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Remise en état de fonctionnement des bancs d'essais du laboratoire des moteurs à  injection d'essence de l'IUT-Lok

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par Sylvain ZINSOU & Amen SAGBOHAN
UAC/IUT-Lok - Licence Professionnelle 2010
  

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Conclusion

Une société de manutention ne peut prospérer que si les engins utilisés pour le traitement des navires sont en bon état de fonctionnement. Ainsi déclinée, on identifie la sous-direction du matériel comme une des unités motrices d'une telle société. Une unité dont le crédo devra être « rendre plus disponible et fiable les engins pour l'exploitation ». Ceci ne sera pas une réalité sans la prise en considération des quelques suggestions énumérées à la fin de ce document.

Ce stage de fin de formation nous { permis principalement d'intégrer l'univers professionnelle. Aussi nos avons pris connaissance des réalités de ce monde et procéder { une adaptation de nos connaissances aux réalités. Ceci n'a été possible que grâce { la collaboration de tous les agents de la sous-direction de la SOBEMAP. Ces derniers n'ont ménagé aucun effort pour mettre à notre disposition toutes les informations dont nous avions besoin pour notre intégration. Toutefois, vue la densité du programme de Génie Industriel et Maintenance que nous avons reçu, ce seul stage ne saurait explorer toute l'étendue des connaissances acquises aux cours de la formation.

Réalisé par Christway Eben-Ezer Amen SAGBOHAN & Tchémagnihodé Sylvain ZINSOU
Pour l'obtention du diplôme de License Professionnelle

Remise en état de fonctionnement des bancs d'essais du laboratoire
des moteurs { injection d'essence de l'Institut Universitaire de
Technologie de Lokossa.

Cahier des charges : TFE 2009-2010

2ème PARTIE : REALISATION DU

TRAVAIL DE FIN D'ETUDE

Introduction

Le laboratoire des moteurs { injection d'essence a pour rôles, de permettre aux étudiants de mettre en pratique les notions reçues en cours théorique, d'observer et d'analyser les différents signaux sur les moteurs en fonctionnement, d'étudier le fonctionnement et l'interaction entre les organes en simulant des pannes.

Au fil des années, après des séances de travaux pratiques, des pannes persistantes se sont manifestées sur certains bancs, réduisant ainsi leurs possibilités d'exploitations pendant les travaux pratiques et, empêchant même leurs démarrages parfois. Le laboratoire s'est donc retrouvé dans un état où certains bancs ne fonctionnaient plus. Par conséquent, il a été suggéré que nous passions une partie de notre stage de fin de formation à remettre dans leur état de fonctionnement les bancs qui ne fonctionnaient plus, pour que le laboratoire soit de nouveau en meilleur état. Nous présenterons donc le système de gestion de moteur à essence qui équipe la plupart des bancs. Puis nous élaborons avec détails la procédure à suivre pour la programmation et la configuration de son boitier. Enfin nous présenterons le résumé des travaux effectués sur les différents bancs.

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Etat des bancs objet du TFE au début des travaux.

Parmi les bancs d'essais qui équipent le laboratoire des moteurs { injection d'essence de l'Institut Universitaire de Technologie de Lokossa, les travaux pratiques étaient couramment organisés sur sept (7) bancs que sont :

· Un véhicule Opel Corsa A injection monopoint ;

· Un moteur BMW injection monopoint sur banc ;

· Un moteur Opel injection multipoints six (6) cylindres sur banc ;

· Un moteur Ford injection multipoint sur banc ;

· Un moteur Mitsubishi à carburateur sur bancs ;

· Un banc de simulation Opel Multec monopoint ;

· Un banc de simulation multipoint.

Au début des travaux, seuls deux de ces bancs travaillaient correctement. C'est le moteur Mitsubishi et le banc de simulation Opel Multec. Les cinq autres bancs présentaient divers problèmes qui les empêchaient de fonctionner. Dans les chapitres qui suivent, nous présenteront l'état détaillé de chaque banc ainsi que les interventions faites pour les réparer.

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Chapitre3 : Présentation du système Mégasquirt et ses constituants. 3.1. Présentation du système Mégasquirt

Mégasquirt est un système d'injection programmable issu de l'initiative de 2 particuliers: Bruce Bowling et Al Grippo. Initialement, ils conçurent une autre injection programmable, EFI332, en 1999. Cet essai se concrétisa en un achat groupé en 2000 de plus de 200 kits, commercialisés par le biais d'Internet. Mais peu de kits ont été montés en raison de la complexité du système. Pour y remédier, ils conçurent une autre injection programmable, beaucoup plus simple et susceptible d'être abordable par le plus grand monde. Ceci résulta en la création de Megasquirt en 2000. Parallèlement à cela, se créa une « communauté > virtuelle composée d'utilisateurs de cette injection, pour la plupart des ingénieurs et techniciens en électronique/électromécanique.

Ce produit est disponible à la vente depuis 2001. Depuis sa commercialisation, le PCB (Printed Board Circuit) connut trois générations :

- La version initiale : V1.01, issue du premier achat groupé de 2001

- la deuxième version : V2.2, issue du second achat groupé datant de 2002 et en vente au détail jusqu'en juillet 2005.

- la dernière version : V3, disponible depuis le 14 juillet 2005. C'est pour l'instant la version la plus évoluée et celle qui sert de base au système Megasquirt II équipant l'Opel Corsa.

Megasquirt II (MS2), qui permet de gérer l'allumage, est une évolution du Megasquirt I (MSI) qui utilisait un microprocesseur Motorola MC68HC908GP32. Il est à noter qu'il est également possible de gérer l'allumage avec MS1, par utilisation de la sortie du boîtier qui permet la commande d'une soupape d'air additionnel ou par l'utilisation d'une des trois leds d'état de fonctionnement et par l'utilisation d'un code spécifique Megasquirt n' spark (Msns) ou Megasquirt and spark- Extra (Msns-E).

MS2 est une carte additionnelle prenant la place du microprocesseur de MS1. Il permet la commande directe d'une bobine d'allumage et d'un actuateur de ralenti { moteur pas { pas. Il offre aussi les avantages d'une résolution de 16 bits, permettant ainsi de passer d'une table de variation de remplissage de 64 points { une table de 144 points. Parmi de nombreuses nouvelles possibilités, il permet la gestion d'un rupteur jouant soit sur l'allumage, soit sur l'injection, de l'utilisation de deux sondes lambda, d'un capteur de cliquetis, d'une sonde de pression atmosphérique...

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MS ne permet pour l'instant que l'injection en parallèle et semi séquentielle mais un périphérique additionnel (router) permettant l'injection séquentielle et l'adoption d'une configuration { une bobine par bougie devrait apparaître courant 2006.

3.2. Les différents composants constituants le système

megasquirt

Le système megasquirt est composé d'un ensemble d'organes qui permettent d'assurer une bonne gestion des moteurs { injection d'essence. Ces organes peuvent être regroupés en trois groupes : le boitier électronique (calculateur), les capteurs et les actuateurs.

3.2.1. Le calculateur

Le calculateur qui est le "cerveau" du système est constitué de composants électroniques suivant un schéma bien précis. L'élément principal de ce schéma est le microcontrôleur, c'est ce dernier qui intègre le programme informatique permettant de déterminer la quantité exacte d'essence ainsi que l'instant où l'injection doit commencer. Il permet aussi de déterminer l'instant où doit apparaître l'étincelle sur la bougie ainsi que les différentes corrections (avance { l'allumage, départ { froid,...). Tout ceci { partie des informations qu'il reçoit des différents capteurs. Le boitier commande alors convenablement les actuateurs.

Le schéma ci-dessous est un schéma de câblage simplifié proposé sur le site http://www.mégasquirt.info par ses concepteurs, afin de rendre plus accessible ce système d'injection programmable. Il présente l'ensemble des capteurs ainsi que les actuateurs que le calculateur peut gérer pour le bon fonctionnement du moteur. Le calculateur est représenté sur le schéma par la fiche DB37 qui permet la liaison entre le calculateur et les différents composants du système.

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Figure n°5: Calculateur megasquirt 2

Figure n°6: Schéma de câblage de principe provenant de la documentation Mégasquirt

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Les capteurs nécessaires { la détermination d'une quantité de base d'essence à injecter par Megasquirt sont peu nombreux. Mégasquirt se base sur la loi des gaz parfaits pour déterminer cette quantité en respectant un dosage donné. Un dosage étant un rapport de masses entre l'air et l'essence, lorsque la masse d'air transitant dans le système est connue, la masse d'essence correspondante en est déterminée. Cette masse d'essence est celle { injecter lors d'une injection. A partir de ce temps d'injection, sont appliqués des coefficients de correction (enrichissements { l'accélération et au démarrage { froid, régulation de la quantité de carburant { injecter { la décélération,...). Les mêmes capteurs permettent un ajustement du point d'allumage suivant le régime et la pression absolue de l'air dans le collecteur d'admission mais aussi en fonction de la température d'eau de refroidissement.

L'équation des gaz parfaits

(1)

(2)

Où :

P est la pression en Pa V est le volume en m3 m est la masse en kg MM est la masse molaire en kg/mole

R est la constante des gaz parfaits J/(mole K) T est la température en °K

 

(3)

Afin de respecter un dosage donné, il convient de connaître la masse d'air transitant dans le système d'admission du moteur. A partir des relations précédentes, on peut déterminer le débit massique d'air en fonction de la température, de la pression et du régime :

Où :

V est la cylindrée du moteur en m3

N est le régime de l'arbre du distributeur en tours/minute

P est la pression de l'air d'admission en Pascal

r est le remplissage.

Les variables sont le régime de rotation, la pression de l'air d'admission, le remplissage et la température de l'air d'admission. Le régime de rotation, la pression d'air d'admission et sa température sont acquis par des capteurs. Les variations de remplissage sont exprimées par la table de rendement volumétrique VE Table.

3.2.2. Les capteurs principaux

3.2.2.1. La sonde de pression d'air d'admission

Comme démontré précédemment, la masse d'air admise dans le moteur est déterminée via la pression régnant dans le collecteur d'admission et la température de l'air y circulant. Si la pression de l'air diminue, sa masse volumique diminue, il faudra donc injecter moins de carburant pour respecter un titre d'air donné, pour un même volume d'air. Typiquement, ce phénomène se produit lorsque le véhicule est amené { rouler en altitude, c'est pour cette raison que, comme il le sera détaillé plus loin, Megasquirt II permet l'utilisation d'une deuxième sonde de pression pour mesurer en continu la pression atmosphérique. Si la pression de l'air augmente, sa masse volumique augmente, il faudra donc injecter plus de carburant pour respecter un dosage donné, pour un même volume d'air. Ce cas de figure intervient lorsque le moteur est suralimenté, on augmente la masse d'air, et donc du mélange qui y pénètre afin de pouvoir fournir un travail supplémentaire lors de la combustion, pour une cylindrée donnée. La sonde MPX 4250 AP de mesure de pression absolue, fournie d'origine avec le kit de l'injection { monter, permet de mesurer une pression d'admission relative de 1,5 bar, donc une pression de suralimentation de 1,5 bar au-dessus de la pression atmosphérique. Si le moteur est amené à fonctionner avec des pressions de suralimentation supérieures { cette valeur, il est possible de calibrer d'autres sondes de pression. Il existe des sondes permettant de mesurer une pression de suralimentation de 3 bars, par exemple la sonde MPXH6400A permettant de mesurer une pression absolue de 4 bars.

