Brevet FR2641327A1 — publié le 19900706

"Procédé et dispositif pour contrôler un organe d'arrêt de sécurité dans des moteurs à combustion interne, notamment des moteurs diesel." L'invention part d'un procédé pour contrôler un organe de sécurité (redondant) revêtant la forme d'une soupape d'arrêt électromagnétique (ELAB) dans des moteurs à combustion interne, notamment des moteurs diesel, dont le système de réglage de la quantité de carburant est commandé par une régulation électronique diesel (EDC), l'amenée du carburant au moteur étant interrompue par l'organe d'arrêt de sécurité lors de l'apparition d'un défaut. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Pour assurer la régulation électronique du fonctionnement de moteurs à combustion interne à auto- allumage, c'est-à-dire de moteurs diesel, de mettre en' oeuvre des systèmes électriques de réglage commandés par des signaux électriques (DEOS 35 31 198), auquel cas, au lieu de systèmes mécaniques de dosage du carburant et de réglage, un appareil central de commande (SG) fournit les signaux de réglage nécessaires. Des systèmes de dosage mécaniques du carburant sont certes fiables dans le cas des moteurs diesel, du fait de leur sécurité de fonctionnement, mais ils sont du fait des circonstances, de moins en moins en mesure de tenir compte du grand nombre des conditions de fonctionnement différentes et des influences de l'environnement. La mise en oeuvre de composants électroniques en combinaison avec une régulation électronique diesel (EDC) rend alors également souhaitable des dispositions concernant la sécurité, le contrôle et la marche d'urgence, lorsque les différents groupes constitutifs considérés en soi offrent déjà des possibilités pour la détection des défauts, et, éventuellement, pour l'élimination des défauts. C'est ainsi qu'il est connu, dans le cas des pompes classiques en lignes et des pompes de répartition pour l'injection diesel, dans les applications EDC (Electronic Diesel Control) de prévoir un dispositif électrique d'arrêt sous la forme d'une soupape électromagnétique d'arrêt, désigné en abrégé ci-après ELAB. Dans le cas de défauts dans l'appareil de commande (SG), dans le cas d'indicateurs défectueux, dans le cas de perturbations de défauts dans la câblerie ou bien dans la pompe d'injection, cette soupape interrompt l'alimentation du carburant diesel et permet ainsi un arrêt contrôlé du moteur. Comme ce dispositif électrique d'arrêt permet l'arrêt d'urgence, dans le cas d'états de fonctionnements dangereux survenant éventuellement, tels que des "accélérations spontanées" ou bien des "emballements" du moteur diesel, la sécurité du système dépend de façon prépondérant, du fonctionnement de ce dispositif électrique d'arrêt. Pour cette raison, un contrôle continu du fonctionnement de l'ELAB pendant la durée de vie du véhicule concerné est souhaitable. La constitution habituelle d'une pompe d'injection de carburant connue pour des moteurs diesel (DE-Os 29 45 484) peut alors être telle qu'un piston de pompe disposé dans le boitier de la pompe d'injection de carburant, est aminé d'un mouvement de va et vient, et simultanément, d'un mouvement de rotation, auquel cas du carburant en provenance de l'espace interne, constituant la chambre d'aspiration, du boîtier de la pompe d'injection, arrive au piston de la pompe. A partir de là, le carburant arrive selon les quantités réglées dans les canalisations de refoulement aboutissant au cylindre du moteur diesel. Dans la canalisation de liaison entre la chambre d'aspiration et l'alimentation du piston de la pompe, est disposée la soupape de sécurité précitée (ELAB) qui interrompt l'alimentation de carburant à partir de la chambre d'aspiration vers le piston de la pompe, lorsque des conditions de sécurité déterminées sont dépassées. Dans ce cas, il se présente cependant le problème que l'ELAB ainsi que tous les autres composants considérés, fait partie du dispositif de dosage du carburant et arrête le moteur lorsque son fonctionnement est contrôlé séparément. Cela exclut en conséquence la possibilité de contrôler par un essai sur son aptitude au fonctionnement, l'ELAB par exemple commandée dans le temps, c'est-à-dire à des intervalles de temps