Brevet FR2700584A1 — publié le 19940722

DISPOSITIF DE SECURITE POUR CIRCUIT A CARBURANT DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention se rapporte à un dispositif de sécurité pour un circuit à carburant d'un moteur à combustion interne destiné à équiper un véhicule automobile. La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif d'arrêt automatique de la pompe à carburant en cas de défaillance du circuit à carburant. Il est connu qu'en cas d'accident d'un véhicule équipé d'un moteur à combustion interne, les éventuelles fuites occasionnées au circuit de carburant qui en résultent, peuvent au contact des parties chaudes du moteur provoquer un risque important d'incendie. Pour réduire la quantité de liquide pouvant s'échapper et venir au contact des parties chaudes du moteur, on a développé des dispositifs d'arrêt du fonctionnement de la pompe à carburant utilisant des déclencheurs à inertie similaires à ceux commandant l'ouverture des sacs gonflables ou opérant la prétention des ceintures de sécurité. De tels systèmes sont notamment décrits dans les demandes de brevets FR-87/13043 ou encore FR-A2.231.092, ce dernier a trait par exemple à un disjoncteur à bille, la bille étant l'élément mobile, elle réagit automatiquement à toutes sortes de chocs ou renversements en quittant son siège, ce qui opère l'ouverture du circuit électrique d'alimentation de la pompe et donc l'arrêt de cette dernière. Ces systèmes, s'ils opèrent effectivement la coupure de l'alimentation en carburant en cas de choc et/ou de retournement du véhicule présentent un certain nombre d'inconvénients. Ces systèmes entraînent notamment systématiquement la coupure de la pompe à carburant indépendamment de l'existence réelle ou non d'une fuite, ils nécessitent par ailleurs de prévoir un dispositif de réarmement afin de refaire fonctionner la pompe, et par ailleurs ils ne détectent pas les fuites qui ne sont pas occasionnées par un choc comme par exemple celles résultant d'une mauvaise étanchéité du circuit de carburant. L'objet de l'invention est donc de proposer un dispositif de sécurité palliant aux inconvénients de l'art antérieur, ce dispositif arrête le fonctionnement de la pompe à carburant uniquement en cas de défaillance du circuit de carburant, de plus ce dispositif de sécurité présente l'avantage d'être de conception simple -et facile à mettre en oeuvre. Le dispositif de sécurité selon l'invention concerne un circuit à carburant pour un moteur à combustion interne équipant notamment un véhicule automobile. Le circuit d'amenée du carburant sous pression s'étend depuis un réservoir de stockage jusqu'à un ou plusieurs électro-injecteurs, il comprend une pompe refoulante, un filtre à carburant, une rampe d'injection et un régulateur de pression pilotant le retour du carburant en excès au réservoir. Selon l'invention, le dispositif de sécurité est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle de la pression du carburant dans ledit circuit, lesdits moyens étant aptes à arrêter le fonctionnement de la pompe à carburant lorsque la pression du carburant se situe à l'extérieure d'une plage de valeurs prédéterminées. Selon une autre caractéristique du dispositif de sécurité selon l'invention, les moyens de contrôle agissent sur un relais électrique commandant le fonctionnement de la pompe à carburant lorsque la pression du carburant dans le circuit d'amenée se situe à l'extérieure d'une plage de valeurs prédéterminées. Selon une autre caractéristique du dispositif de sécurité selon l'invention, le dispositif de surveillance comprend un capteur de pression disposé dans le circuit d'amenée du carburant en aval de ladite pompe refoulante, le capteur de pression étant connecté à des moyens-de commande de la pompe. Selon une autre caractéristique du dispositif de sécurité selon l'invention, les moyens de contrôle comprennent un circuit électrique muni d'un contacteur piloté par la pression du carburant dans le circuit d'amenée, la fermeture ou 11 ouverture dudit contacteur suite à la diminution ou à l'augmentation de la pression du carburant au delà de valeurs prédéterminées produisant après une certaine temporisation l'arrêt de la pompe à carburant. Selon une autre caractéristique du dispositif de sécurité selon l'invention, le contacteur est intégré au régulateur de pression. Selon une autre caractéristique du dispositif de sécurité selon l'invention, le contacteur est