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La masse d'air est déterminée par la mesure de la pression de l'air d'admission ainsi que sa température pour déterminer les variations de masse volumique de l'air admis dans le cylindre. Ce type de système a été utilisé en premier sur les systèmes d'injection analogiques Bosch D-Jetronic (D pour Druck, pression en allemand) et est utilisé par l'injection programmable Megasquirt. C'est également ce type de détermination de la charge qui est utilisé sur le système Multec Central Opel dont provient le bloc d'injection monopoint dont a été équipée l'Opel Corsa.

Figure n°7: Coupe de la sonde de pression absolue MPX4250AP

La sonde permettant de mesurer la pression de l'air d'admission du boîtier Megasquirt se base sur la déformation d'une membrane soumise d'une part { un vide de référence et d'autre part { la pression régnant dans le collecteur d'admission (c'est ce vide de référence qui permet de mesurer une pression absolue). Des jauges extensiométriques sont disposées sur cette membrane et voient leur longueur varier lorsque cette contrainte mécanique varie. Cette variation de longueur provoque une variation de résistance électrique de ces jauges. Celles-ci sont disposées en pont de Wheatstone de manière { permettre une variation de tension supérieure { l'utilisation d'une jauge unique. L'électronique intégrée au capteur permet d'amplifier le signal et de le rendre ainsi exploitable par le microprocesseur. La tension de sortie varie de 0 à 5 volts.

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Figure n°8: Caractéristique de tension de sortie de la sonde en fonction de la

pression absolue à laquelle elle est soumise

A noter qu'il existe une autre stratégie pour déterminer la charge du moteur par Megasquirt : le système a - N. Ce système se base sur l'information position angulaire du papillon et régime de rotation du moteur pour déterminer l'état de charge du moteur. Cette configuration est requise lors d'utilisation sur des moteurs ayant un croisement de diagramme de distribution important, les reflux { l'admission ne permettant pas d'obtenir une valeur de pression d'admission fiable et suffisamment stable pour le régime de ralenti et les bas régimes. Megasquirt II permet d'utiliser une combinaison de ces deux stratégies suivant un pourcentage paramétrable.

3.2.2.2. La sonde de température d'air d'admission

Pour connaître la température de l'air d'admission, une sonde de type CTN (Coefficient de Température Négatif) a été sélectionnée. Ce type de sonde est aussi utilisé pour mesurer la température de l'eau de refroidissement. Cette sonde a une caractéristique de sortie exponentielle. Ainsi, lorsque la température augmente, la résistance diminue et inversement, si la température diminue, la résistance augmente, et ce, de manière exponentielle.

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Cette variation peut être définie avec l'équation suivante :

R(T) = (4)

Où :

R0 = la résistance à T0 en ohms, B = constante = 2000 à 5000 K T = température absolue en Kelvins

La résistance varie sur une plage allant de quelques centaines de kilo ohms à une dizaine d'ohms (jusqu'{ un rapport de 105) et l'étendue de mesure peut approcher les 900°.

Figure n°9: Pont diviseur de tension dans lequel s'inscrit la sonde de température

d'air d'admission

Ces sondes de température sont comprises dans un pont diviseur de tension. Le microprocesseur détecte la variation de tension Ve lorsque la résistance de la sonde varie. Si l'on veut respecter la nomenclature utilisée sur les schémas électriques dessinés par Bowling & Grippo, Vcc est la branche d'amenée d'une tension d'alimentation Vref. Ve est la branche d'amenée de la tension équivalente du pont diviseur de tension au port AD1-1.

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3.2.3.2. Le capteur régime

Le capteur régime utilisé sur l'Opel Corsa, et sur le panneau didactique multipoint, est un capteur inductif { roue dentée solidaire de l'arbre { cames et se trouvant dans le distributeur. Le capteur inductif est situé parallèlement et dans le même plan que la roue dentée. Il est composé d'un noyau en fer doux, qui est entouré par un enroulement. Ce fer doux est assemblé à un aimant permanent. Un champ magnétique s'étend entre ce capteur et cette roue dentée.

La valeur de ce champ magnétique diffère selon que le capteur se trouve en face d'une dent ou non, en répondant { la loi de Lenz:

e = - n (5)

Où :

e est la tension induite en volts,

n est le nombre de spires du bobinage,

Ö est la variation de flux produite dans l'enroulement en Weber,

t est l'intervalle de temps durant lequel a lieu cette variation de flux en secondes.

Lorsqu'une dent se trouve face au capteur, le flux Ö est maximal. Lorsqu'une dent n'est pas en face du capteur, le flux est minimal. Ainsi, lorsqu'une dent arrive face au capteur, le flux est maximal et la tension induite est maximale en valeur positive. Inversement, lorsqu'une dent quitte le capteur, le flux est minimal et la tension induite est maximale en valeur négative.

3.2.3. Les capteurs complémentaires

3.2.3.1. La sonde de température d'eau de refroidissement

Comme indiqué précédemment, la sonde de température d'eau de refroidissement est une sonde de type CTN.

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Figure n°10: Caractéristique de variation de résistance en fonction de la

température de la sonde de température d'eau Bosch NTC M12

La caractéristique de sortie exponentielle de cette sonde permet une grande sensibilité pour de basses températures. Ceci est particulièrement important lorsque la température de l'eau de refroidissement est faible, typiquement lors du démarrage. Dans cette condition de fonctionnement, le carburant se condense sur les parois, le mélange air-essence entrant dans le cylindre devient plus pauvre en essence, il est donc nécessaire d'injecter plus de carburant pour une ouverture d'injecteur. La quantité d'essence injectée est régulée de façon plus précise pour ces conditions, permettant ainsi de polluer moins. L'information température d'eau de refroidissement intervient dans la correction des angles d'avance { l'allumage lors des démarrages { froid.

Figure n°11 : Pont diviseur de tension dans lequel s'inscrit la sonde de

température d'eau de refroidissement

Comme indiqué précédemment, les sondes de températures s'inscrivent dans un pont diviseur de tension afin de permettre au microprocesseur de détecter les variations de résistance de celles-ci. Si l'on veut respecter la nomenclature utilisée sur les schémas

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électriques dessinés par Bowling & Grippo, Vcc est la branche d'amenée d'une tension d'alimentation Vref. Ve est la branche d'amenée au port AD1-1 de la tension équivalente du pont diviseur de tension.

3.2.3.2. La sonde de richesse des gaz d'échappement

Une sonde lambda à saut de tension est constituée d'un corps en céramique fermé d'un coté (étanche au gaz) et protégé par une couche de protection en céramique poreuse.

Figure n°12 : Schématisation d'une sonde lambda { saut de tension

Les surfaces de la céramique sont dotées de part et d'autre d'électrodes réalisées { partir d'une couche mince et poreuse en platine. L'électrode en platine coté externe (coté gaz échappement) joue le rôle d'un petit catalyseur : les gaz d'échappement y font l'objet d'un post traitement catalytique et atteignent un équilibre stoechiométrique. L'espace interne ouvert, du coté opposé aux gaz d'échappement, communique avec l'air extérieur et constitue le gaz de référence.

A température élevée, la conductivité électrique de l'électrolyte augmente de façon à faire apparaître entre les deux électrodes de la sonde une tension galvanique caractéristique de la teneur en oxygène. La sonde se comporte donc comme une pile lors de ces conditions de fonctionnement.

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Figure n°13 : Graphique de l'évolution de la tension délivrée par la sonde lambda

en fonction du coefficient d'air

Comme on peut l'observer sur la figure 8, c'est très précisément pour lambda = 1 que cette tension varie le plus. De plus, comme le montre la figure 9, lors de l'utilisation d'un pot catalytique, les réactions d'oxydoréduction sont favorisées lorsque lambda vaut 1#177; 0,03% (lambda étant l'inverse de la richesse).

Figure n°14 : Graphique du taux de conversion des HC, CO et NO en fonction de la

richesse du mélange.

3.2.4.3. Le potentiomètre de position angulaire du papillon

L'information de la variation de position angulaire du papillon intervient lors de l'enrichissement { l'accélération et lors de la coupure d'injection { la décélération. Cette

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information permet aussi de déterminer l'état de charge instantané du moteur avec l'information régime de rotation.

Figure n°15 : Schématisation du principe de fonctionnement du potentiomètre de

papillon.

Ce capteur se compose d'un bras (1) solidaire de l'axe du papillon. Ce bras supporte un curseur qui se déplace sur deux pistes résistives (2 et 3). Une des deux pistes (3) possède une résistance très faible, qui n'intervient pratiquement pas ; son rôle est de permettre la mesure du signal (Ua). Ce circuit est alimenté sous une tension constante de +5 volts (Uo) fournie par la gestion électronique de l'injection. Lorsque le papillon est en butée de ralenti, la résistance équivalente du circuit formé par la piste de contact, le curseur et la piste résistive est maximale, la chute de tension dans le circuit l'est également. La tension de sortie est alors voisine de 0 volts. Lorsque le papillon s'ouvre, la résistance équivalente de ce circuit diminue, la chute de tension qu'il provoque diminue, la tension de sortie augmente. La caractéristique de sortie de ce capteur peut être soit linéaire, soit à allure variable suivant que la largeur de la piste résistive soit constante ou non.

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Figure n°15 : Caractéristique de sortie du capteur de position du papillon en

fonction de son ouverture.

L'allure de la courbe est linéaire, ce qui signifie que la largeur de la piste résistive est constante, donc la variation de la résistance de la piste en fonction du déplacement des curseurs est directement proportionnelle.

3.2.4. Les actuateurs

3.2.4.1. Les injecteurs

L'injecteur est constamment alimenté en douze volts lorsque le contact est mis sur la position +15. Son ouverture est commandée par sa mise { la masse. Ainsi, il n'est traversé par un courant que lorsque qu'il est mis { la masse par un transistor dans le boîtier de gestion. Le temps pendant lequel cette mise à la masse est effectuée

Tensn dévrée par le peu en fonctin de '

correspond au temps pendant lequel l'injecteur débite de l'essence.

Ce temps est appelé temps d'injection et est déterminé cartographiquement par

T

le calculateur suivant le régime délirée par le

i

de rotation et la pression absolue de l'air d'admission (cf

3

VE Table plus bas). Ceci constitue un temps

d d'injection de base qui est ensuite affiné par

l'ouverture du apl

des paramètres de correction tels que la température d'eau de refroidissement, la richesse

0 des

50 gaz 10 d'échappement,

150 la température de l'air d'admission et la position

angulaire du papillon.

