Brevet FR2909415A1 — publié le 20080606

-1- Procédé de détection de l'utilisation d'un carburant non-conforme [000li La présente invention concerne l'identification des caractéristiques de bases d'un carburant automobile, en particulier la discrimination au niveau du véhicule entre les carburants de type essence et les carburants du type diesel en fonction du type de moteur équipant le véhicule. [0002] Le marché des véhicules automobiles pour particuliers et celui des petits véhicules utilitaires est essentiellement partagé entre des véhicules équipés d'un moteur à combustion interne commandée, communément appelés moteurs essence, et des véhicules équipés d'un moteur à combustion interne spontanée, du type Diesel qui nécessitent un carburant du type gazole. Ces dernières années, il a été constaté une forte recrudescence des confusions entre carburants dans les stations service. En effet, de nombreux ménages disposent de plusieurs véhicules qui peuvent être équipés de motorisations différentes. De plus, les flottes (véhicules de locations, véhicules de service, etc.) se sont beaucoup développées de sorte que les automobilistes utilisent tour à tour des véhicules nécessitant du gazole ou de l'essence ce qui génère des risques d'erreurs. [0003] Les pompes distributrices sont en principe équipées d'un détrompeur mécanique sensé interdire le remplissage d'un réservoir essence par du gazole, la section du pistolet d'une pompe gazole étant plus large que l'entrée du réservoir dans un véhicule à moteur essence. Néanmoins, des utilisateurs distraits prouvent chaque jour que ce détrompeur n'est pas infaillible. [0004] A l'évidence, ce système mécanique n'est d'aucune efficacité pour prévenir le remplissage accidentel d'un réservoir de gazole avec de l'essence. Dans les pays où la pénétration du marché des véhicules à moteurs Diesel est relativement récente, ces erreurs se répètent plus de cent mille fois par an. Or, le gazole est un carburant sélectionné en fonction de ses propriétés de lubrification, propriétés indispensables pour limiter l'usure des pièces mobiles d'un moteur Diesel. De plus, 2909415 -2- les systèmes d'injection modernes du type injection directe haute pression sont également très sensibles à la nature du carburant. L'utilisation d'essence à la place de gazole peut donc provoquer au pire une casse moteur et dans le meilleur des cas, une destruction de pièces telles la pompe à carburant, la pompe à injection 5 haute pression ou des injecteurs. [0005] Par ailleurs, si la panne ne survient pas immédiatement, ce qui est notamment le cas si le réservoir du véhicule n'était pas quasiment vide au moment de son remplissage, la confusion de carburant met en danger la sécurité des occupants du véhicule, et des autres véhicules circulant, car elle peut entraîner une 10 coupure moteur totalement inattendue et pratiquement instantanée. [0006] Si l'automobiliste constate son erreur au niveau même de la pompe, il en sera quitte avec une purge du circuit d'alimentation et un nouveau plein avec le carburant adapté, soit essentiellement une simple perte de temps sans vraie conséquence financière ou autre. De nombreuses études ont de ce fait été 15 poursuivies visant à empêcher l'introduction d'un carburant inadapté ou à alerter l'automobiliste si tel est le cas. [0007 Il a ainsi été proposé par exemple dans le brevet FR2741014 des dispositifs détrompeurs mécaniques pour empêcher l'introduction dans l'orifice du réservoir du véhicule un pistolet ayant un diamètre plus petit que la taille normale d'un pistolet 20 gazole. Plus récemment, il a été proposé dans la demande de brevet WO2004101305A1 des moyens pour mesurer la taille du pistolet associés à des moyens bloquant l'introduction du pistolet si celui-ci n'est pas à la bonne taille. [0008] D'autres dispositifs, connus par exemple du brevet US5309957, sont associés au pistolet, et comportent des capteurs permettant de vérifier que le 25 carburant avec lequel l'automobiliste s'apprête à faire le plein correspond bien au carburant déjà dans le véhicule, et à stopper la pompe distributrice de carburant si tel n'est pas le cas. A l'évidence, ce type de dispositif n'est efficace que si l'automobiliste s'approvisionne auprès de stations services équipées. [0009] Enfin, il a également été proposé d'équiper le véhicule automobile de 30 capteurs propres à déterminer la nature du carburant. Ainsi, il est connu de la demande de brevet EP1134574A2 d'équiper la conduite entre la trappe carburant et 2909415 -3-le réservoir d'un véhicule de moyens pour prélever un volume de carburant et le peser, associer à des moyens pour empêcher le démarrage du véhicule si le carburant n'est pas idoine. De plus tous les systèmes supposant des capteurs spécifiques embarqués supposent par définition que le véhicule soit à tout le moins 5 équipé de ce capteur, avec éventuellement une modification du circuit carburant pour permettre l'implantation du capteur, ce qui signifie à l'évidence un coût supplémentaire que l'automobiliste à qui pareille