Brevet FR2805858A1 — publié le 20010907

Domaine technique La présente invention concerne un procédé et un dispositif de diagnostic d'un système d'alimentation en car burant équipé de plusieurs unités de transfert de carburant dont l'entrée plonge dans la réserve carburant contenue dans un réservoir et dont la sortie alimente en carburant un moteur à combustion interne, par une conduite d'alimentation. Dans les systèmes d'alimentation en carburant utilisés dans les moteurs à combustion interne à forte cylin drée, il peut être nécessaire d'utiliser plusieurs installa tions d'alimentation en carburant pour couvrir la demande en carburant, maximale pour certains états de fonctionnement. Etat de la technique Selon le document DE 32 47 C2, on connaît une installation d'alimentation en carburant de moteur à combus tion interne notamment de véhicules automobiles. L'installation d'alimentation en carburant décrite dans ce document utilise une pompe principale et une pompe auxi liaire. Le débit de la pompe auxiliaire à commande électri que, qui influence le dosage du carburant est commandé par un appareil de commande selon des paramètres caractérisant le fonctionnement du moteur à combustion interne comme par exem ple le régime (vitesse de rotation), puissance fournie, les phases d'accélération et de décélération, les valeurs re latives aux gaz d'échappement ou aux températures. Dans cette configuration d'une installation d'alimentation en carburant, la pompe principale fournit un débit constant et la pompe auxiliaire couvre la demande au- delà de ce débit constant. L'installation d'alimentation en carburant est utilisée notamment dans un moteur à combustion interne à suralimentation. Dans l'installation d'alimentation en carburant, connue selon le document 32 74 915 C2, les deux unités de transfert de carburant sont entraînées mécani quement. Dans les applications actuelles des systèmes d'alimentation en carburant, les moteurs à combustion interne reçoivent du carburant et la demande en carburant augmente fortement dans certains états de fonctionnement. Si l'on n'utilise qu'une seule pompe à carburant, on ne prévoit pas de diagnostiquer la défaillance de la pompe, car le moteur s'arrête automatiquement lorsque s'arrête le débit de carbu rant. Au contraire dans le cas de deux pompes électriques à carburant, appliquées par exemple à des moteurs à combustion interne à puissance élevée et forte cylindrée, en cas de dé faillance de l'une des pompes électriques à carburant, le mo teur continue normalement de fonctionner. Mais une seule pompe électrique carburant ne peut couvrir complètement la forte consommation du moteur. La conséquence est un appau vrissement du mélange carburant/air, entraînant des ratées de combustion. I1 est possible que du mélange carburant/air, im- brûlé, arrive dans le catalyseur chaud et l'endommage. C'est pourquoi, on n'a pas utilisé jusqu'à présent plusieurs pompes électriques de carburant dans les systèmes d'alimentation en carburant de moteurs à essence. Exposé de l'invention La presente invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on mesure directement ou indirectement l'intensité des courants dans les unités électriques de transfert de carburant à l'aide d'une unité d'exploitation, compare les courants entre eux ou avec des seuils et suivant le résultat de la comparaison, on émet un signal de diagnostic. La possibilité de surveillance selon l'invention du fonctionnement de plusieurs unités d'alimentation en car burant intégrées dans un système d'alimentation en carburant permet de couvrir suffisamment la demande en carburant de mo teur important, pour garantir leur alimentation en carburant y compris l'alimentation d'éventuelles pompes à jet aspirant même aux pressions élevées dans le système d'alimentation. La solution selon l'invention permet d'obtenir un effet de sécurité en ce que grâce à la détection suffisamment à temps de la défaillance d'une pompe électrique à carburant qui fournit du carburant, l'électronique de la commande du moteur peut déceler suffisamment à temps l'appauvrissement du mélange et y remédier par exemple en limitant la puissance que fournira le moteur à combustion interne. Grâce au déclenchement de la limitation