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L'automobile
nouvelles   04-08-2003   by Diagnostic avec OBD-II

Les ratés d’allumage


C_haentjens@sympatico.ca

Une des huit fonctions de surveillance automatique (monitoring) du module de commande du groupe motopropulseur (powertrain control module – PCM) du système OBD-II (on board diagnostic) est la surveillance des ratés d’allumage (missfire).

La surveillance automatique des ratés d’allumage du moteur est requise pour éviter les dégâts au convertisseur catalytique trifonctionnel (three way catalytic converter – TWC) et d’affecter la sonde à oxygène (oxygen sensor – O2S) du système de rétroaction (feed back), car l’essence imbrûlée se retrouverait dans un tel cas dans les gaz d’échappement et contribuerait à l’augmentation du niveau d’émissions polluantes.

Les ratés d’allumage sont définis comme un manque de combustion dans un cylindre causé par l’absence d’étincelle à la bougie, d’un mélange air-essence trop pauvre, d’un manque de compression ou d’autres causes.

Le contrôle des ratés d’allumage doit se faire dans toutes les conditions réelles de régime et de charge (vitesse de croisière, accélération et ralenti). Le diagnostic doit faire la différence entre les ratés de cylindres simples ou multiples. Si un seul cylindre est à l’origine des ratés, le diagnostic doit l’identifier. Il doit aussi déterminer les conditions dans lesquelles se produisent les ratés.

Principe de diagnostic
Le diagnostic de contrôle des ratés d’allumage se base sur le principe qu’en cas de ratés d’allumage, le vilebrequin (crankshaft) ralentit momentanément. Le diagnostic réagit aux ratés qui endommagent le convertisseur catalytique trifonctionnel pendant les 200 révolutions du vilebrequin qui suivent.

Le capteur de position du vilebrequin (crankshaft position sensor – CKP sensor) et le module de commande de gestion du groupe motopropulseur constituent les éléments composants du système de détection de ratés d’allumage. En plus d’identifier la position du vilebrequin en vue de l’injection d’essence et du point d’allumage au module de commande du groupe motopropulseur, le capteur fournit à ce dernier une information précise au sujet du régime de rotation du vilebrequin en vue de la détection des ratés d’allumage.

En fonctionnement normal, le régime de rotation du vilebrequin augmente légèrement pendant le «temps moteur» (power stroke) du cylindre, puis ralentit légèrement jusqu’à ce que survienne le prochain temps moteur. Il en résulte un tracé caractéristique influencé par les changements au régime de rotation à mesure que chacun des cylindres atteint son temps moteur, tracé que reconnaît le module de commande du groupe motopropulseur en tant que fonctionnement normal.

Si un cylindre éprouve un raté d’allumage, l’augmentation du régime de rotation du vilebrequin qui survient normalement lors du temps moteur n’a pas lieu. Le régime a même tendance à ralentir un peu plus qu’à l’accoutumée (jusqu’au prochain temps moteur). Le module de commande du groupe motopropulseur interprète ce changement par rapport au tracé normal comme un raté d’allumage. Se référer au graphique illustrant le signal du capteur de position du vilebrequin.

Les vibrations mécaniques comme celles causées par une route en mauvais état ou un moteur tournant rapidement sous faible charge peuvent causer des détections erronées de ratés. Pour remédier aux problèmes de détection de ratés sur route accidentée ou de régimes élevés du moteur sous faible charge, le module de commande du groupe motopropulseur neutralise le diagnostic à partir de son analyse des variations d’amplitudes des signaux du capteur de position du vilebrequin.

Les ratés d’allumage de chaque cylindre, ainsi que le total des ratés décelés, sont évalués sur une période de 200 à 1 000 révolutions du vilebrequin. Il existe trois types ou degrés de ratés d’allumage, A, B ou C lesquels sont les suivants :

Les ratés d’allumage de type «A»
Ce sont des ratés graves qui peuvent entraîner l’endommagement immédiat du convertisseur catalytique trifonctionnel. Le degré de ratés est évalué sur une période de 200 révolutions du vilebrequin dans des conditions courantes de fonctionnement (régime et charge du moteur, température du liquide de refroidissement).

Les ratés d’allumage de type «B»
Les ratés de type «B» feront en sorte que le niveau d’émissions excédera une fois et demi les normes fédérales (Federal Test Procedure – FTP) établies aux fins d’homologation. Ce genre de ratés ne peut pas endommager le convertisseur catalytique trifonctionnel, mais provoquerait un excès d’émissions polluantes à l’échappement. Le degré de ratés est évalué sur une période de 1 000 tours du vilebrequin.

Les ratés d’allumage de type «C»
Le type « C » fait en sorte que le véhicule échouerait un test antipollution obligatoire (Inspection Maintenance – I/M). Le degré de ratés d’allumage de type «C» est également évalué sur une période de 1 000 tours du vilebrequin tout comme les ratés de type «B».

