Brevet FR2750735A1 — publié le 19980109

Etat de la technique L'invention concerne un procédé de surveillance d'un système d'injection notamment pour un moteur à combus- tion interne équipé d'un système à rail commun, dans lequel au moins une pompe transfère le carburant d'une zone de basse pression à une zone de haute pression. L'invention concerne également un dispositif pour surveiller un système d'injection. On connaît un procédé pour surveiller un moteur à combustion interne, par exemple selon le document JP 63- 14 33 83. De document décrit un système dit à " rail commun " dans lequel une pompe non représentée, transfère le carburant d'une zone de basse pression à une zone de haute pression. Une soupape de régulation de pression permet de régler la pression dans la zone de haute pression du rail à une valeur prédéterminée. Cette soupape libère la communication entre la zone de haute pression et la zone de basse pression lorsque la pression régnant dans la zone de haute pression atteint une valeur prédéterminée. Cette soupape sert à commander la pression dans la zone de haute pression. Lorsque la pression dépasse un seuil prédétermi- né, cette situation est affichée par un voyant. Aucune autre intervention n'est assurée de manière automatique, mais doit être induite par le conducteur. On connaît un autre système d'injection de carbu- rant d'un moteur à combustion interne Diesel selon la publi- cation " MTZ Motortechnische Zeitung 54, 1993 ", 11 p.588- 599. Ce système permet de régler la pression par la commande de la pompe à haute pression en fonction de la comparaison entre une valeur de consigne et la valeur réelle de la pres- sion. Lorsque la pression dépasse une valeur prédéterminée, une soupape de limitation de pression ouvre la communication entre la zone de haute pression et le réservoir de carburant. Ce document ne décrit pas la surveillance de la soupape de limitation de pression. On connaît en outre selon le document DE-OS- 38 02 771, un système de sécurité pour un moteur à combustion interne; dans ce système, la surveillance d'une soupape de 2 1 coupure de sécurité en mode de poussée (poussée par inertie forcée) augmente la quantité de carburant alimentant le mo- teur à combustion interne jusqu'à l'arrivée d'un signal de retour concernant l'injection effectivement produite. La détection des injections commande la soupape de coupure de sécurité; elle vérifie si ensuite il y a en- core des injections. Les systèmes à rail commun utilisent fréquemment une soupape de limitation de pression à côté d'une soupape de régulation de pression. Celle-ci libère la communication en- tre la zone de haute pression et la zone de basse pression lorsque la pression dépasse une valeur maximale autorisée. Cette soupape de sécurité reste constamment fermée en fonc- tionnement normal. Ce n'est qu'en cas d'incident qui entraîne une augmentation de la pression jusqu'à des niveaux très éle- vés que la soupape s'ouvre Or, la calamine, l'encrassage, le givrage ou des endommagements extérieurs, permettent de détériorer le fonc- tionnement de la soupape de limitation de pression. Lorsque les incidents ne sont pas décelés, cela peut le cas échéant entraîner la défaillance de la soupape de limitation de pres- sion et aboutir ainsi à une pression inacceptable dans le système. Celle-ci provoque à son tour une surcharge des dif- férents composants du système entraînant la destruction du système d'injection ou du moteur à combustion interne ou un échappement de carburant de la chambre de combustion. On ne peut déceler simplement un défaut de la soupape de limitation de pression, car cette soupape de limi- tation de pression agit en général seulement en cas de dété- riorations du système, par exemple lorsque la pression dépasse un seuil. En fonctionnement normal, cette soupape est hors service. But de la présente invention La présente invention a pour but de créer un pro- cédé et un dispositif permettant de surveiller un système d'injection par une surveillance peu coûteuse et simple de la soupape de limitation de pression. Avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que * une soupape de limitation de pression relie la zone de haute pression à la zone de basse pression lorsque la pres- sion régnant dans la zone de haute pression dépasse un seuil, * dans des états de fonctionnement prédéterminés, des moyens sont commandés pour commander la pression afin que la sou- pape de limitation de pression relie la zone de haute pres- sion à la zone de basse pression en cas d'état non défectueux, et exploite la pression dans la zone de haute pression pour détecter le défaut. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, ce dispositif étant caracté- risé en ce qu'il comprend des moyens pour commander la pres- sion dans la zone de haute pression, une soupape de limitation de pression reliant la zone de haute pression à la zone de basse pression lorsque la pression régnant dans la zone de haute pression dépasse un seuil, des moyens qui com- mandent des moyens de commande de la pression pour des états de fonctionnement prédéterminés, pour que la soupape de limi- tation de pression relie en situation défectueuse, la zone de haute pression à la zone de basse pression et exploite la pression régnant dans la zone de haute pression pour détecter un défaut. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses du procédé: * on détecte un défaut lorsque la pression augmente, a on détecte un défaut lorsque la pression dépasse un seuil, * le contrôle se fait dans des états de fonctionnement au cours desquels aucun carburant n'est injecté, * le contrôle se fait en poussée, * on détecte un défaut de la soupape de limitation de pres- sion. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation re- présentés dans les dessins dans lesquels:5 * la figure 1 montre un schéma par blocs du dispositif selon l'invention, * la figure 2 montre un ordinogramme du procédé selon l'invention. Description de l'exemple de réalisation La figure 1 montre les parties principales d'un système d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne équipé d'une injection haute pression. Le système re- présenté est usuellement appelé " système à rail commun ". La référence 100 désigne un réservoir de carbu- rant relié par un premier filtre 105 et une pompe de trans- fert amont 110 à un second filtre 115. Du second filtre 115, le carburant passe par une conduite pour arriver à une sou- pape 120. La conduite de liaison entre le filtre 115 et la soupape 120 est reliée par une soupape de limitation basse pression 140 au réservoir 100. La soupape 120 communique par une conduite haute pression 125 avec un rail 130. Le rail est relié par des conduites d'alimentation en carburant à diffé- rents injecteurs 131. Une soupape de régulation de pression relie le rail 130 au réservoir 100. La soupape de régula- tion de pression 135 est commandée par une bobine 136. Les conduites entre la sortie de la pompe haute pression 125 et l'entrée de la soupape de régulation de pres- sion 135 correspondent à la zone de haute pression. Dans cette zone, le carburant est toujours à une pression élevée.30 Cette pression régnant dans la zone de haute pression est dé- tectée par un capteur 140. En plus de la soupape de régulation de pression , il est prévu une soupape de limitation de pression 145. Cette soupape de limitation de pression 145 est conçue pour ne libérer la communication entre la zone de haute pression et la zone de basse pression que pour une pression déterminée et permettre ainsi une diminution rapide de la pression dans le rail 130. La pression à laquelle la soupape de limitation de pression 145 s'ouvre est choisie pour que ce niveau (valeur) ne se produise usuellement, jamais en fonctionnement normal, c'est-à-dire en fonctionnement non défectueux. Un appareil de commande 10 sollicite la pompe de haute pression 125 et/ou la soupape de régulation de pression 136 avec des signaux de commande. Cette installation fonctionne de la manière sui- vante: Le carburant du réservoir est transféré par la pompe amont 110 à travers les filtres 105 et 115. En sortie de la pompe de transfert 110, le carburant est à une pression comprise entre 1 et environ 3 bars. Lorsque la pression dans la zone de basse pression du système de carburant atteint un niveau prédéterminé, la soupape 120 s'ouvre et l'entrée de la pompe de haute pression 125 reçoit ainsi une certaine pres- sion. Cette pression dépend de la réalisation de la soupape 120. Usuellement, la soupape 120 est conçue pour libérer la communication vers la pompe de haute pression 125 à