Les moteurs installés sur les véhicules Renault Duster sont équipés d'un système de gestion électronique du moteur à injection répartie de carburant.
Ce système assure le respect des normes modernes en matière de toxicité des émissions et d'évaporation tout en conservant des qualités routières élevées et une faible consommation de carburant.
Le dispositif de commande du système est le calculateur électronique de gestion du moteur (ECU).
À partir des informations reçues des capteurs, le calculateur calcule les paramètres de régulation de l'injection de carburant et de commande de l'angle d'avance à l'allumage.
En outre, conformément à l'algorithme intégré, le calculateur commande le fonctionnement du moteur électrique du ventilateur du système de refroidissement du moteur et l'embrayage électromagnétique d'enclenchement du compresseur de climatisation, assure la fonction d'autodiagnostic des éléments du système et informe le conducteur des pannes survenues.
En cas de défaillance de certains capteurs et actionneurs, le calculateur active des modes de secours assurant la capacité de fonctionnement du moteur.
La quantité de carburant fournie par les injecteurs est déterminée par la durée du signal électrique du calculateur.
Le calculateur électronique suit les données sur l'état du moteur, calcule le besoin en carburant et détermine la durée nécessaire de fourniture de carburant par les injecteurs (durée du signal).
Pour augmenter la quantité de carburant fournie, la durée du signal augmente, et pour diminuer la fourniture de carburant, elle diminue.
Le système de gestion du moteur, outre le calculateur électronique, comprend des capteurs, des actionneurs, des connecteurs et des fusibles.
Calculateur électronique de gestion
Le calculateur (contrôleur) est relié par des fils électriques à tous les capteurs du système.
Recevant d'eux des informations, le calculateur effectue des calculs conformément aux paramètres et à l'algorithme de gestion stockés dans la mémoire du dispositif de mémoire morte programmable (PROM) et commande les actionneurs du système.
La variante du programme écrite dans la mémoire PROM est désignée par un numéro attribué à cette modification du calculateur.
Le calculateur détecte la panne, identifie et mémorise son code, même si la défaillance est intermittente et disparaît (par exemple en raison d'un mauvais contact).
Le témoin de panne du système de gestion du moteur au tableau de bord s'éteint 10 s après le rétablissement du fonctionnement de l'organe défaillant.
Après la réparation, le code de panne stocké dans la mémoire du calculateur doit être effacé.
Pour ce faire, coupez l'alimentation du calculateur pendant 10 s (retirez le fusible du circuit d'alimentation du calculateur électronique ou débranchez le fil de la borne « moins » de la batterie).
Le calculateur alimente en courant continu sous 5 et 12 V divers capteurs et interrupteurs du système de gestion.
Comme la résistance électrique des circuits d'alimentation est élevée, la lampe témoin reliée aux bornes du système ne s'allume pas.
Pour déterminer la tension d'alimentation aux bornes du calculateur, il convient d'utiliser un voltmètre dont la résistance interne est d'au moins 10 MΩ.
Le calculateur électronique commande le système d'antidémarrage. Le calculateur n'est pas réparable, c'est pourquoi en cas de défaillance il doit être remplacé.
Le nombre et la marque des composants électroniques du système de gestion du moteur dépendent de la configuration du véhicule, du groupe motopropulseur installé.
Les schémas des systèmes de gestion des moteurs K4M et F4R sont présentés à la fin de l'article.
Le capteur de position du vilebrequin est destiné à synchroniser le fonctionnement du calculateur électronique de gestion du moteur avec la position angulaire du vilebrequin.
Le fonctionnement du capteur est basé sur l'effet Hall.
Sur la figure 2 — le capteur de vilebrequin du moteur K4M.
Sur la figure 3 — le capteur de position du vilebrequin du moteur F4R.
Le capteur est installé à l'avant du carter d'embrayage au-dessus de la couronne de démarrage sur le volant moteur.
La couronne de démarrage est une roue dentée.
Lors de la rotation du vilebrequin, les dents du volant moteur modifient le champ magnétique du capteur, induisant des impulsions de tension alternative.
Le calculateur, d'après les signaux du capteur, détermine la fréquence de rotation du vilebrequin et émet des impulsions vers les injecteurs.
En cas de défaillance du capteur, le démarrage du moteur est impossible.
Le capteur de position d'arbre à cames (phase) (uniquement sur le moteur F4R) de type inductif est installé à l'arrière de la culasse.
Lors de la rotation de l'arbre à cames d'admission, les saillies sur son tourillon avant modifient le champ magnétique du capteur, induisant des impulsions de tension alternative.
Les signaux du capteur sont utilisés par le calculateur pour organiser l'injection séquentielle de carburant conformément à l'ordre de fonctionnement des cylindres, ainsi que pour commander la variation des phases de distribution en fonction du régime du moteur.
En cas de panne dans le circuit du capteur de position d'arbre à cames, le calculateur enregistre son code en mémoire et allume le témoin lumineux.
Le capteur de température du liquide de refroidissement est installé dans le boîtier du répartiteur d'eau du système de refroidissement du moteur.
