Rapport technique sur les capteurs FAE pour la gestion du moteur

19-09-2019 - Reportages

Gestion du moteur. Les 5 sens de la ECU.

Si le cœur de la voiture est le moteur, on pourrait dire que l’unité de commande électronique est le cerveau. En effet, depuis l'irruption de l'électronique dans le secteur automobile, l’unité de commande électronique ou ECU (Engine Control Unit) est chargée de contrôler le fonctionnement du moteur. Et ceci plus que jamais, puisqu’au départ, il contrôlait uniquement le dosage du carburant, permettant de réduire la consommation et les émissions par rapport à ses prédécesseurs comme le carburateur et la pompe à injection.
 

1. Quelle est la fonction de la ECU ?
2. Comment contrôle-t-elle  le temps d'allumage et d'injection ? 3. Capteur de pression de collecteur ou MAP (Manifold Pressure Sensor). 5. Comment la température du moteur est-elle contrôlée ?
6. Comment la recirculation des gaz d'échappement est-elle contrôlée dans les moteurs diesel ?
7. Comment la pression d'un turbocompresseur est-elle contrôlée ?
 
 
1. QUELLE EST LA FONCTION DE LA ECU?

Elle est actuellement chargée de la coordination et du contrôle des paramètres du moteur, tels que la synchronisation de l'allumage, le carburant injecté, le régime moteur, le régime de ralenti et même la température, assurant ainsi le rendement économique et écologique du moteur.
La ECU a préchargé dans son programme les paramètres du fonctionnement idéal du moteur et les directives de réglage, pour qu'elle fonctionne toujours dans les meilleures conditions possibles. Les unités de commande travaillent en comparant ces paramètres avec les signaux qu'elles reçoivent des différents capteurs électroniques installés dans le moteur, en calculant l'écart au moyen d'un système de contrôle simultané.


 
L'unité de commande, sans le travail effectué par ces capteurs, ne pourrait pas contrôler le fonctionnement du moteur. Et si au début du rapport nous parlions du cœur et du cerveau, nous pourrions aussi dire que les capteurs sont comme les 5 sens de la ECU. Ils sont comme nos yeux, nos oreilles ou notre peau. Ils détectent toutes les sensations, telles que les impulsions magnétiques ou électriques, les variations de température, la quantité et la richesse de l'air, etc.
Et, en fonction des signaux reçus par l'unité de commande, elle agira en suivant les paramètres de sa mémoire interne et régulera le fonctionnement du moteur, en envoyant un signal aux différentes parties du moteur pour optimiser les fonctions suivantes, entre autres :
 

2. COMMENT CONTRÔLER LE TEMPS D’ALLUMAGE ET D’INJECTION ?
 
La ECU  doit déterminer la position des pistons et des soupapes avant de commencer le processus d'allumage, et déterminer quand envoyer l'étincelle et maintenir l'impulsion de l'injection pour éviter que le piston, les bielles et les soupapes ne s'effondrent, endommageant ainsi sérieusement le moteur.
A cet effet, la ECU  a besoin de capteurs d'impulsions qui contrôlent la position du vilebrequin et de l'arbre à cames.
 
2.1 Capteur de position du vilebrequin - CKP (Crankshaft Position Sensor) FAE.
Il est chargé de vérifier la position de l'axe du vilebrequin et il est utilisé par la ECU pour calculer les révolutions et la position du vilebrequin et pour contrôler les temps d'allumage et d'injection.
 
 



 
2.2 Capteur de position d'arbre à cames - CMP (Camshaft Position Sensor) FAE.
Il contrôle la position du premier cylindre et détermine quand il se trouve au point mort haut afin de démarrer le processus d'allumage.
 
 



 
2.3 Capteur de vitesse (Speed Sensor) FAE.
Il contrôle le régime moteur et les points de changement de vitesses de la boîte de vitesses.
 
 
 




 
FAE fabrique ces familles de capteurs, en produisant dans ses usines, à la fois l'injection de boîtiers en plastique, en utilisant les meilleurs matériaux disponibles, et l'enroulement interne du capteur, avec des tolérances d'inductance plus strictes que celles de ses concurrents. Grâce à la vaste gamme de références de capteurs FAE, ils font partis des plus vendus sur le marché de l’aftermarket.
 
