Brevet FR2795772A1 — publié le 20010105

L'invention concerne un procédé et un dispositif de détermination d'une perturbation de fonctionnement dans un système d'injection de carburant. Pour l'alimentation de moteurs à combustion interne en carburant, on utilise de plus en plus des systèmes d'injection de carburant dans lesquels on travaille à des pressions d'injection très élevées. De tels systèmes d'injection de carburant, qui sont connus sous le nom de systèmes à rampe commune dans le cas de moteurs Diesel, offrent, en ce qui concerne la souplesse et le coût, de nets avantages en comparaison de systèmes classiques d'injection. Dans ces systèmes d'injection, à partir d'un réservoir de carburant, du carburant est refoulé par un agencement de pompe dans un accumulateur à haute pression au moyen duquel du carburant se présente sur des injecteurs de carburant qui sont disposés dans les têtes de cylindre du moteur à combustion interne. Les opérations d'injection dans les cylindres sont déclenchées au moyen d'une mise sous tension des injecteurs. Dans de tels systèmes d'injection de carburant dans lesquels on travaille à des pressions d'injection très élevées, le risque existe qu'une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection puisse provoquer des endommagements importants dans le moteur à combustion interne. Cela est notamment le cas, lorsque l'un des injecteurs de carburant ne se ferme pas convenablement ou qu'il se présente une fuite dans la tuyauterie d'acheminement de carburant à l'accumulateur haute pression ou aux injecteurs. C'est pourquoi, pour établir l'existence d'une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection, il est en général procédé à une surveillance de fonctionnement au moyen de laquelle, à l'aide d'une grandeur système déterminée, par exemple la pression de carburant régnant dans l'accumulateur haute pression, il est déterminé si une fuite de carburant existe ou non dans le système d'injection ou s'il existe ou non un injecteur ouvert. Une telle surveillance de fonctionnement est connue, entre autres, par US 5 773 716. Dans cette technique de surveillance, la pression de carburant dans le système d'injection de carburant est mesurée et comparée à une valeur de référence. Si l'analyse de signal indique alors un écart trop grand, il est supposé qu'une perturbation existe dans le système d'injection. Une détection du signal de vitesse de rotation, effectuée à la suite de l'analyse de pression de carburant, permet alors de déterminer d'une manière précise de quel type de perturbations de fonctionnement il s'agit et de prendre alors des mesures de secours appropriées. Un procédé analogue de surveillance de fonctionnement est connu par DE 196 22 757 Al. Pour éviter, lors de la détermination d'une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection de carburant, une erreur de mesure qui conduirait à une mise à l'arrêt intempestive du moteur à combustion interne et à une réparation inutile du système d'injection, il est prévu, dans le procédé connu de surveillance de fonctionnement, de donner au seuil, qui est considéré comme erreur lors d'une comparaison entre le signal de mesure et une valeur de référence, une valeur suffisamment grande pour qu'on obtienne une insensibilité suffisante vis- à-vis d'erreurs de mesure ou d'influences perturbatrices extérieures. Toutefois, de telles valeurs de seuil élevées ont l'inconvénient que, souvent, une perturbation dans le système d'injection de carburant n'est pas constatée suffisamment rapidement pour prendre les mesures de secours nécessaires. Ce risque existe également lorsque, à la place d'une valeur de seuil très élevée, il est procédé, sur le signal de mesure, à une opération de suppression de fausse apparence d'erreur, ci-après appelée plus succinctement "opération antileurre", afin de pouvoir constater d'une manière sûre une perturbation de fonctionnement. Lors d'une telle opération antileurre, une perturbation de fonctionnement n'est validée, c'est-à-dire considérée comme valable, que lorsque le signal de mesure dépasse, sur une période de temps préfixée, par exemple plusieurs cycles de diagnostic, la valeur de seuil qui détermine l'écart admissible de la valeur de mesure vis-à-vis de la valeur de référence. Toutefois, à l'instar d'une valeur de seuil élevée, une longue durée d'opération antileurre peut avoir pour conséquence qu'une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection de carburant est constatée trop tard et qu'ainsi, une contre-mesure souhaitée n'est prise qu'avec retard. C'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir un procédé et un dispositif de surveillance de fonctionnement d'un système d'injection de carburant dans le cas desquels une perturbation de fonctionnement est constatée d'une manière sûre et rapide. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de détermination d'une perturbation de fonctionnement dans un système d'injection de carburant, caractérisé en ce que, dans un cycle de diagnostic, au moins une première et une seconde grandeurs système sont détectées, lesquelles grandeurs sont, chacune par elle-même, représentatives de l'état de fonctionnement du système d'injection de carburant, la première grandeur système détectée est analysée, afin de déterminer un premier état d'erreur dans le système d'injection de carburant, la seconde grandeur système détectée est analysée, afin de déterminer un second état d'erreur dans le système d'injection de carburant, et une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection de carburant est validée lorsque l'un des états d'erreur est présent respectivement sur un nombre préfixé de cycles de diagnostic ou lorsque le premier état d'erreur et le second état d'erreur sont simultanément présents dans un cycle de diagnostic. Le procédé conforme à l'invention peut aussi présenter l'une ou l'autre des deux particularités suivantes ou les deux: - un contrôle de plausibilité des grandeurs système détectées est effectué, - un signal électrique d'un injecteur de carburant, un signal de pression dans le système d'injection de carburant et une vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne contenant le système d'injection de carburant sont détectés en tant que grandeurs système et en ce qu'une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection de carburant est validée lorsqu'au moins deux grandeurs système indiquent chacune un état d'erreur respectif. Dans le même but indiqué plus haut, l'invention a également pour objet un dispositif de détermination d'une perturbation de fonctionnement dans un système d'injection de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux capteurs de valeur de mesure servant à détecter au moins une première et une seconde grandeurs système dans un cycle de diagnostic, lesquelles grandeurs sont, chacune par elle-même, représentatives de l'état de fonctionnement du système d'injection de carburant, et une unité d'analyse, servant à analyser la première grandeur système détectée, afin de déterminer un premier état d'erreur dans le système d'injection de carburant, à analyser la seconde grandeur système détectée, afin de déterminer un second état d'erreur dans le système d'injection de carburant, et à valider une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection de carburant lorsque le premier état d'erreur et le second état d'erreur sont simultanément présents dans un cycle de diagnostic ou lorsque l'un des états d'erreur est présent respectivement sur un nombre préfixé de cycles de diagnostic. Le dispositif conforme à l'invention peut aussi présenter la particularité suivante: - comme détecteurs de valeur de mesure, il est prévu un capteur de signal de tension servant à détecter un signal électrique d'un injecteur de carburant, un capteur de pression servant à détecter un signal de pression dans le système d'injection de carburant et un capteur de vitesse de rotation servant à détecter une vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne contenant le système d'injection de carburant et en ce que l'unité d'analyse valide une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection de carburant lorsqu'au moins deux grandeurs système indiquent chacune, dans un cycle de diagnostic, un état d'erreur respectif. Ainsi, conformément à l'invention, pour déterminer une perturbation de fonctionnement dans un système d'injection de carburant, on détecte, dans un cycle de diagnostic, au moins deux grandeurs système qui indiquent, chacune par elle-même, l'état de fonctionnement du système d'injection, les deux grandeurs système détectées étant analysées indépendamment l'une de l'autre. Lorsqu'il est établi qu'un état d'erreur se présente simultanément dans le cas des deux grandeurs dans le cycle de diagnostic ou qu'un état d'erreur perdure sur un nombre préfixé de cycles de diagnostics, une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection est validée. La surveillance de fonctionnement conforme à l'invention permet de constater d'une manière rapide et fiable des perturbations de fonctionnement dans le système d'injection de carburant, sans valeurs élevées de seuil insensibles vis-à-vis des perturbations, ni longues durées d'opération antileurre pour un signal de mesure. L'invention est exposée ci-après en détail en regard des figures. On voit: à la figure 1, schématiquement, un dispositif de surveillance de fonctionnement conforme à l'invention pour un système d'injection de carburant et, à la figure 2, schématiquement, un ordinogramme de la surveillance de fonctionnement conforme à l'invention dans le système d'injection de carburant. La figure 1 représente schématiquement la structure d'un système d'injection de carburant tel qu'on en utilise, sous l'appellation de système à rampe commune, surtout dans le cas des moteurs Diesel. Dans ce système d'injection, du carburant est aspiré par une pompe de mise en circulation 12 à partir d'un réservoir de carburant 10 et par l'intermédiaire d'une tuyauterie de carburant 11. La pompe de mise en circulation 12 refoule le carburant, à travers un filtre de carburant 13, vers une pompe à haute pression 14 