FR2935445A1 - Procede de surveillance d'une installation d'alimentation en carburant d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Procédé de surveillance d'une installation d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne selon lequel : au moins une pompe (110, 125) transfert le carburant d'une pompe basse pression à une zone haute pression pour ensuite le doser à l'aide d'injecteurs (131) dans le moteur à combustion. On saisit une ou plusieurs grandeurs caractérisant la puissance d'une pompe d'alimentation (110) et on compare à des valeurs de seuil prédéfinies, et à partir de la comparaison, on conclut à un écart par rapport à l'état normal prédéfini dans la zone basse pression.

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de surveillance d'une installation d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne selon lequel au moins une pompe transfère le carburant d'une pompe basse pression à une zone haute pression pour ensuite le doser à l'aide d'injecteurs dans le moteur à combustion. L'invention concerne également un programme d'ordinateur et un produit programme d'ordinateur avec un code programme enregistré sur un support lisible par une machine et permettant la mise en oeuvre du procédé. Etat de la technique Dans le cas de véhicules dans lesquels le carburant est injecté à pression élevée dans la chambre de combustion à l'aide d'injecteurs, en particulier dans le cas de moteurs Diesel, on utilise des systèmes d'alimentation en carburant équipés d'une pompe d'alimentation électrique pour transférer le carburant du réservoir vers le système d'injection. L'installation de transfert ou d'alimentation en carburant est divisée en une zone basse pression et une zone haute pression. Le carburant est tout d'abord transféré par la pompe de la plage basse pression à la plage haute pression dans laquelle il y a une pompe haute pression qui génère une pression élevée. Il est nécessaire de surveiller l'installation d'alimentation en carburant pour contrôler son fonctionnement, notamment l'existence d'une fuite ou encore l'obturation de filtres ou éléments analogues.

Dans le cas de gazoles de tels filtres à carburant peuvent en effet s'encombrer de paraffine. De plus, on peut avoir des fuites dans l'installation d'alimentation en carburant, notamment dans le système des conduites. Le document DE 196 14 884 Al décrit un procédé et un dispositif de gestion d'un moteur à combustion. Selon ce document, le carburant est transféré par au moins une pompe, de la zone basse pression à la zone haute pression. De là, les injecteurs dosent le carburant dans le moteur à combustion interne. En cas de défaut dans la zone haute pression, les premiers moyens fournissent un signal de défaut. Des seconds moyens génèrent un signal de pression dépendant

2 de la pression régnant dans la zone basse pression. Le signal de défaut et le signal de pression sont traités pour détecter le défaut. On ne conclut pas à un défaut si la pression dans la zone basse pression est inférieure à un seuil. La saisie de la pression se fait à l'aide d'un capteur de pression installé dans la zone basse pression. Ce procédé et ce dispositif permettent notamment de distinguer les défauts dans la zone basse pression et dans la zone haute pression. Cela permet par exemple de conclure que le réservoir est vide ou de tenir compte d'autres perturbations du côté basse pression évitant ainsi les diagnostics erronés dans la zone haute pression. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de surveillance d'une installation de carburant d'un moteur à combustion, de façon à permettre avec des moyens simples, notamment sans utiliser de capteurs supplémentaires tels que des capteurs de pression, d'assurer la surveillance et le contrôle de l'installation d'alimentation en carburant pour en déterminer l'aptitude au fonctionnement. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on saisit une ou plusieurs grandeurs caractérisant le débit d'une pompe d'alimentation, on compare à des valeurs de seuil prédéfinies, et à partir de la comparaison, on conclut à un écart par rapport à l'état normal prédéfini dans la zone basse pression. L'idée de base de l'invention consiste à saisir une grandeur caractérisant le débit de la pompe d'alimentation et de comparer cette grandeur à des valeurs de seuil, comparables et, partant de cette comparaison, surveiller l'état dans la zone basse pression en détectant un écart par rapport à l'état de fonctionnement normal. Cette solution a l'avantage de ne nécessiter aucun capteur supplémentaire, bien plus, à partir du seul débit de la pompe, on peut savoir si l'installation d'alimentation en carburant fonctionne correctement ou si par exemple le filtre est bouché, s'il y a une fuite ou un incident analogue.