L'élément sensible du capteur est une thermistance dont la résistance électrique varie inversement à la température.
À basse température du liquide de refroidissement (−20 °C), la résistance de la thermistance est d'environ 15 kΩ, lorsque la température monte à +80 °C, la résistance diminue jusqu'à 320 Ω.
Le calculateur électronique alimente le circuit du capteur de température en une « tension de référence » constante.
La tension du signal du capteur atteint sa valeur maximale sur un moteur froid et diminue au fur et à mesure de son échauffement.
D'après la valeur de la tension, le calculateur détermine la température du moteur et en tient compte lors du calcul des paramètres de réglage de l'injection et de l'allumage.
En cas de défaillance du capteur ou de perturbations dans son circuit de raccordement, le calculateur établit un code de panne et le mémorise.
Dans le corps du capteur est également installée une thermistance supplémentaire pour commander l'indicateur de température du liquide de refroidissement au tableau de bord.
Le capteur de position du papillon est installé uniquement sur le moteur K4M.
Le capteur de position du papillon est installé sur le corps du boîtier papillon et est relié à l'axe du papillon.
Le capteur est un potentiomètre, à une extrémité duquel est appliqué le « plus » de la tension d'alimentation (5 V), et l'autre extrémité est reliée à la « masse ».
De la troisième borne du potentiomètre (du curseur) part le signal de sortie vers le calculateur électronique.
Lorsque le papillon tourne (sous l'effet de l'action sur la pédale de commande), la tension à la sortie du capteur change.
Papillon fermé, elle est inférieure à 0,5 V. Lorsque le papillon s'ouvre, la tension à la sortie du capteur augmente ; papillon complètement ouvert, elle doit être supérieure à 4 V.
En suivant la tension de sortie du capteur, le calculateur corrige l'alimentation en carburant en fonction de l'angle d'ouverture du papillon (c'est-à-dire selon le désir du conducteur).
Le capteur de position du papillon ne nécessite pas de réglage, car le calculateur perçoit le ralenti (c'est-à-dire la fermeture complète du papillon) comme le repère zéro.
Le capteur de concentration d'oxygène de commande est utilisé dans le système d'injection à boucle fermée et est installé sur le collecteur d'échappement.
Pour corriger les calculs de durée des impulsions d'injection, on utilise l'information sur la présence d'oxygène dans les gaz d'échappement.
L'oxygène contenu dans les gaz d'échappement réagit avec le capteur, créant une différence de potentiel à la sortie du capteur.
Elle varie approximativement de 0,1 V (forte teneur en oxygène — mélange pauvre) à 1 V (faible teneur en oxygène — mélange riche).
En suivant la tension de sortie du capteur de concentration d'oxygène, le contrôleur détermine quelle commande de correction de la composition du mélange de travail envoyer aux injecteurs.
Si le mélange est pauvre (faible différence de potentiel à la sortie du capteur), le contrôleur donne l'ordre d'enrichir le mélange ; si le mélange est riche (forte différence de potentiel) — d'appauvrir le mélange.
La sonde lambda est un capteur vulnérable dans le système d'injection du véhicule.
Sa durée de vie est de 20 à 80 mille km selon la qualité de l'essence et de l'huile dans le moteur, les conditions d'exploitation.
Selon la recommandation de l'usine, elle doit être remplacée tous les 75 mille km de parcours du véhicule.
Quelques pleins d'essence au plomb peuvent « empoisonner » les électrodes du capteur.
En cas de capteur de concentration d'oxygène défaillant, le calculateur passe en mode où sa tension n'est pas prise en compte pour la détermination des paramètres du mélange.
Le calculateur continue à commander la composition du mélange en tenant compte de la température et des paramètres des autres capteurs.
Le capteur de concentration d'oxygène de diagnostic fonctionne selon le même principe que le capteur de commande.
Le signal produit par le capteur de concentration d'oxygène de diagnostic indique la présence d'oxygène dans les gaz d'échappement après le pot catalytique.
Si le pot catalytique fonctionne normalement, les indications du capteur de diagnostic différeront sensiblement des indications du capteur de commande.
Le capteur de cliquetis est fixé à la partie latérale du bloc-cylindres dans la zone entre le 2e et le 3e cylindre et capte les vibrations anormales (chocs de cliquetis) dans le moteur.
L'élément sensible du capteur de cliquetis est une plaquette piézo-céramique.
Lors du cliquetis, des impulsions de tension sont générées à la sortie du capteur, qui augmentent avec l'intensité des chocs de cliquetis.
Le calculateur électronique, d'après le signal du capteur, régule l'avance à l'allumage pour éliminer les explosions de carburant dues au cliquetis.
Capteur de vitesse du véhicule
En cours de fonctionnement, le calculateur utilise également les données sur la vitesse du véhicule, obtenues du capteur de vitesse.
Le capteur est installé sur la boîte de vitesses.
Le principe de fonctionnement du capteur est basé sur l'effet Hall.
Le capteur délivre au calculateur électronique des impulsions de tension rectangulaires de fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation des roues motrices.