Ovr papi

%)

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Figure n°16 : Coupe d'un injecteur monopoint.

Un injecteur est constitué d'un bobinage (4) entourant une aiguille (3) reposant sur un siège (2). Lorsqu'aucun courant ne passe dans le bobinage, l'aiguille reste plaquée sur son siège par l'action d'un ressort (5). Lorsque l'injecteur est mis { la masse (10), un courant traverse le bobinage, l'aiguille est alors soulevée de son siège grâce au champ magnétique et la section de passage qu'elle fermait précédemment est découverte ; l'injection commence. Lorsque la mise { la masse est interrompue, le champ magnétique cesse, l'aiguille retombe sur siège et ferme la section de passage du carburant. Le carburant pénètre dans l'injecteur via 8, en ressort via 9 et est dirigé vers le régulateur de pression.

3.2.4.2. L'actuateur de régime de ralenti

Cet actuateur permet de réguler le débit d'air bypassant le papillon au ralenti. Il intervient lors des séquences de démarrage à froid et au ralenti lorsque le véhicule est équipé d'une boîte de vitesse automatique. En effet, dans ces deux conditions, le couple résistant auquel est soumis le moteur est plus important, il est donc nécessaire d'augmenter le régime de ralenti afin d'éviter au moteur de caler. Cette augmentation de régime de ralenti est réalisée par l'admission d'une plus grande quantité d'air dans le moteur. L'Opel Corsa et le panneau Rover sont tous deux équipés d'actuateur { moteur pas à pas ; ils se ferment, comme le montre le schéma suivant, progressivement en fonction de la température. Avec Megasquirt 2, il est possible de gérer ce type d'actuateur (cf Idle table plus bas), mais pas avec Megasquirt 1.

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Figure n°17 : Graphique de l'évolution de la fermeture de l'actuateur de ralenti en

fonction de la température d'eau de refroidissement

3.2.4.3. La bobine d'allumage

L'allumage est réalisé de façon cartographique (cf Ignition Map plus bas), c'est-àdire que le distributeur est dépourvu de dispositifs d'avances mécaniques ; les corrections de l'avance { l'allumage sont réalisées par le calculateur. Lorsqu'un point d'avance est calculé, le boîtier de gestion commande l'ouverture de la masse de la bobine, ce qui conduit à une tension induite dans celle-ci et provoque la haute tension.

Figure n°18 : Principe de branchement de la bobine à Megasquirt Ii

3.2.4.4. Le relais de la pompe à essence

La pompe est alimentée électriquement via un relais commandé par le boîtier Megasquirt (pin 37). Ceci permet un fonctionnement plus sûr car le boîtier n'alimente plus le relais lorsque le moteur cale ou se coupe.

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CHAPITRE 4 : Procédure de programmation et de paramétrage des
boitiers megasquirt.

Ce chapitre trouve son sens dans le fait que la majeure partie des bancs qui ont fait l'objet de notre travail sont gérés par le boitier programmable Megasquirt. Aussi nous jugeons nécessaire de présenter dans ces détails la procédure permettant de reprogrammer et de configurer ce boitier. En effet, megasquirt étant un système informatique, il peut être décomposé en deux (2) grandes parties :

Le hardware qui constitue l'ensemble des organes du système. Il a été présenté dans le premier chapitre de ce document.

Le software qui constitue le programme permettant l'exploitation de l'ensemble des organes du système. C'est un programme standard communément appelé "code" qui est téléchargé dans la mémoire flash du boitier et qui contient l'ensemble des instructions et formules mathématiques permettant la gestion du moteur. Pour un bon fonctionnement, après son téléchargement dans le boitier, le code doit être paramétré pour tenir compte des caractéristiques réelles du moteur qu'il gère. Ce chapitre développera dans le détail ces deux opérations à savoir : le téléchargé du code dans la mémoire flash du boitier et le paramétrage de code dans le boitier.

4.1. Téléchargement du code dans le boitier

Pour mener à bien cette opération, il est impératif de disposer du fichier « .s19 » à rentré dans megasquirt et du logiciel « downloader » permettant de télécharger ce code dans le boitier. Tout deux respectivement disponibles aux adresses :

http://www.megasquirt.info/ms1/monitor_v2.35.abs.s19

et http://www.not2fast.com/megasquirt/ms2dl/ms2dl104setup.exe

4.1.1. Première méthode

Après avoir installé le downloader sur un ordinateur portable de préférence, relier l'ordinateur au megasquirt par l'intermédiaire du port série. Puis, dans l'ordre, exécuter les opérations suivantes.

1. Metre HORS tension Megasquirt

2. Placer le jumper sur les pattes de boot sur la carte MS.

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3.

Mettre SOUS tension Megasquirt. Les LED du boîtier vont s'allumer très faiblement puis s'éteindre. Cela signifie que MS est en mode de chargement (autrement dit, lorsque le jumper est mis sur les pattes de boot).

4. Démarrer le programme de chargement et sélectionner le port COM de communication avec lequel le PC communique avec le boîtier.

Figure n°19 : Ecran de démarrage du programme.

5. Lancer la procédure en ouvrant le fichier .s19 désiré, le programme de chargement va alors le lire, l'écrire dans le boitier et le vérifier.

Figure n°20 : Ecran d'ouverture du fichier .s19.

6. La procédure sera terminée lorsqu'un message tel que celui-ci apparaîtra

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"Verification succeeded, 999 records total (4 skipped)."

7. Ensuite, fermer le programme de chargement.

8. Mettre HORS tension le boîtier.

9. Enlever le jumper de boot.

4.1.2. Deuxième méthode

Les codes "megasquirt I" téléchargés récemment, sont constitués d'un ensemble de fichier compressé dans un dossier. Parmi ces fichiers, en plus du fichier ".s19", un fichier de commande normé : download-firmware permet le téléchargement du code sans utilisation du downloader ; un autre nommé copyini permet de copier automatiquement le fichier de configuration dans le dossier de configuration de Megatune. Cette méthode de programmation consiste à :

1. Metre HORS tension Megasquirt

2. Placer le jumper sur les pattes de boot sur la carte MS.

3. Mettre SOUS tension Megasquirt. Les LED du boîtier vont s'allumer très faiblement puis s'éteindre. Cela signifie que MS est en mode de chargement (autrement dit, lorsque le jumper est mis sur les pattes de boot).

4. Double-cliquer sur le fichier downloader-firmware pour démarrer le téléchargement du code et sélectionner le port COM de communication avec lequel le PC communique avec le boîtier.

Figure n°21 : Ecran de téléchargement du code.

5. Lancer la procédure en validant une fois.

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6. A la fin du téléchargement, appuyer sur une touche pour fermer le programme.

7. Mettre HORS tension le boîtier.

8. Enlever le jumper de boot.

9. Double-cliquer sur le fichier copyini pour copier automatiquement le ficher de configuration du Megatune dans le dossier :

C:\Program Files\MegaSquirt\car1\mtCfg

Cette étape terminer, la prochaine consiste { configurer le boitier afin qu'il tienne compte des paramètres du moteur qu'il doit piloter. C'est { partie du logiciel Megatune que cette opération est possible. En effet ce logiciel permet d'indiquer au système megasquirt les caractéristiques déterminantes du moteur telles que : la cylindrée du moteur, le nombre de cylindres, d'injecteurs, les enrichissements { effectuer, les modes d'injection, les angles d'avance { l'allumage, les positions de l'accélérateur,...

4.2. Paramétrage du megasquirt

Megatune fonctionne avec Windows 95 au minimum. Un pc portable est évidement nécessaire pour pouvoir effectuer la mise au point embarquée du véhicule. En ce qui concerne la configuration de l'ordinateur, en règle générale, si celui-ci arrive à tourner sous Windows 95, il convient pour l'utilisation de Megatune. Nous avons utilisé un PC portable HP de 1996 équipé d'un processeur Pentium 3, 1.8 Ghz avec 512 Mo de RAM. A noter qu'il existe des versions de Megatune pouvant être utilisées sur un Palm, avec Windows 3.1, sous Linux,...

$ SAgrlI[NRiIrtplpcK[UpF ri rl'[dr-gg- r: r http://not2fast.wryday.com/megasquirt/mt/2.25/, le programme est installé. La configuration de la version correcte de Megatune se réalise dans le répertoire suivant :

C:\Program Files\Megasquirt\car1\mtCfg et ouvrir le fichier settings.

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Figure j°22 : Paramétrage de Megatune pour Mégasquirt I

Il faut donc désactiver la gestion de Megasquirt I pour activer celle de Megasquirt II. Pour ce faire, il faut modifier set en unset pour désactiver la ligne de commande souhaitée et modifier unset en set pour activer la ligne de commande voulue.

Dans ce répertoire, s'opère aussi le choix des périphériques composant le système d'injection.

Sélection du type de régulation de régime de ralenti

Megasquirt II permet la sélection entre différents types de régulation de régime de ralenti. Il est possible d'utiliser :

Une électrovanne qui fonctionne en deux états (ouvert/fermé) << ON/OFF fidle Valve »

Une électrovanne qui est commandée par un signal RCO permettant ainsi une fermeture progressive << PWM Idle Valve »

Une électrovanne à moteur pas à pas ou papillon motorisé << Stepper motor IAC controller ».

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La sélection s'opère de la même façon qu'expliquée précédemment en modifiant unset en set pour sélectionner le type de régulation de régime de ralenti. Si aucune régulation n'est prévue, en sélectionner une et choisir ensuite dans Megatune l'option none dans la rubrique Settings - Idle Control - Algorithm.

Sélection du type de sonde lambda, de la détermination de la charge du moteur, de l'unité des températures et du type de sonde de pression utilisée

Dans cette rubrique s'effectue le choix du type de sonde lambda utilisé. Différentes possibilités sont offertes :

Sonde lambda à saut de tension << Narrowband Sensor >>

<< Wideband in NB Emulator Mode, 0-1v 1.5:0.5 Lambda >>

Sonde lambda à large bande avec montage DIY ou sonde Tech Edge ayant une caractéristique de sortie non linéaire << DIY-WB or Tech Edge sensor giving a nonlinear output>>

Sonde lambda de marque Tech Edge d'une gamme de mesure de 0-5V et un titre d'air de 9-19 :1 << Tech Edge sensor giving 0 - 5v and 9 - 19 :1 AFR >>

Sonde lambda de marque Innovate d'une gamme de mesure de 1-2V et de titre d'air de 10 - 20 :1 << Innovate sensor giving 1 - 2v and 10 - 20 :1 AFR >>

Sonde lambda de marque Innovate d'une gamme de mesure de 0-5V et de titre d'air de 10 - 20 :1 << Innovate sensor giving 0 - 5v and 10 - 20 :1 AFR >>

Sonde lambda à large bande de marque Zeitronix à caractéristique de sortie nonlinéaire << Zeitronix Non-linear WB >>

Sonde lambda à large bande autre que celles reprises ci-dessus. << Wideband sensor but none of the above types >>

Autres réglages

<< Speed Density Fueling Algorithm >>

Le premier choix permet de paramétrer la méthode de détermination de la charge du moteur. Speed Density utilise les informations pression d'air d'admission et sa température pour en déterminer la masse qui entre dans le moteur ; alpha - N utilise les informations position angulaire du papillon et régime de rotation du vilebrequin.