solidaire d'un régulateur de pression du type à membrane fixé sur la rampe d'injection, ce régulateur étant formé principalement par deux éléments de boîtier en matériau électriquement conducteur, un élément de boîtier inférieur dans lequel circule le carburant, et un élément de boîtier supérieur relié à la masse du véhicule et en communication avec le collecteur d'air dudit moteur et dans lequel est logé un ressort taré, une membrane déformable séparant les deux éléments de boîtier est à même de mettre en contact électrique une borne reliée par une liaison électrique aux moyens de commande de la pompe avec des moyens de connexion correspondants solidaires de la membrane et reliés électriquement à l'élément de boîtier supérieur. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention appliqué à un moteur à combustion interne multicylindrique, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique du circuit de carburant la figure 2 est une vue en coupe transversale schématique du régulateur de pression représenté à la figure 1. Conformément à la figure 1, seules les parties constitutives nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentées. Le systèmed'injection de carburant pour un moteur à combustion interne représenté à la figure 1 comprend classiquement un circuit 10 d'amenée du carburant sous pression depuis le réservoir de carburant 4 jusqu'aux électro-injecteurs 9. Les électro-injecteurs 9 sont pilotés par un système électronique de contrôle moteur non figuré qui détermine le temps d'ouverture des différents injecteurs et donc la quantité de carburant injectée. Le circuit d'amenée du carburant 10 comprend principalement une pompe refoulante 5 entraînée électriquement. A l'intérieur de la pompe 5, une soupape de sécurité évite les surpressions et à la sortie, un clapet anti-retour évite le désamorçage du circuit à l'arrêt du moteur. La pompe 5 envoie le carburant à travers un filtre 6, puis dans la rampe d'injection 7 qui communique avec les différents injecteurs 9. La pression différentielle d'injection, entre le circuit d'amenée du carburant et le collecteur d'admission 3, est maintenue constante, quelque soit le débit des injecteurs 9, par le régulateur de pression 8 qui surveille le débit de retour au réservoir 4, du carburant en excès. Le dispositif de sécurité selon l'invention comprend des moyens de contrôle de la pression différentielle du carburant alimentant les différents électro-injecteurs 9 qui permettent l'arrêt de la pompe à carburant 5 lorsque la pression différentielle du carburant se situe à l'extérieure d'une plage de valeurs de pression prédéterminées, c'est à dire ou inférieure à une valeur de seuil prédéterminée, ou supérieure à une seconde valeur de seuil prédéterminée, cette dernière étant sensiblement supérieure à la première valeur de seuil. En effet les défaillances de circuit de carburant se traduisent soit par une chute de la pression résultant par exemple d'une fuite de carburant, soit encore par des supressions. Le dispositif de sécurité est essentiellement formé par un circuit électrique comportant un contacteur piloté par la pression différentielle du carburant dans le circuit d'amenée 10, ce circuit électrique pilote par ailleurs un relais commandant l'alimentation électrique de la pompe à carburant 5 de façon à provoquer l'arrêt de cette dernière suivant les valeurs de la pression de carburant. Le dispositif de sécurité est entièrement solidaire du régulateur 8, représenté en détail figure 2, ce dernier étant dans l'exemple de réalisation décrit, du type différentiel à membrane. Le dispositif est donc constitué selon l'invention par l'assemblage drun élément de boîtier inférieur 16 et d'un élément de boîtier supérieur 17, ce dernier réalisé en matériau conduisant l'électricité, est directement relié à la masse du véhicule. L'élément de boîtier inférieur 16 est formé d'une paroi latérale cylindrique fermée à son extrémité inférieure par une paroi de fond plane. Cet élément de boîtier 17 détermine une chambre où circule le carburant en provenance de la rampe d'injection 7 et comporte donc à cet effet un raccord central 47 pour l'arrivée du carburant. Cette chambre à carburant comporte un conduit 74 de retour au réservoir traversant la paroi de fond. L'orifice de sortie du raccord 47 est positionné au niveau du plan de joint supérieur de l'élément de boîtier 16, plan de joint déterminé par l'extrémité