3 Selon d'autres caractéristiques avantageuses, comme grandeur caractérisant le débit de la pompe d'alimentation, on saisit l'intensité du courant électrique dans la pompe d'alimentation, et à partir de celle-ci, on conclut à la contrepression appliquée à la pompe d'alimentation dans la zone basse pression. La saisie de l'intensité du courant est possible d'une manière techniquement simple. Le courant électrique reçu et la contrepression du carburant dans la zone basse pression sont des grandeurs caractérisant le fonctionnement de l'installation d'alimentation en carburant.

Selon un développement préférentiel de l'invention, pour surveiller la zone basse pression, si l'intensité du courant ou la contrepression dépassent des valeurs de seuil prédéfinies, on saisit une grandeur caractérisant la température du carburant, et alors : - si la grandeur caractérisant la température du carburant dépasse une valeur de seuil prédéfinie, on conclut que le filtre est encombré de particules, et - si la température de la grandeur caractérisant le carburant ne dépasse pas la valeur limite prédéfinie, on conclut à une variation de la consistance du carburant, notamment au développement de paraffine dans le gazole. Ce développement distingue outre un défaut de fonctionnement lié à une modification de la consistance du carburant, notamment du fait du développement de paraffine dans gazole pour des températures extérieures basses, et un fonctionnement défectueux lié à l'encrassage, c'est-à-dire des particules chargées bouchant le filtre dans la zone basse pression. On peut en outre prévoir de saisir la grandeur caractérisant le rendement de la pompe d'alimentation, c'est-à-dire l'intensité du courant de la pompe en fonction du temps et conclure à une fuite dans la zone basse pression si le gradient de la grandeur caractérisant le débit de la pompe tel que par exemple le gradient du débit de la pompe en fonction du temps, passe en dessous d'une autre valeur limite prédéfinie pendant un intervalle de temps donné. Cette réalisation permet de reconnaitre une fuite ou de surveiller le

4 fonctionnement de la pompe par cette saisie du courant d'alimentation de la pompe. Pour créer des conditions limites, reproductibles, on saisit au moins une grandeur caractérisant le débit de la pompe d'alimentation dans un certain état de fonctionnement du moteur à combustion pendant lequel la pompe d'alimentation fonctionne pour garantir la quantité prédéfinie, nécessaire dans la zone haute pression. Cela garantit qu'en mode de fonctionnement normal, indépendamment du point de fonctionnement du moteur, on aura toujours le même niveau de pression entre la pompe d'alimentation et la pompe haute pression. Pour initialiser le procédé, on procède en outre en ce qu'à une température prédéfinie du carburant et pour un point de fonctionnement donné du moteur, on saisit une grandeur caractérisant l'intensité du courant électrique reçu par la pompe d'alimentation et on l'enregistre comme valeur initiale. La surveillance de la zone basse pression suivant les développements décrits ci-dessus du procédé, se fait en se reportant à cette valeur initiale. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma par blocs d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé de l'invention, - la figure 2 montre un ordinogramme d'un exemple de réalisation du procédé de l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre les éléments d'un mode de réalisation d'un système d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion équipé d'un système d'injection à haute pression. Le système présenté est habituellement appelé "système d'injection à rampe commune". La référence 100 désigne un réservoir à carburant. Le réservoir est relié par l'intermédiaire d'un premier filtre 105 à une pompe d'alimentation 110, de préférence réglable, et à un second filtre 115. En sortie du second filtre 115, le carburant arrive par une conduite à une soupape de dosage 120. La soupape de dosage 120 est commandée par une bobine. La conduite de liaison entre le filtre 115 et la soupape 120 est reliée par une vanne de régulation basse pression 140 au réservoir 100. La soupape 120 est reliée à la rampe commune 5 130 par une pompe haute pression 125. La rampe est reliée par des conduites de carburant à différents injecteurs 131. Une soupape de régulation en pression 135 relie la rampe 130 au réservoir de carburant 100. La soupape de régulation en pression 135 est commandée par une bobine 136.