<< Temperature units >>

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Ce deuxième choix permet de choisir le système d'unités pour l'affichage des températures (degrés Celsius ou Fahrenheit).

« MAP Sensor Type »

Cette option permet de sélectionner le modèle de sonde de pression absolue utilisée. La sonde vendue d'origine avec le kit est la sonde Motorola MPX4250AP qui supporte une pression absolue maximale de 2,5 bars.

Dans le répertoire C:\Program Files\MegaSquirt\car1\mtCfg, se trouvent également d'autres fichiers :

a. Matfactor

Ce fichier contient les valeurs correspondant aux valeurs de températures auxquelles est soumise la sonde de température d'air d'admission. C'est un fichier généré par l'extrapolation { partir des 3 valeurs de températures et de résistances correspondantes se trouvant dans Megatune dans Tools - Calibrate Thermistor Tables - Air Temperature.

b. Thermfactor

Ce fichier contient les valeurs correspondant aux valeurs de températures auxquelles est soumise { la sonde de température d'eau de refroidissement. C'est un fichier généré par l'extrapolation { partir des 3 valeurs de températures et de résistances correspondantes se trouvant dans Megatune dans Tools - Calibrate Thermistor Tables - Coolant Temperature.

c. Throttlefactor

Ce fichier contient les valeurs correspondant aux différentes positions angulaires du papillon. C'est un fichier généré par l'extrapolation { partir des positions extrêmes du papillon calibrées dans Megatune dans Tools - Calibrate TPS.

Utilisation de Megatune

La page principale de Megatune comporte 8 cadrans. Ces cadrans fournissent des informations en temps réel suivant leur dénomination :

Engine Speed : Régime de rotation du moteur

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Throttle Position : Position angulaire du papillon

Pulse Width : Temps d'ouverture de l'injecteur

Exhaust Gas Oxygen : Tension délivrée par la sonde lambda

Engine MAP : Pression absolue de l'air d'admission

Manifold Air Temp : Température de l'air d'admission

Ignition Advance : l'angle d'avance { l'allumage en degrés de vilebrequin

Dwell : le nombre de Dwell (temps de fermeture du circuit primaire de la bobine entre chaque étincelle) en ms

Les indicateurs colorés du bas de la page indiquent la richesse du mélange. Les indicateurs de couleur verte, à gauche, indiquent un mélange pauvre en essence, les indicateurs de couleur rouge, à droite, indiquent un mélange riche en essence.

Des inscriptions figurent sous ces indicateurs, ils indiquent la phase de fonctionnement dans laquelle se trouve le moteur.

Ready / Not Ready : le boîtier communique ou non avec Mégatune

Cranking / Not Cranking : indique le fonctionnement normal ou le démarrage du moteur

ASE ON/OFF : After Start Enrichments, ON signifiera qu'un enrichissement immédiatement après le démarrage est en cours.

WUE : Warm Up Enrichment, une coloration verte de ce témoin indiquera une phase d'enrichissement, moteur « froid ».

TPS Accel : une coloration verte indiquera qu'un enrichissement correspondant { une variation de position angulaire de papillon est activé.

TPS Decel : une coloration verte indiquera qu'un appauvrissement en phase de fermeture de papillon est réalisé.

MAP Accel : une coloration verte indiquera qu'un enrichissement basé sur une variation de la pression absolue de l'air d'admission est accompli.

Port 0 OFF/ON : ON indiquera l'utilisation d'une sortie optionnelle

Il faut ensuite tester la communication avec le boîtier ; pour ce faire, rien de bien compliqué puisqu'il s'agit d'un port série ; aller dans communications puis, settings et choisir le port COM1 mettre le contact d'allumage pour alimenter le boîtier puis cliquer sur « click to test », le boîtier est alors détecté.

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Figure n°23 : Page principale Megatune pour Mégasquirt II

Attention

Il faut définir la vitesse de communication { 115200 bps lors de l'utilisation de Megasquirt II.

Figure n°24 : Configuration de la liaison avec Megasquirt et test de communication

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Une fois Megatune opérationnel, le paramétrage du système peut débuter.

On commence par la calibration du potentiomètre papillon. Pour cela, mettre le circuit électrique du moteur sous tension mais ne pas démarrer le véhicule. Cliquer Tools de la barre d'outils supérieure et choisir Calibrate TPS (Throttle Position Sensor).

Ne pas toucher la pédale d'accélérateur et cliquer en regard de Closed Throttle ADC count, Get Current. Une valeur correspondant à la position la plus fermée du papillon va alors apparaître.

Enfoncer ensuite { fond la pédale d'accélérateur et cliquer en regard de Full throttle ADC count, Get Current. Une valeur correspondant à la position pleine ouverture du papillon va alors apparaître.

Cliquer OK pour valider.

a. Calibrage des sondes de température

Pour permettre à Megasquirt de calculer le plus précisément possible la quantité à injecter, il est nécessaire de lui calibrer les diverses sondes. En effet, de par son caractère « universel > Megasquirt peut s'adapter sur tout véhicule. Les caractéristiques de sortie des différentes sondes ne sont pas toujours identiques entre les différents constructeurs. Pour procéder à ce calibrage, il faut :

- soit connaître les valeurs de résistance pour trois valeurs de températures. - soit procéder à une mesure directe sur la sonde

Afin d'être le plus précis possible, c'est la 2eme solution que nous avons retenu en raison de la disparité du matériel employé. En employant un multimètre équipé d'une sonde de température, nous avons plongé les sondes de température d'eau de refroidissement et d'air d'admission dans une casserole remplie d'eau. Nous avons relevé les valeurs de résistance pour la température initiale de l'eau. Nous avons ensuite chauffé de l'eau séparément et ajouté celle-ci à celle déjà contenue dans la casserole. Après mélange des deux masses d'eau, nous avons attendu que la température se stabilise et procédé à nouveau à une mesure de résistance.

Lorsque trois valeurs de résistance pour trois températures différentes ont été relevées, celles-ci sont entrées dans un tableau approprié.

Cliquer sur Tools dans la barre d'outils, choisir Calibrate Thermistor Tables.

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Ensuite, il faut choisir quel type de sonde va être calibré : soit la sonde de température d'eau de refroidissement (Coolant Temperature), soit la sonde de température d'air d'admission (Air Temperature).

La valeur ohmique dans l'encart Bias Resistor Value est la valeur des résistances R4 (sonde de température d'air) et R7 (sonde de température d'eau) du circuit d'entrée sur le PCB.

Figure n°25 : Calibration des sondes de température

Suivant le système d'unités employé, degrés Celsius ou Fahrenheit, choisir l'un des 2. Les 3 valeurs de résistances en fonction des différentes températures peuvent alors être rentrées. Cliquer OK pour valider.

b. Calibrage de la sonde lambda

Mégasquirt utilise l'information provenant de la sonde lambda pour réguler la richesse du mélange sous certaines conditions de fonctionnement.

Dans l'écran Sensor Type, sélectionner le type de sonde lambda utilisé. Plusieurs types de sonde lambda sont commercialisés sur le marché.

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Figure n°26 : Calibration de la sonde lambda

Ainsi, après avoir choisi le type de caractéristique de sortie que possède la sonde (bande étroite ou large bande), il faut choisir si cette sonde a équipé d'origine un véhicule ou est commercialisée par un constructeur aftermarket. Nous avons équipé le véhicule d'une sonde lambda { bande étroite Bosch en raison d'une part de sa plus grande disponibilité en démolition mais aussi parce qu'en cas d'utilisation d'une sonde lambda à large bande, il aurait fallu un équipement supplémentaire pour que son signal de sortie soit exploitable par Megasquirt.

c. Utilisation de capteurs supplémentaires

Avec Megasquirt II, il est possible d'utiliser des capteurs supplémentaires ou différents de ceux usuellement utilisés. Par exemple, il est possible d'utiliser un autre type de sonde de pression absolue d'air d'admission (MAP Sensor), utiliser une sonde dédiée à la mesure de la pression atmosphérique (Barometer Sensor), de paramétrer la correction à apporter suivant la pression atmosphérique (Barometric Correction) ou de paramétrer un capteur de cliquetis (Knock Sensor Settings). Pour paramétrer un autre type de sonde de pression d'admission et/ou ajouter un capteur de pression atmosphérique, entrer la valeur équivalent à 0 et 5 volts en kiloPascal. Pour paramétrer un capteur de cliquetis, entrer la valeur en volts fournie par le capteur de cliquetis lorsque celui-ci commence à être détecté et la valeur maximale admissible y correspondant en volts.

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Figure n°27 : Calibration de sondes additionnelles

d. General Settings

Le premier écran du menu Settings permet de choisir entre l'utilisation d'une seule table de remplissage/titre d'air ou de deux. Ceci permet d'utiliser deux sondes lambda ; une pour chaque banc de cylindre pour un moteur en V par exemple. De cette manière, la richesse de chaque banc de cylindres peut ainsi être précisément ajustée.

Figure n°28 : Calibration des paramètres généraux

Il est possible d'effectuer une correction de la quantité injectée en fonction de la pression atmosphérique. Pour ce faire, plusieurs stratégies sont possibles :

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> la première est de ne pas en appliquer (None). La pression atmosphérique n'interviendra pas dans la correction de la quantité injectée.

> la seconde est de lire la pression atmosphérique initiale (Initial Map Reading) uniquement lors de la mise sous tension du système.

> la troisième est d'utiliser une sonde spécifiquement dédiée { la mesure en continu de la pression atmosphérique (Two Independent Sensors).

Input Smoothing Lag Factors

Ce facteur permet d'amoindrir les variations des variables d'entrée. Une valeur de 100 ne fait pas intervenir cette option, tandis que des valeurs plus petites ralentissent la vitesse de réponse des capteurs.

Cette équation traduit l'effet du facteur Lag sur les valeurs d'entrée du système. Cette option permet d'atténuer les effets des parasites sur la transmission des signaux et permettre une meilleure stabilité du système.

Startup

Dans cette rubrique est spécifié le régime de rotation du vilebrequin auquel Megasquirt II passe du mode d'injection lors de l'entraînement par le démarreur au mode de calcul lorsque le moteur est en fonctionnement « autonome ».

Limitation du régime de rotation - Rev Limiter

Une évolution de Megasquirt II par rapport à Megasquirt I est le paramétrage d'un rupteur qui permet de limiter le régime de rotation. Cette limitation du régime de rotation du vilebrequin peut être réalisée par :

> aucune limitation de régime de rotation (None)

> un retard de l'avance { l'allumage qui permet de ne plus avoir un maximum de pression lorsque la bielle, du cylindre dans lequel se déroule la combustion, forme un angle de 90° avec le vilebrequin. De cette manière, le couple produit diminue, ce qui fait chuter la puissance du moteur (Spark Retard)

? une interruption de l'injection de carburant (Fuel Cut) pour un arrêt momentané de production de travail dans le cylindre.