Si des ratés d’allumage de type «A» surviennent, le témoin d’anomalie (malfunction indicator lamp – MIL) doit clignoter une fois par seconde pendant que se produisent les ratés. Si les ratés d’allumage cessent, le témoin reste allumé et le module de commande du groupe motopropulseur enregistre en mémoire, dès la détection de ratés, un code d’anomalie (diagnostic trouble code – DTC) pour le diagnostic. Le clignotement du témoin sert à dissuader le conducteur d’utiliser le véhicule dans ces conditions (il doit ralentir), avant d’endommager le convertisseur catalytique trifonctionnel. Le témoin s’éteint après trois cycles de conduite ou parcours consécutifs sans que des ratés d’allumage de type «A» ne se soient produits dans les mêmes cylindres et dans des conditions de conduite similaires ou semblables (régime à +/-375 tr/mn et charge +/-10 %). Le code est effacé après 40 cycles de réchauffement consécutifs sans production de ratés d’allumage de type «A», lorsque le témoin a été éteint pour ce genre de défaillance.

Et maintenant, un peu de concentration
Si des ratés d’allumage de type «B» ou «C» surviennent, le module de commande du groupe motopropulseur enregistre en mémoire un code d’anomalie provisoire, nommé code de maturation (pending code), ainsi que les conditions de fonctionnement (données) au moment de la défaillance pour «l’image-écran» (freeze frame) de l’analyseur de diagnostic. Si les ratés d’allumage surviennent à nouveau au cours du cycle de conduite suivant (dans deux parcours consécutifs), la défaillance a «mûri», le témoin d’anomalie s’allume et un code est enregistré en mémoire sans considération du régime, de charge et de température de liquide de refroidissement du moteur. Le témoin doit être aussi allumé en cas de défaillance pendant deux parcours non consécutifs (l’intervalle ne doit pas dépasser 80 parcours), dans des conditions similaires de régime, de charge et de température du liquide de refroidissement du moteur. Si les ratés d’allumage sont détectés pendant deux parcours consécutifs, le témoin s’allume. Le témoin s’éteint après trois cycles de conduite consécutifs sans raté d’allumage dans les mêmes cylindres et dans des conditions de conduite similaires. Le code est effacé après 40 cycles de réchauffement consécutifs sans ratés d’allumage de type «B» ou «C», lorsque le témoin a été éteint pour ce genre de défaillance.

Si un seul cylindre éprouve un problème de ratés d’allumage, le module de commande du groupe motopropulseur peut déterminer le numéro du cylindre en cause et mémoriser un code d’anomalie de diagnostic l’indiquant. Toutefois, si plusieurs cylindres éprouvent des ratés d’allumage, le module de commande du groupe motopropulseur ne peut identifier les cylindres fautifs et enregistre en mémoire un code d’anomalie général indiquant des ratés d’allumage.

Quand ça plante…
Le diagnostic de ratés fonctionne en continu, mais il peut être invalidé dans l’un des cas suivants:
¿ le régime du moteur est trop élevé
¿ il y a déjà présence d’un code d’anomalie de diagnostic en mémoire
¿ la route est en mauvais état.

Quelquefois, des ratés d’allumage peuvent survenir sous certaines conditions de conduite lesquelles font allumer le témoin d’anomalie sans raison apparente de défaillance causant ces ratés. Les conditions à identifier sont les suivantes:
¿ l’humidité
¿ le bas niveau d’essence du réservoir
¿ un changement des vitesses incorrect
¿ le remorquage d’une charge
¿ une qualité inférieure de l’essence
¿ la conduite prolongée sur une route en mauvaise état.

Les ratés d’allumage pourraient être causés par des défaillances de composants suivants:
¿ les bougies et leur fil haute tension
¿ les bobines d’allumage
¿ le capteur de position du vilebrequin
¿ la courroie crantée de distribution (timing belt)
¿ les poulies crantées
¿ les segments usés
¿ les soupapes usées
¿ le joint de culasse (head gasket)
¿ la culasse fissurée
¿ le filtre et les canalisations d’essence
¿ le rail de distribution d’essence
¿ la pompe à essence électrique
¿ le régulateur de pression à essence
¿ les injecteurs
¿ les conduits et le pot d’échappement
¿ le convertisseur catalytique trifonctionnel
¿ le relais de la pompe à essence
¿ les conducteurs et les connecteurs électriques
¿ le vilebrequin.

Avec ces indications, vous ne risquez pas de « rater » votre prochain diagnostic !

À ne par rater dans le prochain numéro : la surveillance du rendement du convertisseur catalytique trifonctionnel par le module de commande du groupe motopropulseur.