Brevet FR2830050A1 — publié le 20030328

La présente invention concerne un procédé de diagnostic d'un amortisseur de pression dans la zone basse pression d'un système de dosage de carburant d'un moteur à combustion interne, le système de dosage de carburant ayant une pompe d'alimentation amont qui prend le carburant d'un réservoir de carburant pour alimenter l'étage basse pression et une pompe haute pression qui transfère le carburant de la plage basse pression dans une plage haute pression. La présente invention concerne en outre un programme d'ordinateur exécuté par un calculateur, notamment un microprocesseur. L'invention concerne également un dispositif de diagnostic d'un amortisseur de pression d'un étage basse pression d'un système de dosage de carburant d'un moteur à combustion interne, le système de dosage de carburant comprenant une pompe d'alimentation amont prenant le carburant d'un réservoir de carburant pour le fournir à l'étage basse pression et une pompe haute pression qui transfère le carburant de l'étage basse pression à un étage haute pression. Enfin, l'invention concerne un système de dosage de carburant comprenant une pompe d'alimentation amont qui prend le carburant d'un réservoir de carburant pour le fournir à un étage basse pression du système de dosage de carburant et une pompe haute pression qui transfère le carburant de l'étage basse pression à l'étage haute pression du système de dosage de carburant, avec un amortisseur de pression, au niveau de l'étage basse pression. Etat de la technique Selon l'état de la technique on connaît des moteurs à combustion interne dans lesquels le carburant est injecté dans la tubulure d'admission ou directement dans les chambres de combustion. Pour injecter le carburant directement dans les chambres de combustion du moteur à combustion interne, on utilise habituellement un système de dosage de carburant ou d'alimentation en carburant à deux étages. Ce système de dosage de carburant comprend une pompe d'alimentation amont habituellement constituée par une pompe électrique de carburant. Cette pompe d'alimentation amont prend le carburant d'un réservoir de l'étage basse pression. Dans l'étage basse pression le carburant est disponible à une pression relativement faible, de l'ordre de 3-4 bars. A partir de la plage basse pression on transfère le carburant à une pompe haute pression dans l'étage haute pression. Dans l'étage haute pression, le carburant d'un moteur à essence est à une pression de l'ordre de 120- 150 bars et dans le cas d'un moteur Diesel il est à une pression de 1200- 1500 bars. Un système de dosage de carburant à rampe commune comporte un accumulateur haute pression dans l'étage haute pression permettant de stocker de façon intermédiaire le carburant à une pression relativement élevée. A partir de la plage haute pression, le carburant est injecté directement dans les chambres de combustion du moteur à combustion interne par des injecteurs à commande électrique. Dans un tel système de dosage de carburant à deux étages, on rencontre de fortes variations de pression ou pulsations de pression dans l'étage basse pression. Ces pulsations se produisent notamment dans des systèmes de dosage de carburant dans lesquels la pompe haute pression est une pompe à un piston et un cylindre. L'origine des pulsations se situe dans la phase de fin de commande des pompes à haute pression commandées à la demande. La fréquence des pulsations dépend de la vitesse de rotation de la pompe haute pression. Pour ne pas solliciter de manière inacceptable l'étage basse pression, celui-ci comporte un amortisseur de pression. Un amortisseur de pression d'un système de dosage de carburant est par exemple connu selon le document DE 38 43 840 Al. L'amortisseur de pression décrit dans ce document permet d'absorber des pointes de pression en ce qu'une chambre reliée à l'amortisseur et remplie de carburant travaille contre un coussin d'air qui se comprime. L'amortisseur de pression peut être installé en amont ou même dans la pompe haute pression mais toutefois dans l'étage basse pression. L'amortisseur de pression amortit les pulsations de l'étage basse pression pour réduire significativement la sollicitation de l'étage basse pression. Du fait des contraintes diminuées on peut utiliser par exemple les techniques de liaison habituelles pour le circuit basse pression ou étage basse pression. En cas de défaillance de l'amortisseur de pression, l'étage basse pression est sollicité d'une manière inacceptable et la fiabilité des liaisons dans l'étage basse pression risque d'être mise en cause. De plus, cela gêne entre autre le remplissage correct et ainsi le débit de la pompe haute pression. Dans les systèmes de dosage de carburant connus selon l'état de la technique, on ne peut diagnostiquer un amortisseur de pression défectueux dans l'étage basse pression. En cas d'amortisseur de pression défectueux il faut s'attendre à ce