Maximum Retard (deg) : détermine le retard maximal en degrés de vilebrequin que MS II peut donner { l'avance { l'allumage initial.

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Lower Rev Limit (RPM) : définit le régime de rotation à partir duquel le rupteur ne prend plus effet, lorsque le régime de rotation maximal a été atteint.

Upper Rev Limit (RPM) : mentionne le régime de rotation maximal de consigne. C'est à partir de ce régime que le processus de régulation de régime de rotation maximal a effectivement lieu.

e. Injector Characteristics

Injector Opening Time (ms) : exprime le délai nécessaire pour que l'injecteur passe de la position fermée { la position ouverte lorsqu'on lui applique une tension de 13,2 volts. La valeur par défaut, et usuelle, est de 1.0 milliseconde.

Battery Voltage Correction (ms/V) (BatFac) : correction en millisecondes apportée à chaque injection pour compenser l'ouverture moins franche de l'injecteur lorsque la batterie se décharge. La valeur généralement usitée est de 0.10 ms/V à 0.2 ms/V.

PWM Current Limit (%) : correspond au rapport cyclique d'ouverture appliqué { la tension { laquelle est soumis l'injecteur.

PWM Time Threshold (ms) (InjPWMTim) : correspond au temps d'injection avant lequel le rapport cyclique est appliqué { la tension d'alimentation de l'injecteur. Ceci permet d'appliquer la tension batterie dans son entièreté lors de l'ouverture de l'injecteur. Cette valeur est usuellement la même que celle reprise sous Injector Opening Time (~1.0 millisecond)

Injector PWM Period (usec) (InjPWMPd) : désigne la période durant laquelle a lieu la variation état haut/ état bas du rapport cyclique. Comme l'injecteur est ouvert durant quelques millisecondes, il est nécessaire que cette période soit plus petite que le temps d'injection. Il convient de garder cette valeur entre 10 et 25 KHz (100-40 usec).

Figure j°29 : Calibration des caractéristiques de l'injecteur

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Ces paramètres permettent d'agir finement sur la quantité injectée, spécialement pour le régime de ralenti. PWM Current Limit est un paramètre à manier avec beaucoup de précautions car une valeur erronée pourrait résulter en un grillage de l'injecteur, si celui-ci est de faible impédance.

f. Injection Control

Figure n°30 : Configuration du type et du mode d'injection

Calculate Required Fuel

L'écran supérieur donne le temps d'ouverture, en millisecondes, d'un injecteur dont le débit est celui qui y est spécifié, pour injecter la quantité de carburant nécessaire { l'obtention du titre d'air stoechiométrique pour un remplissage de 100% d'un cylindre, par injection. Megasquirt se base sur cette valeur pour calculer la quantité de carburant à injecter suivant la charge du moteur ou les enrichissements à apporter. Par exemple, si le moteur est à un point de fonctionnement auquel le remplissage est à 50% de sa valeur maximale, cette valeur va être divisée par 2 ; si l'enrichissement au démarrage est de 30%, cette valeur va être multipliée par 1,30. L'écran inférieur est le temps d'ouverture durant laquelle le circuit électrique de(s) injecteur(s) va être mis { la masse (l'injection s'effectuant en parallèle) { chaque injection.

Dans ce menu, cliquer Required Fuel.

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Figure n°31 : Détermination de la quantité de base

Dans cette fenêtre, entrer dans l'écran Engine Displacement la valeur en pouces cubiques ou en centimètres cubes, suivant l'option cochée, de la cylindrée du moteur. Dans l'écran Number of Cylinders, indiquer le nombre de cylindres composant le moteur. Cette valeur est utilisée par Megasquirt pour déterminer la valeur de remplissage à 100% de chaque cylindre, en divisant la cylindrée totale par ce nombre. Ce nombre est ensuite automatiquement introduit dans le menu Constants.

Entrer ensuite dans l'écran Injector Flow le débit unitaire des injecteurs équipant le moteur, choisir les unités de débit désirées. Ce débit est celui nominal à la pression de fonctionnement du circuit.

Si la pression de fonctionnement sous laquelle a été déterminé le débit des injecteurs est différente que celle utilisée, utiliser l'équation suivante pour calculer le nouveau débit sous la nouvelle pression :

Nouveau débit = ancien débit.

Injector Control

Dans l'écran Control Algorithm, la méthode de détermination de l'état de charge du moteur est sélectionnée. L'option Speed Density détermine l'état de charge par la mesure de la pression d'air d'admission, de sa température et du régime de rotation du moteur. Pure Alpha-N se base uniquement sur les informations position angulaire du papillon et du régime de rotation du moteur. Blend SD/Alpha-N est un mixage entre la configuration Speed Density et Alpha-N. Ce type d'acquisition de l'information charge peut être utilisé dans le cas d'un moteur turbocompressé : lorsque les gaz d'échappement n'ont pas assez d'énergie pour faire entrer en rotation la turbine, l'air d'admission n'est pas mis sous pression. Si l'information pression absolue dans le collecteur d'admission n'est pas assez stable pour être utilisée, on définira un seuil de

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pression dans le collecteur { partir duquel on passera d'un mode Alpha-N à un mode Speed Density.

Injections Per Engine Cycle : correspond au nombre d'injections par cycle moteur. Ce paramètre est à ajuster suivant ce qui donne la meilleure régularité de fonctionnement. Injector Staging : définit la sélection du mode d'injection. Il est possible d'injecter de façon simultanée, c'est-à-dire que les injecteurs s'ouvrent simultanément. L'autre option est l'injection semi-séquentielle, c'est-à-dire que chaque banc d'injecteurs s'ouvre alternativement l'un après l'autre.

Engine Stroke : précise le nombre de courses durant lesquelles prend place un cycle. Number of Cylinders : désigne le nombre de cylindres dont est composé le moteur. Injector Port Type : définit le mode suivant lequel est réalisé l'injection, soit dans le collecteur d'admission en aval du/des papillon(s), soit injection centrale en amont du/des papillon(s).

Injectors : stipule le nombre d'injecteur(s) équipant le moteur.

Engine Type : établit le mode d'allumage. Even fire caractérise les moteurs dont les intervalles d'allumage sont égaux (même angle de vilebrequin entre chaque allumage). Odd fire caractérise les moteurs dont les intervalles d'allumage ne sont pas égaux (angles de vilebrequin différents entre chaque allumage).

g. Paramétrage de l'activation de la correction par sonde lambda

Dans l'écran EGO Sensor Type, sélectionner le type de sonde lambda utilisé. Disabled élimine la prise en compte du paramètre sonde lambda ; par exemple lors du paramétrage d'une cartographie. A ce moment, on désire que les modifications effectuées sur la cartographie se répercutent directement sur le mélange. Narrow Band indique l'utilisation d'une sonde lambda { saut de tension. Single Wide Band indique l'utilisation d'une seule sonde lambda { large bande, Dual Wide Band indique l'utilisation de deux sondes lambda à large bande. NB Voltage Target (v) est la tension délivrée par la sonde à saut de tension lorsque la richesse des gaz d'échappement a un titre d'air stoechiométrique.

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Figure n°32 : Calibration de la régulation par sonde lambda

NB Voltage Target (v) : détermine la tension que délivre la sonde lorsque le dosage est stoechiométrique

Ignition Events Per Step : détermine la fréquence à laquelle une correction est appliquée à la quantité injectée. La valeur par défaut est de 32 allumages, ce qui signifie que pour un moteur à 4 cylindres, une correction est appliquée à la quantité injectée tous les 8 cycles ou 16 tours de vilebrequin (un allumage se produisant tous les demitours vilebrequin, un cycle moteur durant 2 tours vilebrequin).

Controller Step Size : limite le pourcentage maximum de correction qui peut être appliqué à chaque correction. Pour éviter une réponse instable du système, le pourcentage de correction doit être le plus faible possible, 1% étant la valeur par défaut. Controller Authority (%) : restreint l'étendue maximale de la correction absolue. La valeur de 10% indique que la correction ne peut sortir de la gamme de 90-110%.

Active Above Coolant Temp (°C) : correspond à la température en-dessous de laquelle la régulation en circuit fermé est désactivée. Si cette valeur est trop basse, la régulation en circuit fermé aura tendance à appauvrir les enrichissements à froid, le moteur aura alors un fonctionnement instable. Une valeur typique est une température d'eau de refroidissement de 71°c (160°F) et devrait intervenir à une température supérieure à laquelle les enrichissements { froid s'arrêtent (cf les réglages dans Warmup Enrichment).

EGO Active Above RPM : définit le régime de rotation du moteur à partir duquel la régulation en circuit fermé débute. La valeur limite par défaut est de 1200 tours/minute.

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Active Below TPS (%) : valeur maximale pour laquelle la régulation en circuit fermé a lieu. A partir d'un seuil d'ouverture du papillon, un couple maximal est demandé, il convient donc de désactiver la régulation afin de permettre un titre d'air plus riche en essence correspondant au dosage de couple maximal.

Active Below MAP (kPa) : note la valeur maximale pour laquelle la régulation en circuit fermé a lieu. Si la dépression dans le collecteur d'admission est importante, cela signifie que le papillon est en position relativement fermée. Plus le papillon s'ouvre, plus la dépression diminue. Lorsque le conducteur désire un couple maximal, il appuie sur la pédale d'accélérateur, le papillon s'ouvre d'autant en plus, la dépression chute proportionnellement. Le titre d'air du mélange doit alors s'approcher du dosage de couple maximal (mélange riche en essence), la régulation doit alors être cessée pour permettre l'enrichissement du mélange.

h. Régulation du régime de ralenti - Idle Control

Figure n°33: Calibration de la régulation de l'actuateur de régime de ralenti

Algorithm définit le type de périphérique utilisé pour réguler le régime de ralenti None : aucun dispositif n'est contrôlé par Megasquirt pour réguler le régime de ralenti. Solenoid : une vanne type on/off est utilisée pour réguler le régime de ralenti

IAC Stepper Moving Only : utilisé avec un moteur pas à pas qui se déplace continuellement suivant la température du liquide de refroidissement.

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IAC Stepper Always On : utilisé avec moteur pas à pas qui se ferme uniquement suivant l`augmentation de la température du liquide de refroidissement.

PWM Warmup : ce mode d'utilisation permet d'utiliser une électrovanne comme actuateur de ralenti. Le rapport cyclique d'ouverture permet alors de la fermer progressivement.

i. Paramétrage de l'allumage (settings - ignition settings)

Figure n°34 : Configuration de l'allumage.