de puis sance du moteur à combustion interne, on modifie les paramè tres de fonctionnement du moteur pour éviter en toute sécurité ratés de combustion de manière à garantir qu un mélange carburant/air, imbrûlé ne risque d'arriver dans le catalyseur de l'installation de gaz d'échappement du moteur à combustion interne et d'endommager le catalyseur. On garantit ainsi la poursuite du bon fonctionnement du moteur à combus tion interne en ce que la couverture de la demande en carbu rant se fait par l'unique pompe électrique à carburant qui fonctionne encore même si le moteur fournit la puissance de mandée dans les conditions limitées. limitation de puissance déclenchée par la ' faillance d'une unité d'alimentation en carburant dans le mo teur à combustion interne, permet d'exclure tout endom magement du catalyseur de moteurs à essence dont le système d'alimentation en carburant comporte plusieurs unités d'alimentation en carburant ; de plus grâce à un signal de diagnostic, on enregistre une donnée dans une mémoire de dé faut, si bien que lors de la lecture cyclique de celle-ci ou de manière exceptionnelle, on peut savoir qu'un défaut s'est produit et pouvoir y remédier. Pour la mesure directe ou indirecte du courant, on peut intégrer dans les lignes d'alimentation des unités d'alimentation en carburant, des éléments de mesure d'intensité tels que des shunts, des composants à effet Hall ou des contacts à lamelles. Comme shunt, on envisage dans la suite une resistance de mesure branchée en série. Ces moyens permettent de mesurer directement ou indirectement les intensités ou les tensions et faire des comparaisons. Une comparaison avec des valeurs minimales et maximales niveau de l'électronique de commande sont égale ment possibles. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins dans lesquels l'unique figure est un schéma de la configuration de mesure du courant électrique d'un système d'alimentation en carbu- rant équipé de plusieurs unités de transfert de carburant moteur électrique. Variantes de realisation Le système d'alimentation en carburant d'un mo teur à combustion interne à forte consommation comprend un réservoir d'alimentation 1 et au-dessus du fond 2 de celui- ci, i1 y a unités de transfert de carburant en forme de pompes électriques 4, 5. Ces pompes comportent à la fois une soupape de premier remplissage ainsi que des dispositifs pompe aspirante à jet. Une conduite de retour 3 revient dans le réservoir 1 ; cette conduite dérive du régulateur de pres sion 12 et renvoie le carburant en excédent dans le réservoir 1. La première unité de transfert électrique de car burant 4 débite dans une première branche 8 de la conduite d'alimentation 6 du côté haute pression alors que la seconde unité de transfert électrique de carburant 5 débite dans une seconde branche 9 de la conduite d'alimentation 6 du côté haute pression. Le carburant sous pression est transféré dans la direction 10 à travers un élément de filtre 11 retenant les saletés contenues dans le carburant. Partant de l'ensemble d'alimentation 1, une conduite 6 va au régulateur de pression 12. De celui-ci dérive la conduite de retour 3 déjà évoquée qui revient dans le réservoir 1 alors que la conduite d'alimentation 13 arrive jusqu'à l'installation d'injection du moteur ou alimente celle-ci en carburant. Les pompes électriques 4, 5 logées dans le réser voir 1 sont reliées par exemple en commun à la masse par une ligne de masse 7. La première pompe électrique 4 est reliée à une source de tension par une ligne d'alimentation 21 fixée à la borne 16 alors que la seconde pompe électrique 5 est re liée à la source de tension de l'accumulateur 25 par une li gne d'alimentation 22 reliée à sa borne 18. Les lignes d'alimentation 21, 22 reliées aux deux pompes électriques de carburant 4, 5 rejoignent un circuit d'exploitation 14 dans lequel, à chaque ligne d'alimentation 21, 22 est associé un détecteur 15, 17. Le composant ou circuit d'exploitation 14 exploite les intensités mesurées par les détecteurs 15, 17 ; l'exploitation des intensités mesurées peut se faire la fois dans un composant d'exploitation distinct ou à l'intérieur de l'appareil de commande central du moteur. On peut constater la défaillance de