Le capteur de pression absolue dans le récepteur convertit le degré de dépression dans le récepteur en variation de tension électrique, d'après la valeur de laquelle le calculateur établit les paramètres de fonctionnement du moteur.
Le capteur est installé sur le récepteur.
La tension de sortie du capteur varie en fonction de la pression dans le tube d'admission — de 4,0 V (papillon complètement ouvert) à 0,79 V (papillon fermé).
Moteur arrêté, le calculateur détermine la pression atmosphérique d'après la tension du capteur et adapte les paramètres de régulation de l'injection à l'altitude concrète au-dessus du niveau de la mer.
Les valeurs de pression atmosphérique stockées en mémoire sont périodiquement actualisées lors d'un déplacement régulier du véhicule et lors de l'ouverture complète du papillon.
L'électrovanne du système de variation des phases de distribution (uniquement sur le moteur F4R) est installée dans la culasse du moteur.
La vanne régule la pression d'huile fournie à l'actionneur de variation de phases, installé à l'extrémité avant de l'arbre à cames des soupapes d'admission.
Le système réalise un réglage optimal des phases de distribution, en les modifiant dans toute la plage des valeurs de fréquence et de charge du moteur, ce qui augmente la puissance et le couple à tout régime de vitesse.
À l'arrêt du moteur, la pression d'huile fait déplacer le tiroir de la vanne de commande dans la position correspondant à la phase de distribution la plus tardive.
La vanne de commande s'actionne sur le signal du calculateur de gestion du moteur et fournit l'huile soit à la chambre de retard, soit à la chambre d'avance, avec variation continue des phases de distribution respectivement soit vers leur avance, soit vers leur retard.
Le capteur de température de l'air dans le tube d'admission a la même conception que le capteur de température du liquide de refroidissement.
On y utilise également une thermistance dont la résistance varie en fonction de la température. Le calculateur applique en permanence une tension au capteur.
La tension du signal du capteur est maximale lorsque l'air dans le tube d'admission est froid et diminue au fur et à mesure que sa température augmente.
D'après la valeur de la tension, le calculateur apporte des corrections lors du calcul de l'angle d'avance à l'allumage.
Également, pour maintenir des régimes de fonctionnement optimaux du moteur dans différentes conditions, le calculateur utilise les signaux du capteur de position de la pédale d'embrayage (véhicule à boîte de vitesses manuelle) ou des capteurs de la boîte automatique, de l'interrupteur de signal de freinage, des capteurs de vitesse de rotation des roues (ABS).
D'après les signaux du capteur de position de la pédale d'embrayage et de l'interrupteur de signal de freinage, le calculateur distingue la position enfoncée et non enfoncée des pédales.
Pédale d'embrayage enfoncée, le calculateur limite la fourniture de carburant dans les cylindres.
La prise de diagnostic sert à extraire de la mémoire du calculateur les codes de pannes détectées lors du fonctionnement du système de gestion du moteur.
Elle se trouve dans l'habitacle, dans la boîte à gants sur sa paroi arrière.
Par cette prise sont lus les principaux paramètres de fonctionnement du moteur suivants :
- mode de fonctionnement du système de correction de carburant ;
- charge calculée sur le moteur ;
- température du liquide de refroidissement ;
- pression de carburant dans le système d'alimentation ;
- pression d'air dans le tube d'admission ;
- régime du moteur ;
- vitesse du véhicule (en déplacement — avec un dispositif de balayage portable connecté) ;
- angle d'avance à l'allumage ;
- température de l'air aspiré ;
- débit d'air ;
- position du papillon ;
- données des capteurs de concentration d'oxygène.
Avant de déposer tout organe du système de gestion de l'injection de carburant, débranchez le fil de la borne « moins » de la batterie.
Ne démarrez pas le moteur si les cosses des fils sur la batterie sont mal serrées.
Ne débranchez jamais la batterie du réseau de bord du véhicule lorsque le moteur tourne.
Lors de la charge de la batterie, débranchez-la du réseau de bord du véhicule.
N'exposez pas le calculateur à une température supérieure à 65 °C en état de fonctionnement et supérieure à 80 °C — à l'arrêt (par exemple, dans une chambre de séchage).
Ne débranchez pas du calculateur et ne raccordez pas à celui-ci de fils lorsque le contact est mis.
Avant d'effectuer des travaux de soudage électrique sur le véhicule, débranchez les fils de la batterie et les connecteurs du faisceau de câbles du calculateur.
Effectuez toutes les mesures de tension avec un voltmètre numérique dont la résistance interne est d'au moins 10 MΩ.
Les composants électroniques utilisés dans le système d'injection de carburant sont conçus pour une très faible tension, c'est pourquoi ils peuvent facilement être endommagés par une décharge électrostatique.
Afin d'éviter d'endommager le calculateur, ne touchez pas ses bornes avec les mains.
Le schéma du système de gestion du moteur K4M est présenté à la figure 16.
Le schéma du système de gestion du moteur F4R est présenté à la figure 17.