qui met le carburant sous pression et l'envoie sous une pression élevée dans un accumulateur à haute pression 15. L'accumulateur à haute pression 15 communique avec des injecteurs de carburant 16 (dont un seul est représenté) par lesquels le carburant est injecté dans les cylindres d'un moteur à combustion interne. L'opération d'injection est déclenchée au moyen d'une unité de commande électronique 30 qui est reliée aux injecteurs de carburant 16 par des lignes de signaux 31. Le flux de carburant de fuite se produisant dans les injecteurs de carburant 16 est renvoyé au réservoir de carburant 10 par des tuyauteries de retour de carburant 17. Pour surveiller le fonctionnement du système d'injection de carburant et établir en temps utile l'existence de perturbations de fonctionnement, un signal électrique de l'injecteur de carburant 16, la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et la pression de carburant dans le système d'injection de carburant sont détectés en tant que grandeurs système. Comme signal électrique, c'est de préférence un signal de tension d'une unité de commande située dans l'injecteur de carburant 16 qui est relevé au moyen d'un capteur 20, ce signal de tension étant envoyé à une unité d'analyse 33 par une ligne de signaux 32a. Par ailleurs, le signal de vitesse de rotation est communiqué par un capteur de vitesse de rotation 18 à cette unité d'analyse 33, par l'intermédiaire d'une ligne de signaux 32b. Le signal de pression de carburant est relevé au moyen d'un capteur de pression 19 disposé sur l'accumulateur à haute pression 15 et transmis à l'unité d'analyse 33 par une ligne de signaux 32c. Toutefois, à la place des grandeurs système décrites que sont le signal électrique de l'injecteur de carburant, le signal de pression dans l'injecteur et le signal de vitesse de rotation du moteur, il est également possible de détecter, dans le système d'injection de carburant, d'autres grandeurs qui représentent, chacune par elle-même, une indication sur l'état de fonctionnement du système d'injection de carburant. La figure 2 illustre la manière dont une surveillance de fonctionnement s'effectue dans l'unité d'analyse 33 à l'aide de deux grandeurs système quelconques provenant du système d'injection de carburant. Les signaux de mesure, qui sont transmis par les différents capteurs dans chaque cycle de diagnostic et qui représentent chacun une grandeur de signal 1 à n, sont, à un premier pas Si (contrôle de plausibilité), soumis chacun dans l'unité d'analyse 33 à un contrôle de plausibilité selon lequel il est établi si la grandeur système détectée par le capteur possède ou non une valeur de mesure convenable. Ces ainsi par exemple qu'il peut être contrôlé si le signal de mesure se trouve ou non dans le domaine de mesure admissible du capteur considéré. Si le contrôle de plausibilité du pas S1 indique qu'il n'existe pas de signal de mesure correct, la poursuite de l'analyse de ce signal de mesure est interrompue. Un diagnostic de fonctionnement du capteur correspondant peut simultanément être déclenché. Par contre, si, lors du contrôle de plausibilité, il est établi qu'une valeur de mesure convenable est présente pour la grandeur système, la valeur de mesure est, à un deuxième pas S2 (comparaison valeur réellevaleur de consigne), comparée à une valeur de consigne prévue pour la grandeur système. La valeur de consigne représente une valeur de la grandeur système correspondante qui est admissible pour l'état considéré du système d'injection de carburant et elle peut par exemple être déterminée au moyen d'un calcul de simulation ou de mesures d'essai. Si la comparaison fournit un résultat positif, on passe, au pas S3 (état validé grandeur système 1 ou état validé grandeur système n), directement au pas S6 indiqué ci-après. Si, lors de la comparaison valeur réelle-valeur de consigne du pas S2, il est établi que le signal de mesure est situé en dehors d'un domaine de valeur admissible autour de la valeur de consigne, cela est, au pas S4 (état momentané grandeur système 1 ou état momentané grandeur système n), analysé par l'unité d'analyse 33 comme étant un état d'erreur. S'il est alors déterminé par l'unité d'analyse 33 que, dans un cycle de diagnostic, des états d'erreur existent pour au moins deux grandeurs, cet état d'erreur est, au pas S5 (état validé grandeur système 1.. n), validé, c'est-à-dire considéré comme valable et une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection de carburant est supposée. En outre, au pas S6 (perturbation de fonctionnement), l'unité d'analyse 33 peut lancer une mesure de secours appropriée pour le système d'injection de carburant ou le moteur à combustion interne. Par ailleurs, si, au pas S2, il existe, dans un cycle de diagnostic, un dépassement de valeur de seuil de la valeur de mesure correspondant à une grandeur système, cet état d'erreur est soumis à une opération de suppression de fausse apparence d'erreur ou opération antileurre, ce qui signifie qu'au pas S5, l'unité d'analyse 33 évalue si l'état d'erreur existe sur plusieurs cycles