l'une des unités électriques d'alimentation en carburant 4, 5, si l'intensité du courant appliquée à cette unité d'alimentation descend en dessous d'un certain seuil ou même s'annule com plètement. On peut détecter le blocage du rotor d'une unité électrique d'alimentation en carburant 4, 5 ou un court- circuit, si le courant de l'unité électrique d'alimentation 4, 5 dépasse un seuil. De façon simple, on peut regrouper pour mesure de l'intensité, plusieurs pompes électriques, par exemple deux pompes électriques de carburant, ce qui re présente l'application la plus probable. Dans cette applica tion, on mesure la différence des intensités alimentant les deux unités électriques 4, 5. Si la différence des intensi tés, 0 I dépasse un seuil à Imax, cela correspond à un fonc tionnement défectueux de l'une des unités d'alimentation en carburant ; ce défaut de fonctionnement peut être l'un des suivants : défaillance, blocage ou court-circuit. Pour éviter les erreurs de diagnostic par le com posant d'exploitation, on présélectionne la valeur à Imax du seuil pour d'une part pouvoir détecter en toute sécurité le défaut de fonctionnement de l'une des pompes électriques de carburant et d'autre part pour que les dispersions des carac téristiques des pompes n'entraînent aucune conséquence. La mesure des intensités des deux unités de transfert de carburant peut se faire de différentes maniè res Pour mesurer l'intensité, on peut utiliser par exemple des shunts, c'est-à-dire des résistances de mesure branchées en série. On peut également utiliser un seul shunt ou plusieurs shunts. En utilisant seulement un shunt, on peut définir une fenêtre d'intensités à l'intérieur de laquelle se situe normalement l'intensité reçue par les deux unités électriques de transfert de carburant 4, 5. Le défaut de fonctionnement de l'une des deux unités électriques peut se détecter en ce que le courant reçu se situe en dehors d'une telle fenêtre d'intensités. On peut comparer la tension UN aux bornes du shunt des seuils UN, min et UN, max % au contraire si l'on utilise des shunts, on compare les tensions recueillies cha que fois à une valeur de seuil. En variante, on peut comparer la différence de tension à un seuil à Umax Si l'on utilise des éléments Hall comme détec teurs, le principe est le même. Si l'on n'utilise qu' seul élément Hall, on compare la tension Hall, résultante Uhall à un seuil Umax* Lorsqu'on utilise deux éléments Hall comme dispo sitif mesure de courant 15, 17, les tensions obtenues sur chacun des éléments Hall peuvent se comparer à un seuil ; on peut également déterminer une différence de tension dont on compare alternativement l'amplitude à un seuil dUmax- Le résultat de cette comparaison correspond à la résolution d'un signal de diagnostic 19 sous forme numerique fourni par le circuit d'exploitation ou logique d'exploitation 14. Si les détecteurs 15, 17 reliés aux lignes d'alimentation 21, 22 sont des éléments à lamelles, com- mute un signal de tension lorsqu'un élément à lamelles se met en #uvre, au cas où le champ magnétique induit par le courant résultant qui passe est supérieur à un seuil. Si l'on utilise deux éléments à lamelles, c'est-à-dire un élément à lamelles distinct associé à chacune des deux lignes d'alimentation 21, 22, on commute chaque fois des signaux de tension lorsque les champs magnétiques induits passent en dessous de seuils. Lorsqu'on utilise des éléments Hall ou des con tacts lamelles pour la mesure de l'intensité dans les li gnes 21, 22, on peut réaliser un enroulement en sens opposé des lignes d'alimentation 21, 22 au niveau des éléments Hall ou des contacts à lamelles. Le champ magnétique sur les élé ments Hall ou les contacts à lamelles, résultant, correspond à la différence des intensités mesurées dans chacune des li gnes d'alimentation 21, 22 sur les deux unités électriques d'alimentation en carburant 4, 5. Si les deux unités électriques d'alimentation carburant 4, 5 qui sont de préférence branchées en parallèle mais peuvent également être en série, sont défaillantes même temps, alors comme dans le cas d'une pompe électrique unique, l'alimentation en carburant sera interrompue et le moteur s'arrêtera de tourner. L'exploitation des signaux d'intensités