Il convient de remarquer, que l'invention s'applique également à des systèmes non équipés de soupapes de régulation de pression. La régulation de pression est alors assurée par une soupape de dosage en amont de la pompe (cette solution n'est pas présentée). La partie comprise entre la sortie de la pompe haute pression 125 et l'entrée de la soupape de régulation en pression 135, est appelée zone haute pression. Dans cette zone le carburant est à une pression élevée. Habituellement, dans des systèmes de moteurs à combustion à allumage commandé, les pressions sont comprises entre environ 30 et 100 bars; dans le cas de moteurs à combustion à allumage non commandé, les pressions se situent entre environ 200 jusqu'à plus de 2000 bars. La pression dans la zone haute pression se détecte à l'aide d'un capteur 137. La zone comprise entre le réservoir de carburant et la pompe haute pression 125, notamment la zone entre la pompe d'alimentation 110 et la pompe haute pression 125, est appelée zone basse pression. Cette zone basse pression peut être équipée par exemple d'un capteur de température 170 qui fournit un signal représentant la mesure de la température du carburant dans la zone basse pression. La position représentée à la figure 1, est un point d'installation possible de ce capteur. Mais ce capteur pourrait également être installé entre la soupape 120 et la pompe haute pression 125. On peut également envisager d'associer le capteur au réservoir 100. La soupape 120, les injecteurs 131 et la bobine 136 de la soupape de régulation de pression 135, reçoivent des signaux de

6 commande d'un circuit de commande 150. Le circuit de commande traite les signaux fournis par différents capteurs 160. La pompe d'alimentation 110 comporte un capteur 111 qui saisit l'intensité du courant dans la pompe. Le signal de sortie de ce capteur est fourni au circuit de commande 150 par exemple à l'appareil de gestion du moteur à combustion. Il s'agit par exemple d'un composant électrique 111 qui constitue le capteur. Le capteur peut également faire partie de l'appareil de commande spécial (non représenté).

L'installation décrite ci-dessus fonctionne comme suit : Le carburant du réservoir 100 est transféré par la pompe d'alimentation 110 à travers les filtres 105 et 115 à la pompe haute pression 125. Dans des conditions normales de fonctionnement, la pression de fonctionnement dépend de la conception hydraulique des composants en aval. Cette pression est appliquée à la pompe d'alimentation. Comme la pression de consigne qui dépend du point de fonctionnement est connue et est mise en corrélation avec les grandeurs de réglage électriques de la pompe d'alimentation, on peut prédéfinir une valeur de consigne, électrique et la comparer à la valeur réelle saisie. Cela permet de déterminer l'état du système basse pression et de lancer des réactions appropriées. Par comparaison avec un état de fonctionnement normal prédéfini de la zone basse pression, on peut déterminer des écarts qui permettent de connaître l'état du système basse pression.

La pompe haute pression 125 transfère le carburant de la zone basse pression à la zone haute pression. La pompe haute pression 125 établit une pression très élevée dans la rampe commune 130. Dans le cas de moteurs Diesel, cette pression se situe dans un ordre de grandeur compris entre 200 et plus de 2000 bars.

Le carburant sous haute pression peut être dosé dans les différentes chambres de combustion du moteur par les injecteurs 131. Habituellement, les injecteurs sont réalisés pour ne permettre le dosage que si la pression régnant dans la zone haute pression dépasse une valeur minimale. En dessous d'une certaine pression, l'injection n'est pas possible. La pression dans la rampe commune est saisie par le