prédéfinis en fonctionnement normal du véhicule automobile, et ceci pour des raisons de sécurité de marche car ce contrôle pourrait aboutir à un arrêt du moteur. Mais par ailleurs, un défaut sur i'ELAB peut ne pas être détecté par le conducteur, parce que lors de la coupure de l'alimentation en tension, non seulement l'ELAB éventuellement défectueuse est privée de courant, mais également, l'alimentation en tension 2641327 7 pour le système de réglage de la quantité de carburant et les autres composants, est coupée. L'invention a en conséquence pour but de transférer le contrôle de l'ELAB dans la station o s'effectue, de toutes façons, régulièrement l'entretien, et de prendre dans cette station, les dispositions qui garantissent que ce contrôle est également inclus spécifiquement dans les travaux d'entretien et est effectué par le monteur spécialisé. A cet effet, l'invention prévoit un procédé caractérisé en ce que dans la station d'entretien, et tandis que le moteur tourne, l'étape de contrôle "contrôle ELAB" est appelé lorsqu'un personnel d'entretien enfonce la touche de diagnostic, et que, par actionnement de cette touche de diagnostic pendant une période de temps prédéfinie plus longue (T > TO), ou bien par une manipulation de courte durée de la touche, avec une fonction de maintien déclenchée automatiquement à la suite, la ELAB est excitée et l'arrêt du moteur est interprété comme une indication constatant le fonctionnement correct de l'organe d'arrêt de sécurité ELAB. L'invention prévoit également, pour la mise en oeuvre du procédé, un dispositif caractérisé en ce qu'il est prévu une touche de diagnostic devant être actionnée par le personnel d'entretien dans la station d'entretien, touche grâce à laquelle, l'étape de contrôle "contrôle ELAB " est réalisé. Le procédé conforme à l'invention, ou bien le dispositif conforme à l'invention, comportant les caractéristiques indiquées ci-dessus, permettent d'atteindre le but visé par l'invention et présentent l'avantage que pour le contrôle dans la station d'entretien, aucun matériel supplémentaire n'est en pratique nécessaire, et que l'étape d'essai pour le fonctionnement de l'ELAB peut être placé à la fin du déroulement du diagnostic, l'arrêt du moteur s'effectuant ensuite par l'intermédiaire de 1'ELAB. Grâce à cette exécution délibérée de l'étape de contrôle de i'ELAB lors du diagnostic dans la station d'entretien du véhicule, une relation définie est établie entre la commande de l'ELAB dans le déroulement de l'essai (action) et la réaction qui en est nécessairement attendue du moteur à combustion interne (réaction). Comme par ailleurs, une interrogation en ce qui concerne une vitesse de rotation constante en marche à vide est simultanément possible, il en résulte une augmentation de la disponibilité. On est en outre certain que la réalisation de l'étape "essai de l'ELAB" n'a pas lieu de façon non intentionnelle. La liaison de demande de diagnostic doit pour déclencher l'essai ELAB recevoir une tension prédéfinie, par exemple la tension d'alimentation de 12 Volts. Un court-circuit durable de la liaison de diagnostic peut donc amener l'ELAB à ne pas réagir. En outre, ce défaut sera susceptible d'être identifié au plus tard lors des opérations d'entretien suivantes. Un autre avantage réside, également, en ce que la possibilité d'une interruption involontaire de l'actionnement de la touche de diagnostic, grâce à laquelle la fonction d'essai de l'ELAB est réalisée, n'aboutit pas nécessairement à une interprétation fausse, car le déroulement de la fonction d'essai peut être réalisé dans la partie logicielle, par exemple de l'appareil de commande, de façon que l'étape de contrôle de l'ELAB puisse être libérée par le personnel d'entretien en tant que dernier défaut à contrôler pour la réalisation, et qu'ensuite, lors de l'actionnement manuel attendu de la touche de diagnostic correspondante, cette étape de contrôle soit, après son initialisation externe, également maintenue automatiquement et puisse être réalisée jusqu'à l'arrêt (attendu) du moteur par un déroulement de programme correspondant dans l'appareil de contrôle, indépendamment de ce que la personne de service interrompe la manoeuvre de la touche. La