3. COMMENT CONTRÔLER L'INJECTION DE CARBURANT ?
Ce contrôle augmente considérablement l'efficacité de la combustion, ce qui se traduit par une réduction de la consommation de carburant et des émissions nocives. Pour ce faire, il reçoit des signaux de nombreux capteurs électroniques tels que :
 
3.1 Capteur de pression absolue- MAP (Manifold Absolute Pressure Sensor) FAE.
Contrôle la pression d'admission d’air.
 
 
 
 



3.2 Sonde lambda FAE.
Contrôle la quantité d'oxygène présente dans la combustion et le fonctionnement du catalyseur.
 
 
 



 
3.3 Capteur de température d’admission d’air FAE.
 
 
 
 



 
3.4 Capteur de température du liquide de refroidissement FAE.
 
 
 




 
Dans cette section, si importante pour le fonctionnement du moteur, FAE se consacre pleinement à fournir une large gamme de produits.
FAE fabrique les capteurs de pression MAP dans une Salle ESD (Electrostatic Discharge) qui est déchargée d'électricité statique et qui dispose d’un système d'assemblage et de protection automatisé de pointe.
C’est dans la Salle Blanche, une autre salle spéciale de FAE, que sont fabriqués les capteurs céramiques qui vont à l'intérieur des Sondes lambda. La salle blanche de 700 m2 est une pièce exempte de poussière et de particules, où une température et une humidité constantes sont assurées avec un air totalement propre, pour ne pas contaminer les capteurs pendant la fabrication.
 
 
4. COMMENT CONTRÔLER LE CLIQUETIS DU MOTEUR ?

Les combustions acycliques non contrôlées provoquent une température élevée à l'intérieur du cylindre. Ce phénomène soumet les composants du moteur tels que les pistons, les soupapes et les culasses à un niveau de contrainte élevé. Ces capteurs piézoélectriques FAE permettent d'optimiser au maximum le point d'allumage des moteurs essence et diesel, en travaillant au plus près du point idéal, en variant l'avance à l'allumage en fonction des besoins de chaque instant, et en évitant l'effet cliquetis des pistons du moteur.
FAE fabrique les capteurs de cliquetis Knock avec des matériaux de grande qualité pour les boîtiers. Ils sont complètement isolés des signaux externes qui fournissent une grande précision à leur mesure.
 

5. COMMENT CONTRÔLER LA TEMPÉRATURE DU MOTEUR ?

Pour que le moteur fonctionne efficacement et pour garantir une longue durée de vie aux matériaux qui se trouvent à l’intérieur, l'unité de commande contrôle, à la fois, que le moteur fonctionne à froid le moins longtemps possible (lorsque nous démarrons la voiture, par exemple) et qu'il fonctionne en injectant plus de carburant pour produire une combustion plus riche. Elle garantit également que la température du moteur ne dépasse pas la température de fonctionnement idéale afin d'éviter toute surchauffe du moteur avec les conséquences que cela comporte.
 Tout cela est contrôlé par le capteur de température du liquide de refroidissement. Capteur qui est fabriqué par FAE depuis 1952 avec une vaste gamme présente sur le marché.

 
 

6. COMMENT CONTRÔLER LA RECIRCULATION DES GAZ D'ÉCHAPPEMENT DANS LES MOTEURS DIESEL ?

La ECU vérifie ainsi le bon fonctionnement du filtre à particules et le régénère pour assurer un fonctionnement correct. L’EGPS (Exhaust Gas Pressure Sensor) ou capteur de pression des gaz d’échappement, contrôle la pression différentielle entre les gaz entrant dans le filtre à particules. FAE fabrique ces capteurs depuis 2013, où elle est pionnière de cette famille de produits sur le marché de l’aftermarket. Les EGPS sont fabriqués selon des contrôles de qualité stricts dans la salle ESD dont nous avons déjà parlée.

7. COMMENT CONTRÔLER LA PRESSION D'UN TURBOCOMPRESSEUR ?

Lorsque le capteur de pression de suralimentation du turbo FAE détecte que la pression de suralimentation a augmenté jusqu'à la valeur maximale, la ECU règle la soupape de pression en faisant passer une partie des gaz d'échappement directement dans le tuyau d'échappement, sans passer par la turbine du turbo, limitant la pression dans le collecteur d'admission. Capteur MAP de pression de suralimentation FAE qui mesure des plages de pression jusqu'à 400 kPa et permet à l'unité de commande de mesurer et de contrôler la quantité d'air comprimé dans le tuyau d'admission.