successifs de diagnostic de l'unité d'analyse 33. S'il est alors établi que l'état d'erreur existe sur ces cycles successifs de diagnostic, l'état d'erreur est validé et évalué par l'unité d'analyse 33 comme étant une perturbation de fonctionnement du système d'injection. Dans ce cas aussi, l'unité d'analyse 33 lance également les mesures de secours appropriées pour le système d'injection ou le moteur. La surveillance de fonctionnement conforme à l'invention se caractérise par l'analyse simultanée de plusieurs grandeurs système qui constituent une indication de l'état de fonctionnement du système d'injection de carburant. Les signaux de mesure détectés à cette occasion sont comparés individuellement à des valeurs de seuil, puis soumis à une opération antileurre. La validation d'un état d'erreur s'effectue, d'une part, au moyen d'une valeur maximale, déterminée individuellement par un signal, pour l'opération antileurre et, d'autre part, au moyen d'une analyse simultanée des signaux de mesure dans un cycle de diagnostic. Si, pour plusieurs grandeurs système, des états d'erreur sont actifs dans un cycle de diagnostic ou si, pour l'une des grandeurs système, un état d'erreur est également présent après l'opération antileurre, cela est analysé comme étant une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection. Ce déroulement du procédé permet une reconnaissance d'erreur rapide, de petites valeurs de seuil et des durées antileurre courtes étant possibles, de sorte que la surveillance de fonctionnement est en même temps protégée vis-à-vis de perturbation de signaux et donc d'une interprétation erronée, qui conduiraient à un lancement non souhaité de mesures de secours. REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination d'une perturbation de fonctionnement dans un système d'injection de carburant, caractérisé en ce que, dans un cycle de diagnostic, au moins une première et une seconde grandeurs système sont détectées, lesquelles grandeurs sont, chacune par elle- même, représentatives de l'état de fonctionnement du système d'injection de carburant, la première grandeur système détectée est analysée, afin de déterminer un premier état d'erreur dans le système d'injection de carburant, la seconde grandeur système détectée est analysée, afin de déterminer un second état d'erreur dans le système d'injection de carburant, et une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection de carburant est validée lorsque l'un des états d'erreur est présent respectivement sur un nombre préfixé de cycles de diagnostic ou lorsque le premier état d'erreur et le second état d'erreur sont simultanément présents dans un cycle de diagnostic. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un contrôle de plausibilité des grandeurs système détectées est effectué. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un signal électrique d'un injecteur de carburant, un signal de pression dans le système d'injection de carburant et une vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne contenant le système d'injection de carburant sont détectés en tant que grandeurs système et en ce qu'une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection de carburant est validée lorsqu'au moins deux grandeurs système indiquent chacune un état d'erreur respectif. 4. Dispositif de détermination d'une perturbation de fonctionnement dans un système d'injection de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux capteurs de valeur de mesure (18, 19, 20) servant à détecter au moins une première et une seconde grandeurs système dans un cycle de diagnostic, lesquelles grandeurs sont, chacune par elle- même, représentatives de l'état de fonctionnement du système d'injection de carburant, et une unité d'analyse (33), servant à analyser la première grandeur système détectée, afin de déterminer un premier état d'erreur dans le système d'injection de carburant, à analyser la seconde grandeur système détectée, afin de déterminer un second état d'erreur dans le système d'injection de carburant, et à valider une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection de carburant lorsque le premier état d'erreur et le second état d'erreur sont simultanément présents dans un cycle de diagnostic ou lorsque l'un des états d'erreur est présent respectivement sur un nombre préfixé de cycles de diagnostic. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce, comme détecteurs de valeur de mesure, il est prévu un capteur de signal de tension (20) servant à détecter un signal électrique d'un injecteur de carburant, un capteur de pression (16) servant à détecter un signal de pression dans le système d'injection de carburant et un capteur de vitesse de rotation (18) servant à détecter une vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne contenant le système d'injection de carburant et en ce que l'unité d'analyse (33) valide une perturbation de fonctionnement dans le système d'injection de carburant lorsqu'au moins deux grandeurs système indiquent chacune, dans un cycle de diagnostic, un état d'erreur respectif.