Trigger Offset (deg) : le trigger offset est l'avance, avant le point mort haut du premier cylindre, { laquelle le Megasquirt reçoit le signal d'allumage. Notre signal d'allumage est ainsi envoyé 10° avant le point mort haut du premier cylindre (repère sur la poulie du vilebrequin { faire correspondre au moment où l'entrefer du capteur inductif est minimum dans le distributeur). Ainsi, avec une cartographie de 0° d'avance, le positionnement du distributeur a été vérifié au moyen d'une lampe stroboscopique. En effet, l'avance { l'allumage est exprimée par la relation.

Avance à l'allumage = trigger offset + avance définie dans la table d'avances + avance à froid

Skip Pulses : Correspond au nombre d'étincelles nécessaire au Megasquirt pour calculer la meilleure avance possible, le nombre de 3 de défaut à été laissé et convient au moteur.

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Predictor Algorithm : est la stratégie utilisée pour déterminer le temps écoulé avant le prochain point mort haut.

Next-Pulse Tolerance (%): est une tolérance pour laquelle le boîtier d'injection interprète des signaux d'allumages comme des signaux erronés.

Ignition Input Capture : définit le type de signal que va recevoir le Megasquirt. A savoir s'il doit déclencher sur le flanc montant (Rising edge) ou descendant (Falling edge) du capteur inductif. A noter que l'optoisolateur (U4) inverse le signal d'entrée. Il faut donc spécifier dans Megatune l'allure du signal au microprocesseur lorsque le capteur indique le point mort haut. Des valeurs d'angles positives indiquent une position angulaire avant le point mort haut (BTDC : Before Top Dead Center) et des valeurs d'angles négatives indiquent une position angulaire après le point mort haut (ATDC : After Top Dead Center).

Cranking Trigger : précise la stratégie à utiliser pour déterminer quand allumer les bougies lors des phases de démarrage.

Calculated : l'avance { l'allumage est calculée de la même façon que lorsque le régime de rotation du moteur est au-dessus de celui de démarrage, c'est-à-dire que le moment où le prochain signal de déclenchement de l'allumage est prédit { partir des précédents. Cette option est à utiliser uniquement avec une roue dentée spécifiquement conçue pour cet usage.

Trigger Return : au démarrage, les fluctuations de régime de rotation dues aux explosions dans les cylindres sont importantes en raison du faible régime, il est donc difficile de prédire à quel moment le prochain point mort haut sera atteint. Pour remédier à ce problème, les constructeurs ont mis au point une roue dentée spécifique à larges dents. C'est le passage d'un flanc précis d'une de ces dents face au capteur qui détermine une avance { l'allumage fixe lors des phases de démarrage. Cette option est { utiliser uniquement avec une roue dentée spécifiquement conçue pour cet usage.

Trigger Rise : l'allumage est commandé lors des phases de démarrage { chaque fois qu'une dent passe face au capteur, peu importe la forme de cette dent et le régime de rotation. Cette option est à utiliser lorsque ce signal est produit à une avance de 5 à 12 °. Coil Charging Scheme : Correspond au moyen de production de la haute tension.

Soit par la commande directe d'une bobine d'allumage de système semi transistorisé (Standard Coil Charge), soit lorsque la durée de l'étincelle est déterminée par un module additionnel du type Ford EDIS.

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Spark Output : caractérise la stratégie employée pour l'ouverture du circuit primaire de la bobine et donc de l'étincelage. Pour des raisons de développement, lorsque le PCB v3.0 est utilisé, l'option « inverted >> doit être sélectionnée pour l'utilisation avec une bobine d'allumage.

Maximum Spark Duration : est le temps maximal durant lequel le circuit primaire reste ouvert avant de commencer un autre cycle de charge magnétique de la bobine.

Les cartographies et les différentes tables (Tables)

a. Idle Steps

Cette table permet de configurer la position du moteur pas { pas de l'actuateur de ralenti en fonction de la température de l'eau de refroidissement du moteur.

Figure n°35 : Calibration de l'actuateur de régime de ralenti

b. VE Table1

Ce sous-menu établit l'allure de la variation de remplissage du moteur suivant le régime et la pression absolue dans le collecteur d'admission grâce { un générateur de table (Generate Table) suivant la cylindrée, les valeurs de puissance et de couple maximales et les régimes auxquels ils sont atteints, ainsi que les valeurs de pression absolue de l'air d'admission y correspondant.

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Figure n°36: Table VE

c. Ignition table

Ce sous-menu établit une table d'avance { l'allumage suivant le régime de rotation du vilebrequin et la pression absolue de l'air d'admission. Les valeurs d'avance doivent être entrées manuellement pour chaque point. En effet, Megatune ne permet pas encore de générer une table pour l'avance { l'allumage, malgré la présence du générateur de table.

Figure n°37 : Table des avances { l'allumage en fonction du régime et de la pression
absolue de l'air d'admission

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d. Cold advance

Cette table affiche l'angle d'avance { l'allumage { ajouter en plus de celle spécifiée dans le menu Spark Advance Table suivant la température d'eau de refroidissement.

Figure n°38 : Table des corrections de l'avance { l'allumage en fonction de la température
de l'eau de refroidissement

e. Menu Tuning

L'option Realtime Display permet d'afficher, en temps réel, tous les paramètres d'acquisition et de commande du système.

Figure n°39 : Affichage en temps réel des paramètres de fonctionnement du moteur

A partir de cet écran, on peut déduire que le moteur tournait à un régime de ralenti de 977 tours/minute (Throttle 0,4 %, MAP 37 kPa, RPM 977). On peut également déduire qu'il était en phase de réchauffement (Coolant 63°c, Warmup 117 %, MAT 37°c) et que l'actuateur de ralenti était déj{ fermé (IAC DC 250). Dans ces conditions de fonctionnement, le temps d'injection était de 1,8 ms (PW 1,8 ms).

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f. Warmup Wizard

Cet écran est composé d'une table d'enrichissements en fonction de la température d'eau de refroidissement du moteur. Ces enrichissements sont exprimés sous la forme d'un coefficient { appliquer au temps d'injection de base.

Figure n°40 : Paramètres relatifs à la phase de réchauffement du moteur

Cranking Pulsewidth : détermine les temps d'ouverture de l'injecteur. D'une part, une durée fixe lors des premiers tours de vilebrequin (priming pulse) et d'autre part, une durée variable en fonction de la température lors de la phase de démarrage. A partir des temps d'ouverture à -40°C et { 77°C, un temps d'ouverture est déterminé par une relation linéaire en fonction de la température d'eau de refroidissement.

Flood Clear Threshold : est le seuil d'ouverture du papillon { partir duquel aucun enrichissement lié à sa position n'est appliqué.

Afterstart enrichment : correspond à un enrichissement supplémentaire qui a lieu pendant un certain nombre de cycles d'allumage.

L'écran est également doté de visualisations de la température du liquide du moteur, l'enrichissement, le signal émis par la sonde lambda et la dépression dans le collecteur d'admission. Ces caractéristiques permettent les réglages en temps réel.

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g. Acceleration Wizard

Ici, il est possible de modifier le temps d'injection, indifféremment de la cartographie d'injection, en fonction de la variation de position de papillon (%/s) et/ou de la variation de dépression dans le collecteur d'admission (KPa/s).

Figure n°41 : Paramètres relatifs aux phases d'accélération

MAPdot Threshold (KPa/s) : est la limite à partir de laquelle, est pris en compte le signal. Ceci permet de limiter l'influence des interférences sur le signal.

Accel time (s) : est la durée pendant laquelle on applique le coefficient d'enrichissement.

Accel Taper Time (s) : est la durée de la transition progressive entre l'enrichissement de Accel time et la durée finale d'enrichissement.

End Pulsewidth (ms) : est la durée finale d'enrichissement { l'accélération.

Ces derniers paramètres permettent d'éviter les {-coups à la fin de l'accélération. TPSdot Threshold (%/s) : { l'instar du MAPdot Threshold (KPa/s), il précise le seuil à partir duquel est pris en compte le signal.

Decel fuel amount : correspond { l'appauvrissement du mélange lors des phases de décélération; ainsi, un decel fuel amount de 100% ne modifie en aucun cas la quantité injectée, 1% signifie que le temps d'ouverture de l'injecteur est diminué du facteur 99%. Il est { noter que cet appauvrissement n'est appliqué qu'{ partir de 1500 tr/min.

Cold Accel Enrichment (ms) : est le temps d'ouverture de l'injecteur, ajouté au temps initial, lorsque le moteur est froid.

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Cold Accel Mult (%) : est un paramètre multiplicatif de l'enrichissement effectué { l'accélération, lorsque la température de l'eau de refroidissement est sous un seuil défini.

h. VE Table 1

C'est la transcription sur un graphique en trois dimensions de la table VE Table1. Ceci permet de modifier la cartographie VE en temps réel par un ajustement d'un de ses points en appuyant simultanément sur une des quatre flèches directionnelles du clavier et la touche Maj.

Cet écran affiche également des cadrans renseignant quant { l'état de fonctionnement du moteur (régime de rotation, pression absolue dans le collecteur d'admission, richesse des gaz d'échappement, régulation par la sonde lambda, valeur VE en temps réel, enrichissement { l'accélération).

i. Ignition Map

Tout comme pour la VE Table 1, cela correspond à la transposition de la table d'avances { l'allumage sur un graphique { trois axes. Il est également possible de la modifier en temps réel en visualisant les caractéristiques de fonctionnement du moteur saisies sur les différents cadrans.

Figure n°42 : Cartographie d'allumage

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Chapitre 5 : Les interventions faites sur les bancs 5.1. Le banc de simulation multipoint

Ce banc représente l'ensemble des circuits électriques d'un moteur { injection d'essence multipoint piloté par megasquirt. Il est doté d'une perceuse électrique liée { l'axe de l'allumeur et qui simule le mouvement de rotation du moteur. Il permet de relever et d'analyser les différents signaux d'un moteur en fonctionnement. Au début des travaux, lorsqu'on alimente le banc, et qu'on met la perceuse en marche, aucun signal n'est généré. Le tableau 5 représente les investigations et les actions de maintenance faites sur ce banc.

Tableau5 : Récapitulatif des travaux sur le banc de simulation multipoint

INVESTIGATIONS

PANNES IDENTIFIEES

OBSEVATIONS

ACTIONS DE MAINTENANCE

Vérification de tout

- Câble sonde

Position actif des

- Câbles rompus

le câblage (test de

lambda rompu.

interrupteurs :

rétabli.

continuité).

- Câble sonde de

- Air : haut

- Points de soudure

 

température air

- Eau : bas

refaits.

 

rompu.

- Points de soudure défaits.

- Pompe : haut

- Interrupteur
remplacé.

 

- Interrupteur air gâté.

 
 

Test de

Une fois alimenté, les

Le boitier ne

* Procédure de

fonctionnement du

leds du boitier

donne aucun

reprogrammation du

boitier électronique.

restent éteintes.

signe de vie.

boitier megasquirt I

Le point repérés par le symbole (*) dans le tableau est détaillé dans le chapitre intitulé 'procédure de programmation et de configuration des boitiers Megasquirt'.

Après ces opérations, le banc a été testé et les différents signaux attendus ont été relevés avec succès.