raison pour laquelle on laisse, dans ce cas, s'écouler nécessairement un certain temps, réside en ce que, après la réaction de l'ELAB, il s'écoule encore un laps de temps prédéfini jusqu'à ce que du carburant soit aspiré dans la zone de la pompe d'injection dans une mesure telle que le moteur s'arrête alors par absence de carburant (Iorsque la soupape d'arrêt de sécurité ELAB est fermée). Un laps de temps se situant entre 20 et 30 secondes, jusqu'à environ 1 minute au maximum, doit être appliqué dans ce cas pour la durée d'actionnement de la touche. On arrive, de cette façon, à transférer le contrôle de l'ELAB dans la station d'entretien et pour y assurer également, un déroulement correct de la fonction d'essai. Ceci est avantageux, parce qu'en cas de défaut de l'ELAB, on devrait, de toute façon faire appel au service d'entretien. Des compléments avantageux et des améliorations de l'invention sont possibles en ce que, suivant une autre caractéristique de l'invention, le procédé est caractérisé en ce que, lorsqu'il existe une interface de diagnostic, le déroulement du diagnostic est élargi par l'introduction d'une autre étape de contrôle concernant la fonction contrôle de l'ELAB, de façon que par actionnement de la touche de diagnostic, après appel de l'étape de contrôle "contrôle ELAB", la défectuosité de l'ELAB peut être constatée dans le déroulement du diagnostic sur une période de temps prédéfinie plus longue et l'arrêt du moteur y faisant suite. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif est caractérisé en ce qu'en actionnant la touche de diagnostic alors que le moteur tourne, l'ELAB est commandée avec une tension d'alimentation définie pour interrompre l'alimentation en carburant. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté sur les dessins ci-joints et va être exposé plus en détail dans la description ci-après. - la figure i schématise, sous la forme de schémas par blocs, la constitution de principe de l'appareil de commande de la régulation électronique diesel, dans sa partie présentant un intérêt pour la présente invention, et elle montre également, son association au système de réglage de la quantité de carburant, - - la figure 2 montre, sous forme d'un diagramme fonctionnel, un sousprogramme pour la réalisation de la fonction d'essai de l'ELAB par actionnement d'une touche de diagnostic. Pour permettre une meilleure compréhension, une forme de réalisation simple, en ce qui concerne la partie matérielle, est représentée sur le dessin. Mais l'attention est attirée sur le fait que les étages de commutation discrets représentés sur le dessin, ne limitent pas l'invention, mais servent uniquement à illustrer l'effet fonctionnel de base de l'invention et à indiquer les déroulements fonctionnels spéciaux dans sa forme possible de réalisation (Hardware). Il va de soi que les différents blocs constitutifs peuvent être réalisés selon une technique analogique, numérique ou également selon une technique hybride, ou bien qu'ils peuvent également, de préférence, être assemblés totalement ou partiellement, qu'ils peuvent comporter des parties appropriées de systèmes numériques commandés par programmes, par exemple des microprocesseurs, des microcalculateurs, des circuits numériques ou analogiques, etc... qui peuvent notamment, en conséquence, être également déposés sous forme de déroulements de programmes mémorisés. L'appareil de commande du système EDC est désigné par 10, le système de réglage de la quantité de carburant (pompe), commandé par l'appareil de commande 10, est désigné par 11. L'appareil de commande 10 reçoit des indications en ce qui concerne la vitesse de rotation n à partir d'un indicateur de vitesse de rotation 12, des indications en ce qui concerne la position de la pédale d'accélérateur, à partir de l'indicateur de position de pédale d'accélérateur 13, ainsi qu'au cas, o on le souhaite, une indication d'actionnement des freins (voyant de freins), des informations de démarrage et des informations de température du carburant amené à la pompe d'injection, en même temps que des signaux d'autres détecteurs, qu'il n'est pas nécessaire d'expliciter ici, par exemple en ce qui concerne l'eau de refroidissement, la tension de