7 capteur 137. La soupape de régulation de pression 135 commandée par la bobine 136, permet de réguler la pression régnant dans la zone haute pression. On ouvre la soupape de régulation de pression 135 à des niveaux de pression différents, en fonction de la tension appliquée à la bobine 136 ou de l'intensité du courant traversant la bobine 136. Comme pompe d'alimentation 110, on utilise habituellement des pompes électriques de carburant (encore appelées pompes EKP) à moteur à courant continu ou à moteur à courant continu à commutation électrique. Pour des débits plus importants, on peut également utiliser plusieurs pompes d'alimentation branchées en parallèle. La température du carburant se mesure à l'aide du capteur 170 et cette température est traitée par le circuit de commande 150. En particulier, dans le cas d'un moteur Diesel, la température du carburant est particulièrement importante car elle détermine la composition et la consistance du carburant. Un exemple de réalisation d'un procédé selon l'invention sera décrit ci-après en liaison avec la figure 2. Tout d'abord, on régule ou on commande la pompe d'alimentation 110 selon le débit nécessaire au système d'injection à rampe commune. C'est pourquoi, en mode de fonctionnement normal, on connaît toujours la pression entre la pompe d'alimentation et la pompe haute pression selon le point de fonctionnement du système à rampe commune. Pour éliminer les tolérances des pièces neuves, et faire l'apprentissage du système, il est en outre nécessaire de faire fonctionner l'ensemble du système à l'état neuf dans des conditions limites, définies, par exemple pour une certaine température de carburant, constante, que l'on saisit par le capteur 170 et pour un point de fonctionnement constant du moteur à combustion, ici on mesure l'intensité du courant à l'aide du capteur 111 dans la pompe d'alimentation 110 et on mémorise cette valeur de mesure comme valeur initiale de l'intensité du courant reçu. Cette valeur mémorisée de l'intensité du courant reçu, sera supposée connue dans la suite pour la description du procédé à l'aide de la figure 2. Avec cette valeur initiale, on peut surveiller la zone basse pression comme cela sera décrit ci-après :

8 On mesure tout d'abord la température T du carburant à l'aide du capteur 170 dans l'étape 210. Puis, on mesure l'intensité du courant électrique I, reçu, à l'aide du capteur 111 au cours de l'étape 220.

Dans l'étape 230, on vérifie d'abord si la température mesurée est inférieure à une valeur de seuil de température Ts, ce seuil est choisi car par exemple dans le cas du gazole, lorsqu'on descend en dessous de ce seuil, cela correspond au développement de paraffine. Si la température T, mesurée est inférieure à cette valeur de seuil Ts, alors dans l'étape 235, on compare l'intensité du courant mesuré I à une première valeur de seuil Isi. Si la valeur de l'intensité du courant, mesurée, I est supérieure à cette valeur de seuil Isi, cela constitue un indice de la formation de paraffine car la contrepression augmente dans ce cas et la pompe demande une intensité de courant plus élevée. Dans ce cas, on peut lancer une réaction de remplacement pour alimenter le système de rampe commune avec suffisamment de carburant malgré le filtre bouché. Cela se fait dans l'étape 236. Une telle réaction de rechange peut par exemple consister à activer un moyen de chauffage du filtre.

Si toutefois le courant est inférieur à la valeur de seuil, on effectue un retour avant l'étape 230. Si la température mesurée T est supérieure à la valeur de seuil de température Ts, on vérifie dans l'étape 240 si la valeur de l'intensité I caractérisant le courant pris par la pompe est supérieure à une autre valeur de seuil Ise. Si cela est le cas, c'est-à-dire si la contrepression augmente, il faut s'attendre à un bourrage croissant des filtres 105, 115 avec des particules (les filtres sont bouchés). Ce message peut être indiqué par des moyens appropriés dans l'étape 242 et solliciter un remplacement imminent du filtre. Cela permet d'allonger les intervalles de remplacement des filtres à carburant et d'adapter ce remplacement à l'usage individuel fait du véhicule. Si toutefois l'intensité du courant reçu, n'est pas supérieure à cette autre valeur de seuil Ise, mais inférieure à cette valeur, alors dans l'étape 245, on enregistre le courant pris en fonction du temps, c'est-à-dire que l'on mémorise une fonction I(t) sur un intervalle de temps prédéfini. Dans l'étape 250, on compare le gradient

9 ou la dérivée dI(t)/dt à une valeur limite G. Si le gradient est inférieur à cette valeur limite, on conclut dans l'étape 255 qu'il y a une fuite, si le gradient n'est pas inférieur à cette valeur limite, on revient avant l'étape 203 et on parcourt de nouveau les étapes de procédé décrites ci-dessus.