une pres- sion d'environ 1 bar. Lorsque la pression dans la zone de basse pres- sion atteint des niveaux inacceptables, la soupape de limita- tion de basse pression 140 s'ouvre et libère la communication entre la sortie de la pompe de transfert 110 et le réservoir 100. La soupape 120 et la soupape de limitation de basse pression 140 contiennent la pression de la zone de basse pression à des valeurs comprises entre environ 1 et 3 bars. La pompe de haute pression 125 transfère le car- burant de la zone de basse pression à la zone de haute pres- sion. La pompe de haute pression 125 établit une pression très élevée dans le rail 130. Usuellement pour des systèmes de moteur à combustion interne à allumage commandé, il s'agit de pressions comprises entre environ 30 et 100 bars; dans le cas de moteurs à combustion interne à allumage non commandé, la pression est comprise entre environ 1000 et 2000 bars. Les injecteurs 131 permettent de doser le carburant à haute pres- sion vers les différents cylindres du moteur à combustion in- terne. Le capteur 140 détecte la pression dans le rail ou dans toute la plage de haute pression. La soupape de régu- lation de pression 135 commandée par une bobine 136 permet alors de réguler la pression dans la plage de haute pression. En fonction de la tension appliquée à la bobine 136 ou du courant traversant la bobine 136, la soupape de régulation de pression 135 s'ouvre à des niveaux de pression différents. La soupape de limitation de pression 145 n'intervient que pour des incidents dans le système, par exemple lorsque la pression dépasse un seuil prédéterminé. Cette soupape est hors service en fonctionnement normal. La calamine, l'entartrage, le givrage ou des ac- cidents d'origine extérieure peuvent détériorer le fonction- nement de cette soupape de limitation de pression 145. Lorsque cet incident n'est pas détecté, cela conduit à la dé- faillance de la soupape de limitation de pression 145 et ain- si à une pression inacceptable dans le système risquant de provoquer des destructions graves du système en particulier la destruction du moteur à combustion interne. Pour garantir le fonctionnement de la soupape de limitation de pression 145 en cas d'incident, on procède de la manière suivante: Dans les situations de conduite non critiques, l'appareil de commande 10 commande la soupape de régulation de pression 136 et/ou la pompe de haute pression 125 pour la pression dans le rail 130 à un niveau permettant la mise en oeuvre d'une soupape de limitation de pression 145 apte à fonctionner. Une telle situation existe lorsqu'aucun carbu- rant n'est injecté, par exemple en mode de poussée. De plus, le contrôle d'une opération de coupure en mode dit de pour- suite et/ou avant le démarrage peuvent également être effec- tués. Dès que l'appareil de commande a constaté que le moteur à combustion interne doit être coupé, il augmente la pression jusqu'à ce que la soupape de limitation de pression fonc- tionne. Si la pression chute, l'appareil de commande constate que la soupape de limitation de pression 145 fonc- tionne correctement. Par contre si la pression dépasse une valeur critique, l'appareil de commande constate que la sou- pape de limitation de pression 145 est défaillante et il passe en mode de conduite de secours évitant toute surcharge du système. Le procédé selon l'invention est représenté à ti- tre d'exemple à la figure 2. Dans l'étape 200, on détecte une poussée. Cela signifie que la surveillance de défaut est ac- tivée. La surveillance de défaut est activée dans l'étape 200 si certaines conditions de fonctionnement existent. Une telle condition de fonctionnement est par exemple celle de l'absence d'injection de carburant. Cela est par exemple le cas en mode de poussée. Puis, dans l'étape 210, on met à l'état O, un compteur de temps t. Dans l'étape suivante 220, on détecte la pression instantanée PA dans la zone de haute pression. Dans l'étape suivante 230, on prédétermine un signal de commande tel que la pression augmente. Cela peut être réalisé en sol- licitant la soupape de régulation de pression 135 avec un si- gnal tel que la pression augmente. En plus ou en variante, il est possible de commander une pompe de haute pression 110 conçue de manière appropriée pour que la pression augmente. Puis dans l'étape 