batterie. L'appareil de commande 10 commande, par l'intermédiaire d'un étage terminal indiqué schématiquement 10a, le système de réglage 14 de l'aimant dans la pompe d'injection de carburant du système de réglage 11 de la quantité de carburant, un répétiteur de positions 15 étant, en outre, indiqué. La soupape électromagnétique d'arrêt de sécurité ELAB associée au système de réglage de la quantité de carburant, ou bien à la pompe d'injection de carburant, est désignée par 16 et elle est commandée, par l'intermédiaire d'une liaison de commande 16a, également par l'appareil de commande 10, par exemple comme indiqué sur le dessin, par l'intermédiaire d'un organe OU 17, auquel sont appliqués, à partir d'un circuit logique de sécurité 19 à l'intérieur de l'appareil de commande 10, des signaux provoquant une mise hors circuit de 1'ELAB (correspondant à l'interruption de l'alimentation en carburant), ces signaux pouvant résulter d'une pluralité d'états de fonctionnement détectés -par le circuit logique de sécurité. De façon distincte par rapport à cela, la commande de l'ELAB s'effectue par l'intermédiaire d'une fonction d'essai supplémentaire reposant sur la présente invention, cette fonction étant basée sur le fait, qu'un contrôle de i'ELAB s'effectue comme service d'entretien, le véhicule devant, de préférence, comporter une interface de diagnostic (mais cela n'est pas une condition préalable nécessaire), qui est alors utilisée de façon que lors de l'entretien dans le service d'entretien, un arrêt du moteur par l'intermédiaire de l'ELAB s'effectue dans une étape d'essai supplémentaire, l'ELAB étant commandée, de façon appropriée, par l'intermédiaire d'une touche de diagnostic. A cet effet, aucun matériel supplémentaire n'est nécessaire, car cette étape d'essai peut être inclue dans la sortie du diagnostic de défaut. Dans le cas le plus simple, on a alors, pour des véhicules qui disposent de l'interface de diagnostic précité, l'appel de l'étape d'essai par un premier actionnement de la touche de diagnostic, auquel cas, une sortie de défaut normale ayant précédemment eu lieu avec le moteur à l'arrêt ou bien en marche, n'est pas nécessaire pour la réalisation de la fonction d'essai de l'ELAB. Il s'en suit alors, par l'intermédiaire de l'appareil de diagnostic, l'invitation à réaliser l'étape "contrôle de l'ELAB". A cet effet, il est nécessaire: 1. de démarrer le moteur 2. d'actionner la touche de diagnostic pendant un temps plus long, par exemple 20 à 30 secondes, et au maximum 1 minute, lorsque le moteur ne s'arrête pas, 3. si le moteur ne s'arrête également pas après cette période de temps, donc si ceci n'a pas eu lieu après un laps de temps d'environ 1 minute, l'ELAB ou bien la commande de 1'ELAB est alors défectueuse. Ceci est le déroulement de base qui, comme cela se conçoit, doit être également effectué pour des véhicules qui ne disposent pas d'une interface de diagnostic. Dans ce cas, il peut être prévu-à un emplacement approprié, par exemple dans le compartiment du moteur, une touche de diagnostic 20 pour la fonction "contrôle de l'ELAB", cette touche étant enfoncée par le personnel d'entretien pendant un temps plus long, soit lors de l'appel de l'étape "contrôle de l'ELAB", ou bien au cours du déroulement normal des opérations d'entretien, et ceci jusqu'à ce que le moteur s'arrête. Si à l'intérieur du laps de temps indiqué plus haut, le moteur ne s'arrête pas, il y a lieu de conclure à un défaut de l'ELAB ou bien de sa commande, sa touche de diagnostic 20 appliquant, dans ce cas (c'est-à-dire sans interface de diagnostic) à l'ELAB 16 une tension de commande appropriée par l'intermédiaire de l'organe OU 17, comme cela est indiqué par la flèche 18. S'il est prévu une interface de diagnostic qui est représentée schématiquement et désignée par 21 sur la figure 1, la touche de diagnostic 20 fait naturellement partie du dispositif de diagnostic et le personnel d'entretien travaille de la façon habituelle, auquel cas, au cours du diagnostic, l'étape "contrôle de l'ELAB" est également appelé en tant que l'une des étapes de contrôle par actionnement de la touche de diagnostic, et le déroulement de l'étape de contrôle est alors effectué comme mentionné précédemment. Il