Comment fonctionne l'injection électronique EFI de Harley-Davidson

Les systèmes d'injection électronique font désormais partie de notre vie sur deux roues. Ils sont plus efficaces car ils produisent plus de puissance avec la même quantité de carburant, polluent moins et permettent au moteur de fonctionner avec une plus grande précision.
Nous allons expliquer de la manière la plus simple possible le fonctionnement de base de ces systèmes de plus en plus avancés.

Injecter du carburant
L'injection électronique ou EFI (Electronic Fuel Injection) remplace le carburateur dans sa mission d'alimenter le moteur avec le carburant nécessaire à son fonctionnement (en principe, le moteur reste le même et développera la même puissance brute, seule la manière de l'alimenter change).
Dans un système EFI, on distingue 3 parties fondamentales : la centrale, les capteurs et les actionneurs.

La centrale
Également appelée ECM ou ECU (Electronic Control Unit), c'est le cerveau du système. Il s'agit d'un petit ordinateur qui communique avec les autres composants de manière analogique (par tension) et aussi de façon numérique, via une sorte d'« internet » dont dispose la moto (pour plus de détails, vous pouvez lire cet autre article).

La fonction de la centrale est de déterminer quelle quantité de carburant et à quel moment précis doit être injectée dans chaque cylindre. Pour ce faire, elle analyse les informations qui lui parviennent des différents capteurs (température, tr/min, ouverture de l'accélérateur...) et les compare avec des tableaux ou des cartographies inscrits dans sa mémoire. Après avoir calculé la quantité et le moment exact, elle donne des ordres pour que les injecteurs s'ouvrent, permettant le passage de l'essence dans les cylindres. Elle se charge également de décider quand les bougies doivent émettre l'étincelle, en contrôlant l'allumage. Tout cela, plusieurs centaines de fois par seconde.

Capteurs ou inputs
Les capteurs se chargent de fournir toutes les informations dont l'ECU a besoin pour connaître les conditions dans lesquelles le véhicule (et son moteur) roule. Les principaux sont :

• CKP (Crankshaft Position) ou capteur de position du vilebrequin :

Situé sur le carter moteur, le capteur distingue des encoches usinées sur le vilebrequin et détermine sa vitesse de rotation, indiquant à la centrale la vitesse du moteur ou les tr/min.

• CMP (Camshaft Position) ou capteur de position de l'arbre à cames.

Il indique dans quelle phase se trouve le moteur (admission, compression, explosion ou échappement) grâce à la lecture de marques sur l'arbre à cames.

• MAP (Manifold Air Pressure) ou capteur de pression absolue du collecteur.

Il mesure la dépression dans le collecteur d'admission, indiquant à l'ECM la charge du moteur et l'air qui entre dans les cylindres.

• ET (Engine Temperature) ou capteur de température du moteur.

Situé sur la culasse ou le cylindre, ce capteur informe des degrés auxquels le moteur fonctionne ; ainsi, l'ECM sait si le moteur est froid ou à température de fonctionnement.

• TPS (Throttle Position Sensor) ou capteur de position de l'accélérateur.

À travers cet input, la centrale connaît le niveau d'ouverture de la poignée d'accélérateur du conducteur. Il est généralement situé près du papillon d'admission.

• IAT (Intake Air Temperature) ou capteur de température de l'air d'admission.

Il informe de la température ambiante de l'air extérieur grâce au capteur situé à l'entrée d'air.

• O2 Sensor ou sonde Lambda.

Situé dans l'échappement, ce capteur donne des informations sur la qualité de la combustion, permettant à l'ECM de savoir si le mélange est légèrement « riche » ou « pauvre » en temps réel.

• Knock Sensor ou capteur de cliquetis moteur.

C'est un minuscule "microphone" collé au bloc moteur qui offre à la centrale la capacité de distinguer les vibrations générées par une avance mal réglée, en temps réel, évitant ainsi des conséquences catastrophiques pour les composants internes.

• Baro sensor ou capteur barométrique

Il indique la pression atmosphérique et les variations d'altitude ; il n'est plus nécessaire de régler le carburateur si l'on se déplace du niveau de la mer vers un plateau, ou si les conditions atmosphériques changent.

• IAC (Idle Air Control)

C'est le moteur « pas à pas » de contrôle du ralenti.

Il ouvre ou ferme un passage d'air dans l'admission pour que le moteur se maintienne aux tr/min programmés. Par conséquent, pour baisser le régime de ralenti, il faut reprogrammer son tableau.

• Injecteurs

Ils fournissent la quantité d'essence exacte à chaque cylindre au moment précis.

Cette quantité est décidée par l'ECM et contrôlée en augmentant ou en diminuant le temps durant lequel ils restent ouverts.

• Bobine d'allumage

La bobine produit l'étincelle individuellement pour chaque cylindre au moment exact.

Ainsi, nous pouvons voir que l'ECM, en plus de contrôler l'injection, se charge aussi de l'avance et du réglage de l'allumage, automatiquement, en utilisant les informations fournies par les capteurs.

• Systèmes d'admission et d'échappement actifs

Ces valves ouvrent et ferment l'entrée d'air dans le filtre et la sortie dans l'échappement, elles sont utilisées pour pouvoir respecter la réglementation sur les émissions.

Si elles sont désactivées, il faut « le dire » à l'ECM, par programmation.

• TCA (Throttle Control Actuator)

Le moteur de contrôle de l'accélérateur se charge de l'ouverture du papillon d'admission dans les systèmes à accélérateur électronique.

Dans ce cas, l'accélérateur fonctionne comme une commande de « circuit électrique », envoyant un signal à l'ECM, et c'est elle qui se charge d'ouvrir ou de fermer le papillon via le moteur de contrôle.

Contrôle total
Bien que cela semble complexe, la réalité est qu'avec l'adoption des nouveaux systèmes de contrôle de l'injection, on peut avoir accès simultanément à la gestion de l'allumage, aux émissions, au freinage et à la sécurité actifs... tout cela sans duplication de composants et de manière totalement transparente au moment d'effectuer des diagnostics du système, ce qui simplifie son entretien.

Par exemple, avec l'aide des capteurs de freinage ABS, l'ECM (centrale) peut détecter si un glissement se produit lors de l'accélération et décider d'activer un système de contrôle de traction simplement en modifiant les sorties du TCA (accélérateur) et de la bobine (en modifiant l'allumage), sans besoin de pièces supplémentaires.
Un autre avantage dont on peut déjà profiter avec certaines centrales est l'adoption de différentes cartographies (Économique, Sportive, Ville, Mouillé...) et le changement du comportement du véhicule immédiatement par pression sur un bouton, ce qui permet d'obtenir une moto plus maniable, moins polluante et plus amusante.

Frank Burguera

#mecanicaharley