240, on augmente le compteur de temps t. L'interrogation 250 vérifie si l'état du compteur t est supérieur à un seuil st. Si cela n'est pas le cas, on passe à une nouvelle étape 220, puis aux étapes suivantes 230, 240. Lorsque l'interrogation 250 constate que le comp- teur de temps t est supérieur au seuil st, dans l'étape 260, on détecte la nouvelle valeur de la pression PNB. Le seuil st est choisi pour que la pression atteigne un niveau pour le- quel usuellement la soupape de limitation de pression 145 s'ouvre en cas de fonctionnement non défectueux. Cela signi- fie qu'après le temps d'attente st, la pression devrait de nouveau diminuer. Dans l'étape 270, on détermine ainsi la diffé- rence de pression entre la nouvelle valeur PNB et la valeur PA existant avant l'augmentation de pression. Dans l'étape 280, on vérifie si cette différence de pression PD est infé- rieure à 0. Si cela est le cas, cela signifie que la pression a disparu et le programme se termine par l'étape 295. Si l'interrogation 280 constate que la différence de pression est supérieure à 0, cela signifie que la pression n'a pas chuté; cela permet de conclure que la soupape de li- mitation de pression 145 ne s'est pas ouverte, si bien que l'étape 290 constate qu'il y a un défaut et commande une me- sure appropriée. Puis, le programme se termine par l'étape 295. En variante, on peut également prévoir de véri- fier dans l'étape 280 si la pression PN est supérieure à la pression PS à laquelle la soupape de limitation de pression s'ouvre habituellement. Si cela est le cas, on constate qu'il y a un défaut. Il est avantageux d'avoir en permanence une in- formation concernant l'état des composants importants sur le plan de la technique de la sécurité pour la soupape de limi- tation de pression. Toute surcharge et ainsi toute dé- faillance de fonctionnement du système d'injection ou du moteur à combustion interne sont ainsi évitées en toute sécu- rité. Cette sécurité de fonctionnement de la soupape de limi- tation de pression peut être garantie par la durée de vie. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé de surveillance d'un système d'injection notam- ment pour un moteur à combustion interne équipé d'un système à rail commun, dans lequel au moins une pompe transfère le carburant d'une zone de basse pression à une zone de haute pression, caractérisé en ce que * une soupape de limitation de pression relie la zone de haute pression à la zone de basse pression lorsque la pres- sion régnant dans la zone de haute pression dépasse un seuil, * dans des états de fonctionnement prédéterminés, des moyens sont commandés pour commander la pression afin que la sou- pape de limitation de pression relie la zone de haute pres- sion à la zone de basse pression en cas d'état non défectueux, et exploite la pression dans la zone de haute pression pour détecter le défaut. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détecte un défaut lorsque la pression augmente. 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu' on détecte un défaut lorsque la pression dépasse un seuil. ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le contrôle se fait dans des états de fonctionnement au cours desquels aucun carburant n'est injecté. ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le contrôle se fait en poussée. 6 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu' on détecte un défaut de la soupape de limitation de pression. 7 ) Dispositif de surveillance d'un système d'injection no- tamment d'un moteur à combustion interne équipé d'un système à rail commun ayant au moins une pompe qui transfère le car- burant d'une zone de basse pression à une zone de haute pres- sion, caractérisé en ce qu' il comprend des moyens pour commander la pression dans la zone de haute pression, une soupape de limitation de pression reliant la zone de haute pression à la zone de basse pression lorsque la pression régnant dans la zone de haute pression dépasse un seuil, des moyens qui commandent des moyens de commande de la pression pour des états de fonctionnement pré- déterminés, pour que la soupape de limitation de pression re- lie en situation défectueuse, la zone de haute pression à la zone de basse pression et exploite la pression régnant dans la zone de haute pression pour détecter un défaut.