est alors possible de réaliser l'étape de contrôle par incorporation du contrôle de la fonction d'essai de l'ELAB en tant que sous-programme dans un programme d'essai, lors du diagnostic au service d'entretien, auquel cas le calculateur pour assurer le déroulement du diagnostic, y compris la réalisation de la fonction d'essai de l'ELAB, peut être prévu à un emplacement quelconque, également dans l'appareil de commande 10, dans l'appareil de diagnostic, ou bien à un autre emplacement. Le diagramme fonctionnel représenté sur la figure 2 montre une des possibilités permettant au personnel d'entretien, au cours du diagnostic au service entretien, de laisser se dérouler l'étape de contrôle de l'ELAB par actionnement de la touche de diagnostic (manipulation externe). Dans ce cas de la réalisation délibérée de l'étape de contrôle par le personnel d'entretien, il est demandé, d'une façon appropriée au personnel d'entretien, de réaliser l'étape de contrôle de l'ELAB. Ceci s'effectue par un (nouvel) enfoncement de la touche de diagnostic, soit seulement de courte durée, car le programme peut assurer un "maintien" approprié du signal de commande de l'ELAB auquel cas, après l'écoulement d'un laps de temps maximal (T > TO) le résultat est alors obtenu, à savoir que si le moteur est arrêté, 1'ELAB est en ordre, ou bien malgré la commande de la fonction ELAB par l'intermédiaire de l'actionnement de la touche de diagnostic, le moteur continue à tourner. Toutes les particularités décrites ou représentées dans la description, les revendications ci-après et les dessins, peuvent être considérées comme importantes pour l'invention, qu'elles soient considérées individuellement ou selon une combinaison quelconque. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour-.contrôler un organe d'arrêt de sécurité (redondant) revêtant la forme d'une soupape d'arrêt électromagnétique (ELAB) dans des moteurs à combustion interne, notamment des moteurs diesel, dont le système de réglage de la quantité de carburant est commandé par une régulation électronique diesel (EDC), l'amenée du carburant au moteur étant interrompue par l.'organe d'arrêt de sécurité lors de l'apparition d'un défaut, procédé caractérisé en ce que dans la station d'entretien, et tandis que le moteur tourne, l'étape de contrôle "contrôle ELAB" est appelée lorsqu'un personnel d'entretien enfonce la touche de diagnostic, et que, par actionnement de cette touche de diagnostic pendant une période de temps prédéfinie plus longue (T>TO), ou bien par une manipulation de courte durée de la touche avec une fonction de maintien déclenchée automatiquement à la suite, la ELAB est excitée et l'arrêt du moteur est interprété comme une indication constatant le fonctionnement correct de l'organe d'arrêt de sécurité ELAB. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsqu'il existe une interface de diagnostic, le déroulement du diagnostic est élargi par l'introduction d'une autre étape de contrôle concernant la fonction contrôle de l'ELAB, de façon que par actionnement de la touche de diagnostic, après appel de l'étape de contrôle, "contrôle ELAB", la défectuosité de l'ELAB peut être constatée dans le déroulement du diagnostic sur une période de temps prédéfinie plus longue et l'arrêt du moteur y faisant suite. 3.- Dispositif pour contrôler un organe d'arrêt de sécurité (redondant) revêtant la forme d'une soupape d'arrêt électromagnétique (ELAB) dans des moteurs à combustion interne, notamment des moteurs diesel, dont le système de réglage de la quantité de carburant est sollicité par une régulation électronique diesel (EDC), l'organe d'arrêt de sécurité interrompant l'alimentation en carburant du moteur lorsque des perturbations ou des défauts apparaissent, dispositif prévu pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu une touche de diagnostic devant être actionnée par le personnel d'entretien dans la station d'entretien, touche grace à laquelle L'étape de contrôle "contrôle ELAB" est réalisée. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'en actionnant la touche de diagnostic, alors que le moteur tourne, l'ELAB est commandée avec une tension d'alimentation définie pour interrompre l'alimentation en carburant.