Aux cours des travaux, nous avons constaté des différences entre le schéma de câblage réalisé sur le banc et celui disponible dans la fiche de manipulation du banc. En

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effet, pour la simulation des pannes, des interrupteurs ont été insérés dans le schéma de base afin de simuler le disfonctionnement de certains capteurs et actuateur que sont :

- Capteurs de température d'air admis ;

- Capteur de température d'eau de refroidissement ;

- Relais de la pompe à essence.

Nous tiendrons compte de ces différences dans la mise à jour de la fiche de manipulation que nous proposeront.

5.2. Banc monopoint BMW

Ce banc doit son nom au moteur BMW série 3 (316) qui l'équipe. Ce moteur, au départ, était équipé d'un carburateur qui a été remplacé par un système d'injection monopoint géré par un boîtier programmable de type « Megasquirt I». Ce boîtier ne gère que l'injection, l'allumage reste classique et est géré par un distributeur. Le banc dispose d'un bornier permettant de réaliser le câblage électrique et où il est également possible de relever 3 signaux :

- Le signal délivré par la bobine d'allumage (signal régime) ;

- Le signal délivré par la sonde Lambda ;

- Le signal aux bornes de l'injecteur.

Au début des travaux, le boitier électronique était déconnecté du banc. En effet, un étudiant en fin de cycle d'ingénierie, pour ces travaux de fin de cycle, avait entrepris de réaliser un boitier électronique pour le pilotage des moteurs et faisait ses essais sur le banc. Il avait donc déposé le boitier megasquirt pour la durée de ses travaux. Ainsi, nous avons avant tout posé le boitier Megasquirt afin de procéder au diagnostique du banc. Après la pose, les tentatives de démarrage du moteur ont échoué. Nous avons donc procéder par élimination successive des causes probables du disfonctionnement. Les actions menées jusqu'au bon fonctionnement du banc sont récapitulées dans le tableau 6.

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Tableau6 : Récapitulatif des travaux sur le banc BMW

INVESTIGATIONS

PANNES IDENTIFIEES

OBSERVATIONS

ACTIONS DE MAINTENANCE

Vérification de l'ensemble

du câblage

électrique (test de continuité, mesure de résistance, de tension).

- Bobine d'allumage défectueuse.

- Bougies hors d'usage.

- La bobine chauffe
excessivement.

- Les bougies ont une

résistance élevée.

Remplacement de bobine, des bougies.

Test de l'alimentation de calculateur en tension

Absence de masse dans le calculateur.

Les bornes 8-9-10-11- 19 ne sont pas à la masse comme sur le schéma de montage.

- Mise à la masse des bornes concernées.

Test de fonctionnement de l'injecteur (relevé du signal injecteur).

Injecteur grippé.

Le signal injecteur est présent mais l'injecteur ne fonctionne pas.

- Tentative de
dégripper

l'injecteur avec l'éthanol (sans succès.)

- Remplacement de l'injecteur par un autre.

Test de fonctionnement de la pompe à essence (mesure de tension).

Calculateur
défectueux.

Le relais de la pompe ne s'excite pas au

démarrage car la sortie du calculateur qui commande ce dernier ne s'active pas.

Remplacement du composant

défectueux dans le calculateur.

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+ Remplacement de l'injecteur :

Lors du remplacement de l'injecteur, nous avons eut quelque difficulté d'adaptation. En effet le banc BMW était équipé d'un injecteur monopoint Bosch de référence : 0-280-150-664.

Après avoir cherché cet injecteur sur le marché en vain, nous avons décidé d'acheter celui qu'on avait sous la main et de rentrer ces caractéristiques dans le boitier pour que ce dernier redéfinisse la cartographie de l'injection en fonction des nouvelles caractéristiques. Cette opération est importante pour que le moteur fonctionne sans des ratés de combustion. Son déroulement est indiqué dans le chapitre relatif à la reprogrammation des boitiers megasquirt. Le nouvel injecteur est aussi de type Bosch, sa référence et ses caractéristiques sont données par le tableau 7.

Tableau7 : Référence et caractéristique des injecteurs

Référence

Débit CC/MIN

Pression d'injection BAR

0-280-150-664

1390

3

0-280-150-651

819.8

3

+ Remplacement du composant défectueux dans le calculateur

Après avoir identifié que la pompe ne démarrait pas parce que la bobine de son relais n'était pas alimentée en tension par le calculateur, nous avons soupçonné un défaut au niveau du calculateur. Nous avons alors déposé ce dernier afin de procéder au diagnostique. Une fois le boitier mise sous tension, un contrôle de présence de tension aux bornes des composants entre le "pin 37" de la fiche DB37 et la broche correspondante du microcontrôleur, révèle que le transistor qui joue le rôle d'interface de sortie pour la commande de la bobine du relais est défectueux. C'est un transistor de type NPN, de référence 2N2222. Nous ne l'avions pas trouvé sur place, mais nous avons recherché et trouvé son équivalent, le BC147. Nous l'avons donc installé sur le PCB puis nous avons alimenté de nouveau le boitier en tension et tester la commande du relais qui a fonctionné avec succès. Nous avons donc refermé puis posé le boitier sur le banc.

A la suite de ces interventions, le banc fonctionne et permet le déroulement des Travaux Pratiques pour lesquels il était disposé.

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5.3. Banc multipoints Ford

Le banc multipoints Ford, comme son nom l'indique est équipé d'un moteur Ford Fiesta/Courier XR2.I 1,6 de 1989. Ce moteur est un quatre (4) cylindres à injection multipoint d'essence géré par boitier électronique. Il est doté de 2 boîtiers, le module EEC IV et le module E-DIS. Le premier est le boîtier principal et le second travail en parallèle avec le premier pour gérer l'avance { l'allumage. Pour bien fonctionner, les boitiers relèvent régulièrement différentes informations du moteur afin de déterminer avec précision la quantité d'essence { injecter et le moment d'allumage. Les informations relevées pour y parvenir sont transmises par les capteurs suivants :

- Capteur de position du papillon,

- Capteur régime,

- Sonde de température d'air,

- Sonde de température moteur,

- Capteur de pression absolue du collecteur d'admission,

- Capteur de position du vilebrequin,

- Capteur de vitesse du véhicule,

- Rhéostat de réglage du CO.

A partir de ces capteurs, les boitiers gèrent ainsi l'allumage qui est purement transistorisé et l'injection qui est semi-séquentielle. Ce banc permet en effet de réaliser les Travaux Pratiques, de relever et d'analyser des signaux observés sur les moteurs récents. Il permet surtout de réaliser des séances de simulation de panne pour des Travaux Pratiques de recherche de pannes.

Au début de nos travaux, le banc Ford ne fonctionnait pas. En effet, il n'avait pas été démarré depuis longtemps et se trouvait dans un état tel qu'on pouvait l'attendre. L'ensemble du travail a donc consisté { vérifier les différents circuits électriques, ainsi que les organes et module du banc. Le tableau 8 récapitule les opérations fait sur le banc.

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Tableau8 : Récapitulatif des travaux sur le banc multipoints Ford

INVESTIGATIONS

PANNES IDENTIFIEES

OBSERVATIONS

ACTIONS DE MAINTENANCE

Test de continuité de l'ensemble du câblage électrique.

Défaut de liaison au niveau de contacteur principale ;

Fusible du relais principal coupé ;

Fiche de l'interrupteur "9" du simulateur de panne débranchée.

 

Rétablissement des

faux contactes ; Remplacement des fusibles coupées ; Branchement des fiches de

l'interrupteur "9".

Suivit de la ligne d'alimentation de la pompe jusqu'au calculateur EDIS.

Fonctionnement par intermittence de la pompe dû à un faux contacte au niveau de la borne "16"de

connecteur du calculateur EDIS

 

Réalisation d'un nouveau point de soudure au niveau du connecteur.

Vérification de présence d'étincelle sur les bougies.

Bougie cylindre "1" défectueux ;

Faux contacte au niveau primaire de la bobine jumo-statique

L'étincelle

produite par les bougies est faible.

Remplacement de la bougie ; Rétablissement du contacte

Relevé des signaux générés par les calculateurs.

Baisse d'amplitude au niveau du signal injecteur.

Cette panne est due à un défaut de masse sur les injecteurs.

Remise à la masse des points de

masse du schéma électrique.

Vérification de

l'ordre d'allumage des bougies.

 

Test de

démarrage avec l'ordre 1342.

 

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Démontage de la rampe d'injecteur

 

Les injecteurs fonctionnent

 

pour test d'injection

 

normalement

 

Au terme de ces opérations, le moteur au démarrage émet des détonations, crache du feu et s'éteint. Nous sommes donc arrivés après toutes ces investigations à conclure qu'en plus des défauts constatés, le moteur avait aussi un problème mécanique en l'occurrence un défaut de calage de l'allumage.

Chapitre 6 : Remise en état de fonctionnement du véhicule OPEL Corsa
A du labo Moteur.

6.1. Présentation du véhicule.

Le véhicule Opel Corsa A { l'origine était { carburateur vertical { double corps. C'est en 2005, aux cours de leur TFE au Bénin que deux étudiants belges avaient remplacé le bloc de carburateur par un bloc d'injection monopoint d'une Opel Corsa B. Cette voiture a été transformée en un matériel didactique. Elle est équipée du boîtier programmable Megasquirt II qui gère l'allumage et l'injection, d'un simulateur de pannes qui permet de créer une série de pannes pour la réalisation des Travaux Pratiques de recherche de pannes. Il est aussi doté d'un bornier qui permet de relever des signaux et de mesurer les valeurs de résistance, des tensions d'alimentation des différents capteurs et actuateurs en vue de pouvoir bien diagnostiquer un véhicule. En somme, ce véhicule à traction avant (transmission du couple aux roues avant) et à 6 vitesses dont 5 vitesses avant et une vitesse arrière, permet de faire des séances de Travaux Pratiques alors qu'il est en déplacement contrairement aux autres bancs du laboratoire.

Les donnés techniques relatives à ce véhicule sont regroupées dans le tableau 9, de plus amples détails sont disponibles dans le logiciel Autodata disponible au laboratoire.

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Tableau9 : Les donnés techniques relatives au véhicule

Marque, série

Opel, Corsa A

Année

1988

Cylindrée

1297cm3 (4 cylindres)

Puissance

51 Kw à 5800 tr/min

Ordre d'allumage

1-3-4-2

Régime de ralenti

850-950 tours/minute

Taux de compression

8,3 à 1

Résistance de la bobine primaire

1,2 - 2,1?