que les moyens de liaison de l'étage basse pression deviennent défaillants avant la durée d'activité prévisible. Cela nécessite des moyens de construction et d'entretien impor- tants pour garantir l'aptitude au fonctionnement du circuit ou de l'étage basse pression. La présente invention a pour but de créer une possibilité de diagnostic de l'amortisseur de pression pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne. A cet effet, partant du procédé de diagnostic du type défini ci-dessus, l'invention concerne un procédé de diagnostic caractérisé en ce qu'on détermine et on exploite la courbe de pression dans la plage basse pression, et on utilise la courbe de pression obtenue pour diagnostiquer l'amortisseur de pression. Avantages de l'invention Le procédé selon l'invention permet pour la première fois de diagnostiquer un amortisseur de pression d'un système de dosage de carburant pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne. Cette solution présente l'avantage de pouvoir réaliser l'étage basse pression avec des techniques classiques économiques. Aussi longtemps que l'amortisseur de pression fonctionne, les pulsations seront amorties dans l'étage basse pression. En cas de diagnostic de défaut de l'amortisseur de pression, on peut prendre des mesures appropriées pour protéger le circuit basse pression. Le coeur de la présente invention est que par une fonction de diagnostic embarqué, on peut surveiller l'amortisseur de pression dans la plage basse pression du système de dosage de carburant pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne et diagnostiquer suffisamment à temps un amortisseur de pression défectueux. En cas de défaut de fonctionnement de l'amortisseur de pression, diagnostiqué, on peut signaler la nécessité de l'échange des composants. Par la possibilité des diagnostics embarqués ou en ligne, on peut utiliser des composants plus économiques dans l'étage basse pression sans réduire pour autant la disponibilité du système. Selon un développement avantageux de l'invention, on mesure la courbe ou évolution de pression dans l'étage basse pression à l'aide d'un capteur de pression installé dans l'étage basse pression. Plus précisément on mesure des pressions en fonction du temps et on détermine la courbe de pression à partir des valeurs de pression ainsi mesurées. Les systèmes de dosage de carburant à deux étages, connus selon l'état de la technique, sont très sensibles aux températures élevées. Pour cette raison, aux températures élevées, il faut augmenter la pression amont régnant dans l'étage basse pression pour conserver le bon fonctionnement. On peut envisager des solutions pour augmenter la pression amont avec un capteur basse pression pour déterminer cette pression amont. Ce capteur de pression installé dans le système de dosage de carburant pour augmenter la pression amont peut également s'utiliser pour mesurer la courbe de pression dans la plage basse pression, dans le cadre du procédé de diagnostic selon l'invention. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, dans le cadre de l'exploitation de la courbe de pression dans la plage basse pression, on forme une courbe de différence de pression à partir de la différence d'une courbe de pression de consigne pour l'étage basse pression et de la courbe de pression obtenue. On peut fournir la courbe de pression de consigne par exemple d'un dispositif de régulation de la pression amont. De manière avantageuse, dans le cadre de l'exploitation de la courbe de pression dans la plage basse pression on peut former l'amplitude de la courbe de pression obtenue ou de la courbe de différence de pression. Selon un autre développement avantageux de l'invention, on utilise les amplitudes de la courbe de pression obtenue dans l'étage basse pression ou de la courbe de différence de pression pour le diagnostic de l'amortisseur de pression. De manière préférentielle, on diagnostique qu'un amortisseur de pression est défectueux si les amplitudes de la courbe de pression obtenue dans la plage basse pression ou de la courbe de différence de pression dépassent un seuil prédéterminé pendant une durée donnée. La durée donnée ou prédéterminée peut être choisie suffisamment faible pour que dès le premier dépassement de l'amplitude d'un seuil prédéterminé, on diagnostique un amortisseur de pression comme étant défectueux. Pour éviter si possible des diagnostics erronés, il est proposé que l'amplitude doit dépasser le seuil pendant une durée prolongée pour que le diagnostic signale un amortisseur de pression défectueux. Il est en outre proposé, dans le cadre du diagnostic de l'amortisseur de pression, de tenir compte des déviations de pression stationnaires de la courbe de pression de l'étage basse pression par rapport à la courbe de pression de consigne dans cet étage basse pression. On élimine avantageusement les oscillations de fréquence propre de l'étage basse pression de la courbe