supérieure formant rebord de la paroi cylindrique latérale. Sur l'élément de boîtier inférieur 16 vient se positionner l'élément de boîtier supérieur 17. Cet élément de boîtier 17 est formé, similairement à l'élément de boîtier inférieur 16 d'une paroi latérale cylindrique fermée à son extrémité supérieure par une paroi de fond plane. Cet élément de boîtier 17 détermine une chambre dans laquelle est logé un ressort de pression convenablement taré 14, en appui contre la paroi de fond. Le ressort 14 est réalisé en matériau conducteur. La chambre du ressort 14 définie par l'élément de boîtier supérieur 17, communique d'autre part avec le collecteur d'admission 3 du moteur par un passage 32 traversant la paroi latérale. L'élément de boîtier 17 est recouvert d'un couvercle rapporté 18 muni d'une borne double 15 en saillie à l'intérieur du couvercle comportant un contact inférieur et un contact supérieur s'étendant sensiblement l'un au-dessus de l'autre. La borne 15 est reliée par une liaison électrique 58 à des moyens de temporisation et à un relais commandant l'ouverture du circuit d'alimentation de la pompe électrique 5. Entre les deux éléments de boîtier 16 et 17 est interposée une membrane déformable 19. La membrane 19 est serrée à sa périphérie entre les plans de joints des éléments de boîtier 16 et 17 au moyen d'un sertissage. Cette membrane 19 porte sur sa face inférieure un opercule 11 destiné à coopérer avec l'orifice du conduit 47 et sur sa face supérieure une coupelle de ressort 13 en matériau conducteur sur laquelle repose l'extrémité inférieure du ressort 14. La coupelle 13 est solidaire d'une tige 12 s'étendant à travers la chambre du ressort, sensiblement dans l'axe de ce dernier, cette tige 12 traversant l'élément de boîtier 17 pour déboucher à l'intérieur du couvercle 18 par une extrémité élargie, formant moyens de connexion, apte à venir en appui contre les contacts inférieur et supérieur de la borne 15. Cette extrémité élargie est agencée de façon à venir en appui contre le contact inférieur de la borne 15 lorsque l'opercule 11 repose contre l'orifice du conduit d'amenée du carburant 47. La mise en contact de la tige ferme le circuit électrique reliant la masse via le boîtier 17, le ressort 14, la coupelle 13, la tige 12 et la borne 15 au circuit 58 ; la fermeture du circuit électrique a pour effet après une certaine temporisation, la coupure de la pompe à carburant par déclenchement du relais. De façon similaire l'extrémité élargie est apte à appuyer sur le contact supérieur de la borne 15 lorsque la pression du carburant dépasse une pression prédéterminée, et de façon similaire la fermeture du circuit électrique a pour effet après une certaine temporisation, la coupure de la pompe à carburant par déclenchement du relais. Conformément à la description précédente et aux figures 1 et 2, le fonctionnement du dispositif de sécurité est le suivant. Lorsque la pompe à carburant 5 est activée, la pression de refoulement de la pompe est toujours supérieure à la pression du ressort taré 14 augmentée de la pression régnant au niveau du collecteur d'admission 3 (grâce à la mise èn communication opérée par le passage 32). Il en résulte que la membrane 19 est repoussée vers le haut en comprimant le ressort 14, l'opercule 11 quittant son siège libère alors l'évacuation du carburant vers le conduit de retour 74. La levée de l'opercule 11 entraîne donc un débit de retour de carburant vers le réservoir 4, ce débit directement contrôlé par la valeur de la levée entraînant une diminution correspondante de la pression du carburant. La chambre du ressort taré est reliée au collecteur d'admission de façon à maintenir constante la différence de pression de part et d'autre de la soupape des injecteurs ; le débit de ceux-ci ne dépend donc plus alors que de leur temps d'ouverture. Le déplacement de la membrane 19 et donc de l'opercule 11 amène l'extrémité de la tige 12 et donc les moyens de connexion ; ce qui a pour effet d'ouvrir le circuit électrique 58 et donc autorise l'alimentation de la pompe à carburant 5. Lorsqu'une fuite affecte le circuit de carburant par exemple à la suite d'une rupture de la conduite 10, la pression de refoulement du carburant dans le circuit d'amenée chute. La chute de pression du carburant se répercute dans la chambre formée par l'élément de boîtier inférieur 16 du régulateur de pression 8. La membrane 19 sous l'action du ressort taré et