La raison de cette mesure est la suivante : si l'intensité du courant demandée par la pompe d'alimentation 110 chute rapidement, c'est-à-dire si le gradient en fonction du temps dépasse la valeur limite prédéfinie G qui a été choisie de manière appropriée, cela constitue une indication correspondant à une faible contrepression. Cette faible contrepression est la conséquence par exemple d'une fuite dans la zone basse pression. Dans ce cas, du carburant s'échappe de la zone basse pression, et on n'atteint plus la pression ; la pompe haute pression 125 et ainsi l'ensemble du moteur ne fonctionnent plus correctement. L'émission du message de fuite dans l'étape 255, est ainsi liée à l'arrêt du moteur à combustion. Il est à remarquer qu'après le remplacement des filtres à carburant 105, 115, il faut redéfinir la valeur initiale comme cela a été décrit ci-dessus. Le procédé décrit ci-dessus est implémenté de préférence sous la forme d'un programme d'ordinateur dans l'appareil de commande ou de gestion 150. Ce programme peut être mémorisé sous forme de produit programme d'ordinateur, par exemple sur un support de données que l'appareil de commande 150 peut lire. Cela permettra par exemple d'injecter des mises à jour du programme ou des perfectionnements dans l'appareil de gestion 150, de plus, un tel procédé peut également s'appliquer à des appareils de commande ou de gestion existants.30

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1 °) Procédé de surveillance d'une installation d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne selon lequel au moins une pompe (110, 125) transfère le carburant d'une zone basse pression à une zone haute pression pour ensuite le doser à l'aide d'injecteurs (131) dans le moteur à combustion, procédé caractérisé en ce qu' on saisit une ou plusieurs grandeurs caractérisant le débit d'une pompe d'alimentation (110) et on compare à des valeurs de seuil prédéfinies, et à partir de la comparaison, on conclut à un écart par rapport à l'état normal prédéfini dans la zone basse pression. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme grandeur caractérisant le débit de la pompe d'alimentation (110), on saisit l'intensité du courant dans la pompe d'alimentation (110), et à partir de cette grandeur, on détermine la contrepression appliquée dans la zone basse pression à la pompe d'alimentation. 3°) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que si l'intensité du courant (I) ou la contrepression dépassent des valeurs de seuil prédéfinies (Isi, Is2), on saisit une grandeur caractérisant la température (T) du carburant, et - si la grandeur caractérisant la température du carburant dépasse une valeur limite prédéfinie (Ts), on conclut que le filtre est encombré de particules, et - si la grandeur caractérisant la température du carburant ne dépasse pas la valeur limite (Ts) prédéfinie, on conclut à une variation de la consistance du carburant notamment la formation de paraffine dans le gazole. 4°) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' 11 on saisit la grandeur caractérisant l'intensité du courant (I) reçue par la pompe d'alimentation (110) en fonction du temps (t), et si la grandeur caractérisant le gradient de l'intensité du courant (dI/dt), dans un intervalle de temps donné, passe en dessous d'une autre valeur limite prédéfinie, on conclut qu'il y a une fuite dans la zone basse pression. 5°) Procédé selon les revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu' on saisit la grandeur caractérisant l'intensité du courant (I) dans la pompe d'alimentation (110) dans un état de fonctionnement du moteur à combustion dans lequel la pompe d'alimentation (110) fonctionne pour atteindre une quantité demandée, prédéfinie dans la zone haute pression. 6°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour une température prédéfinie (T) du carburant et un point de fonctionnement prédéfini du moteur, on saisit la grandeur caractérisant l'intensité du courant électrique (I) de la pompe d'alimentation (110) et on mémorise cette grandeur comme valeur initiale.25