de pression obtenue. Les fréquences propres du circuit basse pression peuvent se déterminer préalablement au diagnostic selon l'invention. En éliminant par filtrage les oscillations de fréquence propre de la plage basse pression dans la courbe de pression obtenue on évite que ces oscillations ne conduisent à des erreurs de diagnostic. A la place des oscillations de fréquence propre du circuit basse pression qui ont été éliminées de la courbe de pression, on effectue de préférence aucun diagnostic. Il est particulièrement important de réaliser le procédé selon l'invention sous la forme d'un programme d'ordinateur exécuté par un calculateur notamment un microprocesseur. Il convient que le programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention soit exécuté sur le calculateur. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le programme d'ordinateur est enregistré dans un élément de mémoire, notamment une mémoire morte ROM, une mémoire vive RAM ou une mémoire flash. L'élément de mémoire coopère avec le calculateur. Pour l'exécution du programme, celui-ci est transmis soit à la demande, soit globalement de l'élément de mémoire dans le calculateur. Comme autre solution du problème de l'invention, partant du dispositif de diagnostic du type défini ci-dessus, le dispositif détermine et exploite la courbe de pression dans l'étage basse pression et utilise la courbe de pression obtenue pour diagnostiquer l'amortisseur de pression. Selon un développement avantageux de l'invention, le dispositif de diagnostic comporte des moyens pour exécuter le procédé de l'invention. Ce dispositif de diagnostic comporte par exemple un calculateur, notamment un microprocesseur, relié par une liaison de communication à l'élément de mémoire. L'élément de mémoire contient un programme d'ordinateur que peut exécuter le calculateur et permet de réaliser le procédé de l'invention. Enfin, selon une autre solution du problème de l'invention, partant du système de dosage de carburant du type défini ci-dessus, selon l'invention, le système de dosage de carburant comporte des moyens pour saisir la courbe de pression régnant dans la plage basse pression, des moyens pour exploiter la courbe de pression saisie et des moyens pour diagnostiquer l'amortisseur de pression à l'aide de la courbe de pression obtenue. La courbe de pression régnant dans la plage basse pression peut être modélisée par exemple à l'aide de signaux de capteurs ou d'autres grandeurs disponibles dans l'appareil de commande d'un moteur à combustion interne. Dans les mêmes conditions, il est possible de mesurer la courbe de pression par des moyens de mesure appropriés. Selon un développement avantageux de l'invention, le système de dosage de carburant comporte des moyens pour réaliser le procédé de l'invention. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un mode de réalisation préférentiel d'un système de dosage de carburant selon l'invention, - la figure 2 montre un mode de réalisation préférentiel d'un procédé de diagnostic selon l'invention, - la figure 3 montre une courbe de pression de l'étage basse pression du système de dosage de carburant de la figure 1 pour un amortisseur de pression intact, - la figure 4 montre une courbe de pression de l'étage basse pression du système de dosage de carburant de la figure 1 dans le cas d'un amor- tisseur de pression défectueux. Description de l'exemple de réalisation La figure 1 montre un système de dosage de carburant 1 selon l'invention alimentant en carburant un moteur à combustion interne 2. Le système de dosage de carburant 1 est un système à deux étages comprenant un étage basse pression ND et un étage haute pression HD. Il comprend une pompe d'alimentation amont 3, par exemple en forme de pompe électrique de carburant prenant le carburant d'un réservoir 4 pour alimenter l'étage basse pression ND. Le carburant fourni par la pompe d'alimentation amont 3 passe par un élément de filtre 5 pour alimenter une pompe haute pression 6. La pompe haute pression 6 est par exemple une pompe à piston à un cylindre, commandée à la demande. Cette pompe prend le carburant de l'étage basse pression ND pour le fournir à l'étage haute pression HD. Dans l'étage haute pression HD il y a un accumulateur de haute pression 7 dans lequel le carburant est stocké à une pression d'injection Pr pour être injecté à la demande par des injecteurs 8, directement dans les chambres de combustion 9 du moteur à combustion interne 2. Du fait du fonctionnement de la pompe haute pression 6 commandée à la demande, dans l'étage basse pression ND on a nécessairement des pulsations dont la fréquence dépend de la vitesse de rotation de la pompe haute pression 6. Ces pulsations ont une amplitude tellement élevée que le circuit ou étage basse pression ND ne peut plus fonctionner avec les techniques de liaison habituelles. Pour amortir les pulsations, l'étage basse pression ND comporte un amortisseur