de la pression régnant dans le collecteur d'admission 3 vient alors plaquer l'opercule 11 contre le conduit 47 fermant l'arrivée de carburant. L'extrémité supérieure de la tige 12 est alors positionnée de façon que ses moyens de connexions reposent sur le contact inférieur de la borne 15 assurant le passage du courant à travers le circuit 58. Le passage du courant électrique déclenche après une temporisation prédéterminée l'ouverture du relais qui commande le circuit électrique d'alimentation de la pompe à carburant et donc l'arrêt de cette dernière. Les moyens temporisateurs, non figurés, permettent sans affecter l'efficacité du système de sécurité, d'opérer la montée en pression du circuit de carburant lors du démarrage du véhicule. D'une façon parfaitement similaire, on opère la détection des surpressions affectant le circuit de carburant grâce au contact supérieur de la borne 15 et la coupure de la pompe d'alimentation 5 qui en résulte. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. Ainsi, il est possible de limiter le dispositif de sécurité à la seule détection des baisses de pression pouvant affecter le circuit de carburant, en ne disposant que d'un seul contact inférieur pour la borne 15. Ainsi et de façon parfaitement symétrique, il est possible de limiter le dispositif de sécurité à la seule détection des surpressions pouvant affecter le circuit de carburant, en ne disposant que d'un seul contact supérieur pour la borne 15 REVENDICATIONS tl] Dispositif de sécurité pour circuit à carburant d'un moteur à combustion interne (1) équipant notamment un véhicule automobile, ledit circuit (10) d'amenée du carburant sous pression depuis un réservoir de stockage (4) jusqu'à un ou plusieurs électro-injecteurs (9) comprenant une pompe refoulante (5), un filtre à carburant (6), une rampe d'injection (7) et un régulateur de pression (8) pilotant le retour du carburant en excès audit réservoir (4), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle (8) de la pression du carburant dans ledit circuit, lesdits moyens (8) étant aptes à arrêter le fonctionnement de la pompe à carburant (5) lorsque la pression du carburant se situe à l'extérieure d'une plage de valeurs prédéterminées. [2] Dispositif de sécurité pour un circuit à carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle agissent sur un relais électrique commandant le fonctionnement de ladite pompe (5) lorsque la pression du carburant dans ledit circuit d'amenée (10) se situe à l'extérieure d'une plage de valeurs prédéterminées. [3] Dispositif de sécurité pour un circuit à carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de surveillance comprend un capteur de pression (8) disposé dans le circuit d'amenée du carburant (10) en aval de ladite pompe refoulante (5), ledit capteur de pression (8) étant connecté à des moyens de commande de la pompe (5). [4] Dispositif de sécurité pour un circuit à carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle comprennent un circuit électrique muni d'un contacteur piloté par la pression du carburant dans ledit circuit d'amenée (10), la fermeture ou l'ouverture dudit contacteur suite à la diminution ou l'augmentation de la pression du carburant au delà de valeurs prédéterminées produisant après une certaine temporisation l'arrêt de la pompe à carburant (5). [5] Dispositif de sécurité pour un circuit à carburant selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit contacteur est intégré au régulateur de pression (8). [6] Dispositif de sécurité pour un circuit à carburant selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit contacteur est solidaire d'un régulateur de pression (8) du type à membrane fixé sur la rampe d'injection (7), ce régulateur (8) étant formé principalement par deux éléments de boîtier (13,17) en matériau électriquement conducteur, un élément de boîtier inférieur (16) dans lequel circule le carburant, et un élément de boîtier supérieur (17) relié à la masse du véhicule et en communication avec le collecteur d'air (3) dudit moteur et dans lequel est logé un ressort taré, une membrane déformable (19) séparant les deux éléments de boîtier (13,17) est à même de mettre en contact électrique une borne (15) reliée par une liaison électrique (58) aux moyens de commande de la pompe (5) avec des moyens de connexion (12) correspondants solidaires de la membrane (19) et reliés électriquement à l'élément de boîtier supérieur (17).