mésaventure n'est jamais arrivée n'est pas nécessairement prêt à assumer. [0010] Il subsiste donc un besoin d'un moyen qui soit à la fois peu coûteux, 10 autonome, notamment non lié au réseau de distribution en carburant, indépendant du moyen utilisé pour remplir le réservoir, donc pouvant être utilisé quel que soit le type de pompe à carburant ou même en l'absence de pompe (l'utilisateur doit pouvoir remplir son réservoir à partir d'un jerrican en cas de besoin) et à la fois fiable et rapide pour alerter l'automobiliste le plus rapidement possible., 15 [0011] Selon l'invention, ce problème est résolu par la comparaison entre la température effective des gaz d'échappement, et la température attendue compte tenu de l'état d'enfoncement de la pédale d'accélérateur. [0012] Conformément à un premier mode de réalisation, l'invention a ainsi pour objet un procédé de détection de l'utilisation d'un carburant non-conforme 20 consistant à étalonner les températures des gaz d'échappement en fonction d'au moins un paramètre moteur et à comparer la température réelle des gaz par rapport à ces températures de référence pour une même valeur du paramètre moteur, ce paramètre moteur étant typiquement l'état d'enfoncement de la pédale d'accélérateur, même si une combinaison d'autres paramètres, qui typiquement 25 vont refléter de façon indirecte cet état d'enfoncement peut également être envisagée. [0013] Dans une variante plus particulièrement préférée, il est également tenu compte d'au moins un paramètre moteur complémentaire, choisi parmi le régime moteur, la température de l'air d'admission et la pression d'admission. 30 [0014] Le procédé selon l'invention pourra également présenter en outre au moins l'une des caractéristiques suivantes : 2909415 -4- - les températures d'étalonnage sont associées aux cartographies moteurs commandant les temps d'injection en fonction de la valeur des paramètres moteurs ; - la détection est archivée dans le journal des alertes du moteur. 5 - la détection provoque un clignotement de la jauge entre une position mini et la position correspondant à l'état de remplissage du réservoir de carburant du véhicule ; - la détection provoque une commande d'arrêt du moteur, éventuellement suivie d'une interdiction du redémarrage du véhicule. 10 [0015] L'essence et le gazole différent par leurs propriétés physiques et chimiques. L'essence est un mélange de molécules d'hydrocarbures à chaîne carbonée courte (entre 1 et 13 atomes de carbone) alors que le gazole est un carburant lourd composé d'hydrocarbures à chaîne beaucoup plus longue et complexe. Cette différence de composition se retrouve dans les caractéristiques physico15 chimiques (capacité calorifique, pression de vapeur saturante, viscosité, densité, etc.) de ces carburants. [0016] En particulier, le gazole est relativement plus visqueux que l'essence. Cette différence est essentiellement responsable des dommages causés à un moteur Diesel lorsque de l'essence est introduite par erreur dans le réservoir du véhicule. 20 [0017] En effet, pour un moteur Diesel, le gazole contribue lui-même à la lubrification de nombreuses pièces, à commencer par les injecteurs. Une moindre viscosité du carburant conduit à une diminution de l'épaisseur du film de carburant lubrifiant les pistons et surtout, sur les véhicules équipés d'un système d'injection haute pression, de la pompe à carburant, avec un risque de grippage de la pompe 25 d'injection. [0016] La présente invention repose sur un autre effet lié à cette diminution de la viscosité : sur un moteur Diesel, les stratégies de contrôle moteur reposent sur un dosage de la masse de carburant injectée lors de chaque cycle de combustion, dosage basé sur un ajustement du temps d'ouverture de l'injecteur. Si le mélange 2909415 -5- de carburant est plus fluide, toutes choses égales par ailleurs, et donc notamment pour un même temps d'ouverture de l'injecteur, la masse de carburant injectée sera plus grande et il va en résulter une élévation de la température des gaz d'échappement. 5 [0019] Le pilotage de l'injecteur est effectué essentiellement en fonction de l'état d'enfoncement de la pédale d'accélérateur (avec bien entendu, un réglage correspondant au ralenti, cas typique où l'automobiliste redémarrage son moteur tout en restant temporairement à l'arrêt). [0020] En pratique, ce pilotage est obtenu à partir de cartographies c'est-à-dire de 10 bases de données donnant les temps d'ouverture des injecteurs en fonction de la position de la pédale d'accélérateur établies en fonction d'essais sur bancs moteurs, de façon à trouver les meilleurs compromis en termes de consommation de carburants, d'émissions de gaz polluants et de performances moteurs (couple, notamment couple à bas régime). 