Ecartement des électrodes

0,7 mm

Jeux aux soupapes d'admission

0,15

Jeux aux soupapes d'échappement

0,2

Pression (fin compression)

9 à 10 bars

Régime de ralenti

750 +/- 50 tr/min

6.2. Etat du véhicule au début des travaux.

Après l'implantation du système megasquirt sur le véhicule par les étudiants belges en 2005, aux cours d'une séance de travail, il a eut un court-circuit qui à grillé le boitier qui était sur le véhicule au début. Ce qui a rendu le véhicule inexploitable pendant longtemps. Mais en 2009, pour les Travail de Fin d'Etude, deux étudiants de l'Institut ont entrepris de remettre en état de fonctionnement le véhicule. Dans le déroulement de leur travail, ils ont été bloqués lors du paramétrage du boitier. Après leur passage, et au fil du temps, l'état du véhicule s'est dégradé de sorte qu'au moment où nous commencions le travail, le câblage électrique du véhicule n'était plus en place.

Notre travail a donc consisté à : la vérification de tous les organes du système megasquirt (capteurs et actuateurs), l'installation de tout le câblage électrique du système megasquirt, la reprogrammation du boitier et sa configuration.

6.3. Présentation des divers travaux effectués sur le véhicule.

6.3.1. Installation du câblage électrique du système.

Etant donné qu'au début des travaux les câbles étaient touffue et sans repère, nous avons jugé judicieux de reprendre tout le câblage afin d'éliminer d'éventuelles

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erreurs d'indentification lors de la liaison des organes au boitier. Ainsi nous avons entreprit d'identifier la provenance de chaque câble électrique et de la marquer en conséquence tout en vérifiant sa continuité { l'aide d'un multimètre numérique. Après ceci, nous sertissons le bout du câble afin de faciliter sa connexion au boitier lors de l'installation de ce dernier. Le tableau 10 représente les différents câbles vérifiés aux cours de cette opération.

Tableau10 : Les différents câbles vérifiés aux cours de cette opération.

Câble

Marque

État

Action

Fils de battery

15(+) ; 30(-)

Présent

Marqués

fils alimentation
boitier

15a(+) ; 30(-)

Absents

Mis en place

Fils relais
pompe

RP 85 ; 86 ; 87 ;
30

Absents

Mis en place

Fils injecteur

Y3 + ; Y3 -

Présent

 

Fil relais
principal

MR 85 ; 86 ;
87 ; 30

Absent

Mis en place

Fils actuateur de
ralenti

Y99 A ; B ; C ; D

Présent

Marqués

Fils capteur
régime

B54

Présent

Marqué

Fils capteur de
charge

B147 A ; B ; C

Présent

Marqués

Fils sonde T °C
air admis

B25 (+) ; (-)

Absent

Mis en place

Fils sonde T°C
moteur

B24 (+) ; (-)

Absent

Mise en place

Fils sonde
lambda

B72 (+) ; (-) ; S

Présent

Marqués

Fil primaire
bobine
d'allumage

Bobine

Présent

marqué

Après ce travail nous avons cherché une nouvelle fiche DB37 pour le nouveau boitier puisse que l'ancienne fiche était calcinée. Puis nous avons entreprit la soudure des fils sur chacun des "pins" de la fiche enfin de procéder aux différentes connexions. Cette étape terminer, nous avons alors commence l'opération de contrôle des organes du système.

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6.3.2. Vérification des organes du système megasquirt.

Aux cours de cette opération le travail à consister à contrôler les organes du système ceci { l'aide d'appareils de multimètres et d'oscilloscope afin d'identifier ceux qui sont en bon état de ceux qui sont défectueux donc à remplacer. Le tableau 11 présente l'ensemble des organes contrôlés et leur état.

Tableau11 : L'ensemble des organes contrôlés et leur état

Organes

Désignation

État

Action

Dispositif de
protection du
boitier

F4

Absent

Mis en place

Dispositif de
protection de
l'injecteur

F3

Absent

Mis en place

Dispositif de
protection de la
sonde lambda

F2

Défectueux

Remplacé

Dispositif de
protection de la
pompe

F1

Défectueux

Remplacé

Capteur régime

B54

Bon

Relevé du
signal

Sonde T°C
moteur

B24

Bon

Mesure de
résistance

Sonde T°C air
admis

B25

Bon

Mesure de
résistance

Sonde lambda

B72

Bon

Relevé du
signal

Pompe à
essence

M12

Absent

Mise en place

Injecteur

Y3

Grippé

Dégrippé

Idle air control

Y99

Bon

 

Relais de la
pompe à
essence

FP relay

Absent

Mis en place

Relais principal

Main relay

Absent

Mis en place

Bobine
d'allumage

T1

Bon

Mesure de
résistance

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Cette opération terminée, nous avons inspecté le boitier megasquirt avant de le connecté aux autres éléments du système par l'intermédiaire de la fiche DB37. Commence alors la série complexe d'opérations consistant { reprogrammer et { paramétrer le boitier megasquirt.

6.3.3. Programmation et paramétrage du boitier megasquirt

En effet le boitier étant tout neuf, il appartient à son utilisateur de procéder aux différentes modifications à lui apporter pour son bon fonctionnement.

6.3.3.1. Configuration matériels du circuit imprimé (PCB)

À la livraison, le boitier megasquirt II comporte un circuit imprimé qui intègre le minimum de composants électroniques nécessaires pour un fonctionnement réduit. Il nous appartenait donc en fonction de nos besoins d'ajouter les composants électroniques nécessaires pour que le boitier soit capable de bien gérer. Cette partie du travail qu'il convient de nommer configuration matériel du boitier regroupe les différentes modifications que sont :

- Installation de la résistance R43 (valeur 0.01?).

- Installation du transistor Q16 (BIP 373), ce transistor à la particularité de réduire son courant de base en fonction de sa température.

- Installation d'un Jumper entre les orifices IGTOUT et IGN du circuit imprimer ceci permet de relier le circuit de commande de la bobine au "pin 36" de la fiche DB37.

- Installation d'un jumper { la place de la diode D1 ceci informe le boitier que le capteur régime utilisé est à effet hall.

Ces modifications apportées au circuit permettent d'activer la gestion de l'allumage par le boitier. Le boitier est alors près { être programmer pour utilisation.

6.3.3.2. Programmation et paramétrage du boitier megasquirt II

C'est aux cours de cette opération délicate que le programme qui doit permettre au boitier de gérer le moteur est chargé dans la mémoire de ce dernier puis configurer pour intégrer les caractéristiques réelles du moteur. L'opération est une succession d'actions regrouper par étape et présenter avec détails dans le chapitre intitulé Procédure de programmation et de paramétrage des boitiers megasquirt. Dans ce paragraphe nous présenterons surtout les difficultés rencontrées aux cours de

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l'opération et les astuces utilisées pour les contourner. En effet la programmation de boitier a eut lieu sans complication, c'est pendant la configuration du boitier avec le megatune que nous avons eut un message d'erreur comme présenté sur la photo suivante :

Figure n°43 : message d'erreur

Ce message d'erreur signal qu'au démarrage de logiciel megatune qui permet de configurer le boitier megasquirt, la version de code lu dans la mémoire du boitier par megatune ne correspond pas { celle qu'il attend. En effet puisque tous les boitiers megasquirt sont configurés avec le même logiciel megatune, ce dernier comporte des fichiers d'initialisation qui lui permettent de s'adapter au type de boitier qu'on configure de même que la version du code présent dans le boitier.

Par exemple le message "MSII Rev 2.88600" signifie : megasquirt II version (signateur) du code 2.88600. Ainsi dans le mémoire du logiciel megatune c'est cette version de code qui est attendue. Dans le cas où on connectera megatune à un boitier dont le code n'est pas de cette versions il serra impossible de configurer un tel boitier et un message d'erreur comme celui de la photo sera afficher. C'est ce qui avait bloqué les étudiants qui nous ont précedé dans leur travail sur le véhicule.

Pour remedier à ce problème il suffit de procéder comme suit :

Ouvrir le fichier de configuretion relatif au type de megasquirt situé { l'adresse

suivant

C:\Program Files\MegaSquirt\MegaTune2.25\mtCfg

Dans notre cas c'est le fichier megasquirt-II

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Une fois ouvert, aller au niveau de la ligne de Signature dans l'en-tête et saisir la bonne version (celle réellement présente dans le megasquirt)

Enregistrer la modification apportée au fichier puis fermer ce dernier. Fermer le logiciel megatune et le demarrer de nouveau.

Vous aurez alors accès au code présent dans le boitier et vous pourrez procéder aux configurations souhaitées comme nous l'avons fait et présenté avec détails dans le chapitre intitulé Procédure de programmation et de paramétrage des boitiers megasquirt. A la fin de la configuration du boitier, celui-ci était près pour une gestion efficiente du moteur. Nous avons donc procédé au lancement du moteur qui a démarré avec succès mais avec quelques ratés de combustion qui a été réparés avec quelques retouches du code en temps réel. Nous avons ensuite commencé l'installation des éléments didactiques que sont le simulateur de panne et le bornier de mesure à l'intérieure du véhicule. Cette opération permettra aux étudiants d'utiliser le véhicule pour les manipulations aux cours des Travaux Pratiques.

Ainsi nous avons déposé le bornier afin de souder les fils pour l'intégrer au circuit du système. De même le panneau de simulation de pannes qui était complètement démonté a été rénové puis installé dans le circuit. Le véhicule est donc fin prêt à servir pour le bien être des étudiants du Génie Industriel et Maintenance.

7. Suggestions et critiques.

Durant le temps passé { l'Institut Universitaire de Technologie de Lokossa, nous n'avons pas été confrontés { de grandes difficultés toute fois, dans le cadre de reprogrammation des boitiers megasquirt, nous avons rencontré des difficultés aux nombres desquelles nous pouvons citer :

L'état défectueux du micro-ordinateur portable dont dispose le laboratoire. En effet le clavier de cet ordinateur ne répond pas et l'écran présente des rayures. Ceci nous a donné du fils à retordre pendant la configuration du boitier. Aussi nous suggérons que l'on remplace cet ordinateur par un nouveau tout en s'assurant que ce dernier comporte le port série indispensable pour les connexion avec les boitiers électroniques qui gère les moteurs.

Réalisé par Christway Eben-Ezer Amen SAGBOHAN & Tchémagnihodé Sylvain ZINSOU
Pour l'obtention du diplôme de License Professionnelle

L'absence de point de connexion internet pour les étudiants sur l'Institut nous a gênés dans le bon déroulement du travail étant donné qu'on était contraint de nous rendre chaque fois en ville pour la recherche des informations sur les boitiers reprogrammables megasquirt et ses différents constituants. Ainsi une mise à disposition effective d'un point de connexion internet pour les étudiants de l'Institut serait un grand acquis pour le bon déroulement des programmes d'études surtout que l'Institut forme dans des filières technologiques et est engagé dans une démarche LMD.

Enfin, le laboratoire des moteurs { injection d'essence de l'Institut est un des rares dont dispose notre pays au niveau universitaire. Vue les richesses matérielles qui y sont conservées, il serait souhaitable qu'un technicien soit recruter par l'Institut afin de tenir l'ensemble des équipements en état de servir. Afin d'assurer la pérennité de la filière puisse que seul l'Institut forme dans domaine au niveau supérieur.

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"Nous voulons explorer la bonté contrée énorme où tout se tait"   Appolinaire