mesurées dans les lignes d'alimentation 21, 22 peut se faire soit de manière centrale dans l'électronique du moteur, soit dans un composant distinct 14 muni d'une logique d'exploitation et qui fournit signaux de diagnostic 19 sous forme numérique à l'appareil de commande du moteur. NOMENCLATURE 1 réservoir 2 fond du réservoir 3 conduite de retour 4 première pompe de carburant 5 seconde pompe de carburant 6 conduite d'alimentation 7 ligne de masse électrique 8 première branche d'alimentation 9 seconde branche d'alimentation 10 direction de transfert 11 élément de filtre 12 régulateur de pression 13 ligne d'alimentation 14 circuit ou logique d'exploitation 15 premier détecteur 16 borne 17 second détecteur 18 borne 19 signal de diagnostic 20 alimentation en tension 21 ligne d'alimentation 22 ligne d'alimentation 23 direction de retour 24 dérivation 25 accumulateur d'énergie R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Procédé de diagnostic d'un système d'alimentation en car burant equipé de plusieurs unités de transfert de carburant (4, 5) dont l'entrée plonge dans la réserve de carburant con tenue dans un réservoir (1) et dont la sortie alimente en carburant un moteur à combustion interne, par conduite d'alimentation (6), caractérisé en ce qu' on mesure directement ou indirectement l'intensite des cou rants dans les unités électriques de transfert de carburant (4, 5) a l'aide d'une unité d'exploitation (14), compare les courants entre eux ou avec des seuils et suivant le ré sultat la comparaison, on émet un signal de diagnostic (19). 2 ) Procedé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à chaque unité électrique d'alimentation en carburant (4, 5) est associé un détecteur (15, 17) pour mesurer le courant. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque fois deux unités électriques de transfert de carburant (4, 5) sont surveillées par un élément détecteur (15, 17) et les éléments détecteurs (15, 17) sont conçus pour exploiter la différence d'intensités AI de deux pompes électriques (4, 5) . 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure de l'intensité dans les lignes d'alimentation (21, 22) des unités électriques de transfert de carburant (4, 5) se fait par l'intermédiaire d'au moins un shunt. 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure de l'intensité du courant dans les unités electri- ques de transfert de carburant (4, 5) se fait par au moins un élément Hall. 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure de l'intensité du courant dans les unités electri- ques d'alimentation en carburant (4, 5) se fait par l'intermédiaire d'au moins un contact à lamelles. 7 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure de l'intensité dans les unités de transfert de car burant (4, 5) se fait par au moins un shunt. 8 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' en utilisant un shunt, on fixe une fenêtre d'intensités à l'intérieur de laquelle se situe le courant consommé par les deux unités électriques de transfert de carburant (4, 5). 9 Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu' on compare les tensions (U21, U22) aux bornes du shunt ou des élements à effet Hall avec des seuils (Umin et Umax), et on compare une différence de tension (AU21, 22) à seuil (DUmax) 10 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les contacts à lamelles associés aux lignes d'alimentation 22) commutent une tension de signal au cas où champ magnétique induit passe au-dessus ou en dessous d'un seuil. Dispositif de diagnostic d'un système d'alimentation en carburant équipé de plusieurs unités électriques de transfert de carburant (4, 5) dont l'entrée est immergée chaque fois dans la réserve de carburant contenue dans le réservoir (1) et dont la sortie débite du carburant dans une conduite d'alimentation (6) reliée un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que les courants dans les unités électriques de transfert de car burant (4, 5) sont mesurés directement ou indirectement dans une unité d'exploitation (14), comportant des éléments détec teurs (15, 17), et sont comparés entre eux ou avec des va leurs.de seuil, et en fonction du résultat de la comparaison, le dispositif émet un signal de diagnostic (19).