15 [0021] Selon l'invention, il est proposé de compléter ces cartographies en associant à chaque position de la pédale d'accélérateur une valeur de la température des gaz d'échappement, telle que mesurée notamment lors des essais de calibration du moteur. La mesure de la température réelle des gaz d'échappement et la comparaison entre cette température mesurée et la température prévue permet 20 d'identifier tout écart, en particulier toute élévation anormale de cette température et d'associer cette élévation à la présence d'essence dans le réservoir du véhicule. [0022] Dans ce qui précède, nous avons supposé une cartographie élémentaire reposant uniquement sur l'état d'enfoncement de la pédale d'accélérateur. L'homme de l'art aura bien sûr noté qu'en pratique, les cartographies utilisées sont plus 25 complexes et tiennent notamment compte d'autres paramètres comme par exemple le régime moteur, la température de l'air d'admission, la pression d'admission etc. Mais tous ces paramètres complémentaires étant indépendants du mélange de carburant, il n'en reste pas moins vrai que pour chaque point cartographié, une dilution du gazole par de l'essence va conduire à une température des gaz 30 d'échappement anormale, et que la détection de cette anomalie, en particulier toute 2909415 -6- détection d'une température plus élevée que prévue, pourra être associée à la présence non désirée d'essence dans le mélange carburant. [0023] Il doit être souligné que la plupart des véhicules équipés d'un moteur Diesel ont une ligne d'échappement comportant déjà des moyens de mesure de la 5 température des gaz d'échappement, prévus notamment pour la gestion des moyens de dépollution des gaz d'échappement, comme par exemple un filtre à particules. Avec l'unité centrale qui gère les cartographies de commande des moteurs, ceci montre que l'invention peut être mise en oeuvre sans avoir à modifier le véhicule, avec simplement une mise à jour des cartographies. Il peut même être 10 envisagé d'équiper des véhicules déjà commercialisés de cette nouvelle fonction, par simple mise à jour de l'unité centrale. [0024] Au système de détection d'une anomalie dans la nature du carburant vient de préférence s'ajouter des moyens pour avertir l'automobiliste de l'erreur du carburant. Il peut s'agir par exemple d'un déclenchement d'une alarme sonore et/ou 15 visuelle ù avec par exemple la mise en route des feux clignotants d'avertissement d'urgence ù éventuellement suivie d'un arrêt moteur avec une interdiction d'un redémarrage. Il est aussi possible d'alerter le conducteur de façon plus discrète, par exemple par un clignotement du témoin de niveau mini de carburant (ce qui sera d'autant plus remarquable que le conducteur vient de se servir à la pompe et donc 20 qu'à tout le moins, il s'attend à ce que le niveau mini du carburant soit dépassé). [0025] D'autres variantes sont possibles comme par exemple un témoin de jauge fou , oscillant entre le niveau mini et le niveau réel ou bien entendu, l'allumage d'un témoin spécifique, avec l'énonciation d'une alerte de qualité de carburant si le véhicule est équipé d'une synthèse vocale. 25 [0026] Bien évidemment, l'ensemble de ces moyens peuvent être combinés ù et dans la mesure où l'élévation de la température est essentiellement proportionnelle à la fraction d'essence présente dans le mélange carburant, il est possible de moduler l'intensité de l'alerte ù par exemple en autorisant ou non le redémarrage si la fraction d'essence dans le gazole est estimée suffisamment minime. 30 [0027] En parallèle, l'alerte sera enregistrée dans le journal des alertes associé à l'unité centrale du véhicule, de sorte que si le conducteur décide de ne pas arrêter 2909415 -7- le moteur pour une vidange du réservoir, et qu'il s'en suit des dommages pour le moteur, la responsabilité du conducteur pourra être établie, minimisant les risques de contentieux. 5 Revendications 1. Procédé de détection de l'utilisation d'un carburant non-conforme consistant à étalonner les températures des gaz d'échappement en fonction d'au moins un paramètre moteur et à comparer la température réelle des gaz par rapport à ces températures de référence pour une même valeur du paramètre moteur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un paramètre moteur est l'état d'enfoncement de la pédale d'accélérateur. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est tenu compte d'au moins un paramètre moteur complémentaire, choisi parmi le régime moteur, la température de l'air d'admission et la pression d'admission. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les températures d'étalonnage sont associées aux cartographies moteurs commandant les temps d'injection en fonction de la valeur des paramètres moteurs. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la détection est archivée dans le journal des alertes du moteur. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la détection provoque un clignotement de la jauge entre une position mini et la position correspondant à l'état de remplissage du réservoir de carburant du véhicule. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la détection provoque une commande d'arrêt du moteur. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le redémarrage du véhicule est interdit suite à la commande d'arrêt.