puis dire...
De plus les circuits sont aujourd'hui en mesure de se réparer dans une certaine mesure, ce qui se traduit en fait par la recherche constante du paramétrage optimisé de la gestion moteur.

En gros donc, si un circuit ou une logique fait défaut, le système est capable d'y remédier soit en analysant les données existantes et fiables selon un algorythme différent, soit en simulant le signal défectueux selon un algorythme de probabilité ou la mise en équation de différentes possibilités et calculs.

C'est bien là que je verrai aussi le problème d'une modification dans l'alimentation du moteur, que ce soit par adjonction d'un gaz ou autre... et qui ne serait pas gérée par le calculateur.
Ce dernier essaierait de contrebalancer le calage moteur après identification d'une anomalie dans la combustion, car même la fréquence et l'amplitude des détonations sont actuellement mesurées.

Or l'emploi d'un carburant différent impliquerait la variation aussi du front de l'explosion, ce qui serait identifié.

Il existe sur le marché des logiciels d'analyse de soft de calculateurs de gestion moteur, ce serait la seule voie que je verrai... après s'être procuré une ECU pour faire les essais !

Un travail de titan qui demande en plus des capacités de hacker et de maîtrise du language de programmation machine donc pas interprété... ce que l'on appelle la rétro-programmation !

Bien cordialement et bon week-end
Roland
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Messagepar PCA » dim. févr. 24, 2008 22:11

Merci Roland,

C'est en phase avec mes investigations de ces derniers jours, tu as une excellente comprehension des différentes interactions et c'est précieux comme compétence, même si je pige très vite je découvre briques par briques et c'est passionnant.

Est ce que ces logiciels sont élaborés par le constructeur où est-ce Delphi?

Pour la carto, c'est assez facile de se la procurer, reste à l'interpréter, pour l'algorithmie, c'est effectivement une autre paire de manches sauf si l'on a le support de son concepteur.

D'après ce que j'ai compris dnas la carto il y a les limites et les lois, si l'on ne joue que sur les lois, la démarche est sécuritaire.

Remarque tous les constructeurs se lancent sur le créneau des motorisations alternatives et je me demande si Ssangyong fait quelque chose sur ce sujet.

Je pense que si l'on apporte la preuve de faisabilité d'un concept cela peut les interesser, que risquent-t-ils?

Il doit être possible de dialoguer avec leur R&D.

J'ai des fournisseurs en Corée, je me demandais si c'était oppportun d'y faire un crochet la prochaine fois, cela vas devenir une vrai question!!!!

Sinon j'ai fais 800 bornes ce WE avec une remorque chargée à bloc (dans la limite de l'engin) et c'est d'un confort que je n'imaginais pas, juste une conso que je vais calculer exactement.
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Re: carto

Messagepar AWD-TOD » mar. févr. 26, 2008 12:18

Bonjour

Effectivement, ce domaine est passionnant... et sans fond puisque tous les paramètres ne sont que le résultat de compromis pour lesquels les services techniques et marketing ont longuement pesé le pour et le contre.

Les logiciels sont le fruit d'une longue collaboration entre le bureau d'études du constructeur et celui du fournisseur qui est ici Delphi.

Et au final, c'est Delphi qui effectue la programmation de son module en tenant compte de tous les impératifs déterminés par SsangYong.

SsangYong n'aura pas de prise sur le micro-code du calculateur, pas plus que sur son programme source.

Quand tu parles de cartographie, j'ai toujours à l'esprit les représentations sur un système de coordonnées x y z.
Comme je l'écrivais sur un précédent message, ce genre de cartographie relativement simpliste se trouvait sur les générations précédentes de calculateurs.
Maintenant, on trouve en fait une programmation relativement classique avec des variables de bases et les seuils limites à respecter, ça s'arrête en gros là pour ce qui est directement palpable !
Le reste c'est de l'analyse, l'intelligence du système !

On peut bien entendu toujours reporter les valeurs de base sur un repère de coordonnées, mais ça restera très basique sans représenter le fonctionnement réel... tout au plus celui du mode dégradé, avant dernier recours du système dans les cas extrêmes.

Sinon, au sujet des motorisations alternatives, il semble bien que les bureaux d'études SsangYong tout comme SAIC soient en pleine effervescence.
Partant de zéro, ils se concentrent si j'ai bien compris sur les technologies les plus modernes (pile à combustible par ex.) qu'ils risquent bien de présenter à la vente alors que les constructeurs européens en seront encore royalement sur des systèmes dépassés.

Il ne faut pas sous-estimer la machine de production chinoise, capable, je vous le rapelle de produire moins de 10 euros des groupes électrogènes vendus en France jusqu'à 500 euros :shock: sous des marques connues et synonymes de qualité :lol:

Quand à leur apporter la preuve de faisabilité d'un concept qui pourrait les intéresser, ce n'est pas si évident que ça...
Que risquent-t-ils ?
Mais tout simplement l'investissement d'une équipe même réduite d'ingénieurs, de moyens, et de temps, ce qui se traduit sèchement par un budget de plusieurs 100.000 euros !

Personellement je n'ai jamais été en relation avec les bureaux d'études de pays asiatiques... je ne peux te parler que de mon expérience avec les bureaux d'études des constructeurs ou fournisseurs allemands.

Et là, il n'y a pas à tergiverser, si tu veux dialoguer avec un décideur dans un bureau d'études, il n'y a qu'un seul sésame pour ouvrir les portes et obtenir un rendez-vous : il faut être ingénieur grande école et avoir décroché sa thèse de doctorat en prime...

On discute d'égal à égal, et ainsi personne ne perd son temps !

Si on ne répond pas à ces critères, les interlocuteurs seront les exécutants, qui t'écouteront éventuellement, mais ne prendront pas la moindre décision importante !

Les asiatiques étant je crois de grands professionnels, le contact ne sera certainement pas facile, puis côté SsangYong, ils ont été bercés à l'école allemande 8)

En plus, il ne faut pas perdre de vue que les programmes d'études s'établissent sur un long terme, et qu'il est probable que leurs recherches aillent au delà de ce que nous sommes en mesure d'imaginer, même si la réalisation reste encore lointaine.

Bien cordialement
Roland
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