de pression 10 intégré à la pompe haute pression 6 ou installé directement en amont de celle-ci. L'amortisseur de pression 10 amortit les pointes de pression par une chambre reliée à l'amortisseur et remplie de carburant 10a, travaillant contre un coussin d'air lOb en le comprimant. Différents modes de réalisation d'un amortisseur de pression 10 sont par exemple connus selon le document DE 38 43 840 Al. Pour permettre un diagnostic de l'amortisseur de pression 10 pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne 1, un capteur de pression 11 est installé selon l'invention dans l'étage basse pression ND ; ce capteur de pression reçoit la courbe de pression Pn dans la plage basse pression ND et transmet un signal correspondant à l'appareil de commande 12 du système de dosage de carburant 1. L'appareil de commande 12 commande ou régule le système de dosage de carburant 1. L'appareil de commande 12 est relié par des conduites de commande à la pompe d'alimentation amont 3 et à la pompe haute pression 6. L'appareil de commande 12 comporte un élément de mémoire 13 contenant un programme d'ordinateur permettant à un calculateur 14, notamment un microprocesseur de l'appareil de commande 12, d'effectuer ce programme correspondant au procédé de diagnostic selon l'invention. Pour exécuter ce programme d'ordinateur, celui-ci est transmis soit à la demande, soit globalement, par une liaison de communication 15 de l'élément de mémoire 13 à l'appareil de calcul 14. Le procédé selon l'invention sera décrit ci-après à l'aide de l'ordinogramme de la figure 2. Le procédé commence par un bloc fonctionnel 20 (départ). Dans le bloc fonctionnel 21 on mesure la pression Pn régnant dans l'étage basse pression ND à l'aide du capteur de pression 11. Dans un bloc fonctionnel 22 on forme la pression différentielle entre la différence de la pression de consigne Pncons de l'étage basse pression ND et la pression mesurée Pn. La pression de consigne Pncons est par exemple fournie par l'appareil de commande 12. Le bloc fonctionnel 23 filtre la courbe de différence de pression à l'aide d'un filtre passe-bande. Cela permet d'éliminer les oscillations de fréquence propre de la plage basse pression ND du système de dosage de carburant 1. Pour cela on détermine au préalable la fréquence propre de l'étage basse pression ND. De telles oscillations se produisent par exemple dans des systèmes de dosage de carburant avec un circuit ou étage basse pression à régulation mécanique ou d'un système d'augmentation de la pression amont ou en cas de défaut de la pompe de préalimentation 3. Dans le bloc fonctionnel 23 on élimine les fréquences propres du circuit ou de l'étage basse pression ; à cet endroit on ne diagnostique pas l'amortisseur de pression 10. Dans un bloc fonctionnel 24 on forme une évolution de la valeur absolue en formant l'amplitude de la courbe de différence de pression sortant du filtre passe-bas. Dans le bloc fonctionnel 25 on effectue un nouveau filtrage pour lisser l'évolution ou courbe de la valeur absolue. L'évolution lissée de la valeur absolue de la courbe de différence de pression filtrée par le filtre passe-bande est appelée Pd. Dans le bloc d'interrogation 26 on vérifie si l'évolution de la pression Pd est supérieure ou égal à un seuil prédéterminé Ps pendant une durée prédéterminée ts. A la fois le seuil Ps et la durée ts peuvent être adaptés à différents systèmes de dosage de carburant 1. Si la courbe de la pression pd dépasse le seuil Ps au moins pendant la durée ts, un bloc fonctionnel 27 diagnostique un défaut de l'amortisseur de pression 10. Le procédé selon l'invention se termine par le bloc fonctionnel 28. Au cas où la courbe Pd est soit inférieure ou égale au seuil Ps ou ne dépasse le seuil Ps que pendant une courte durée inférieure à la durée ts, le bloc fonctionnel 29 diagnostique un amortisseur de pression 10 intact. Le bloc fonctionnel 29 dérive de nouveau vers le bloc fonctionnel 21 qui mesure de nouveau la pression actuelle Pn dans l'étage basse pression ND. Le procédé est exécuté de manière cyclique. Dans chaque cycle on mesure une valeur de la pression Pn pour qu'après plusieurs cycles on puisse former la moyenne des différentes pressions pour la courbe de pression Pn. Avant d'exploiter la courbe de pression mesurée Pn dans les blocs fonctionnels 23-29 il faut s'assurer qu'il n'y a pas de déviation stationnaire dans l'étage basse pression ND par rapport à la courbe de pression de consigne Pncons qui pourrait également déclencher le diagnostic d'un défaut de l'amortisseur de pression 1. Pour cette raison on surveille l'évolution de la différence de pression sans former de valeur absolue et sans filtrage. La vérification pour la détection de défaut stationnaire se fait dans le bloc d'interrogation 30. Si un défaut ou erreur stationnaire est détecté, on conclut à un défaut dans l'étage basse pression ND et on termine le procédé selon l'invention. Dans la partie supérieure de la figure 3 on a représenté la courbe de pression mesurée Pn dans l'étage basse pression ND pour un amortisseur de pression 10 intact ainsi que la courbe de la pression de consigne Pncons. Dans la partie inférieure de la figure 3 il apparaît clairement que l'amplitude de la courbe de différence de pression Pd, lissée, et filtrée par un filtre passe-bande, se situe de manière significative en dessous du seuil Ps. La figure 4 montre la courbe de pression mesurée Pn pour un amortisseur de pression 10, défectueux. La partie supérieure de la figure 4 montre clairement les pulsations importantes de la courbe de pression Pn. Dans la partie inférieure de la figure 4 on voit que les amplitudes de la courbe Pd dépassent le seuil Ps pendant la durée ts. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de diagnostic d'un amortisseur de pression (10) dans la zone basse pression (ND) d'un système de dosage de carburant (1) d'un moteur à combustion interne (2), le système de dosage de carburant (1) ayant une pompe d'alimentation amont (3) qui prend le carburant d'un réservoir de carburant (4) pour alimenter l'étage basse pression (ND) et une pompe haute pression (6) qui transfère le carburant de l'étage basse pression (ND) dans un étage haute pression (HD), caractérisé en ce qu' on détermine et on exploite la courbe de pression (Pn) dans l'étage basse pression (ND), et on utilise la courbe de pression (Pn) obtenue pour diagnostiquer l'amortisseur de pression (10). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on mesure la courbe de pression (Pn) dans l'étage basse pression (ND) à l'aide d'un capteur de pression (11) installé dans l'étage basse pression (ND). 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cadre de l'exploitation de la courbe de pression (Pn) dans l'étage basse pression (ND), on forme une courbe de différence de pression à partir de la différence d'une courbe de pression de consigne (Pncons) pour l'étage basse pression (ND) et de la courbe de pression obtenue (Pn). 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans le cadre de l'exploitation de la courbe de pression (Pn) dans l'étage basse pression (ND) on forme la valeur de la courbe de pression déterminée (Pn) ou de la courbe de différence de pression. 5 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' on utilise l'amplitude de la courbe de pression obtenue (Pn) dans l'étage basse pression (ND) ou de la courbe de différence de pression pour le diagnostic de l'amortisseur de pression (10). 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' on diagnostique un amortisseur de pression (10) défectueux si les amplitudes de la courbe de pression déterminée (Pn) dans l'étage basse pression (ND) ou de la courbe de différence de pression dépassent un seuil prédéterminé (Ps) pendant une durée prédéterminée (ts). 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cadre du diagnostic de l'amortisseur de pression (10) on tient compte des déviations de pression stationnaires de la courbe de pression (Pn) régnant dans l'étage basse pression (ND) par rapport à une courbe de pression de consigne (Pncons) pour l'étage basse pression (ND). 8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à partir de la courbe de pression déterminée (Pn), on élimine par filtrage les oscillations de fréquence propre de l'étage basse pression (ND). 9 ) Dispositif (12) pour le diagnostic d'un amortisseur de pression (10) d'un étage basse pression (ND) d'un système de dosage de carburant (1) d'un moteur à combustion interne (2), le système de dosage de carburant (2) comprenant une pompe d'alimentation amont (3) prenant le carburant d'un réservoir de carburant (4) pour le fournir à l'étage basse pression (ND) et une pompe haute pression (6) qui transfère le carburant de l'étage basse pression (ND) à un étage haute pression (HD), caractérisé en ce qu' il comprend un dispositif (12) pour déterminer et exploiter la coube de pression (Pn) dans l'étage basse pression (ND) et diagnostiquer l'amortisseur de pression (10). 10 ) Système de dosage de carburant (1) d'un moteur à combustion interne (2) à injection de carburant, comprenant une pompe d'alimentation amont (3) qui prend le carburant d'un réservoir de carburant (4) pour le fournir à un étage basse pression (ND) du système de dosage de carburant (1) et une pompe haute pression (6) qui transfère le carburant de l'étage basse pression (ND) à l'étage haute pression (HD) du système de dosage de carburant (1), avec un amortisseur de pression (10), au niveau de l'étage basse pression (ND), caractérisé en ce que le système de dosage de carburant (1) comporte des moyens (11) pour saisir la courbe de pression (Pn) régnant dans l'étage basse pression (ND), les moyens (12) pour exploiter la courbe de pression saisie (Pn) et des moyens (Pn) pour diagnostiquer l'amortisseur de pression (10) à l'aide de la courbe de pression déterminée (Pn).