Brevet FR3012177A1 — publié le 20150424

PROCEDE DE DECHARGE D'UN RAIL D'INJECTION DE CARBURANT HAUTE PRESSION DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE EN CAS D'INTERVENTION APRES-VENTE [0001] L'invention porte sur un procédé de décharge d'un rail d'injection de carburant haute pression de moteur à combustion interne en cas d'intervention après-vente, ainsi que sur le calculateur moteur correspondant. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec des véhicules automobiles équipés d'un moteur thermique à essence mais pourrait également être mise en oeuvre avec des véhicules munis d'un moteur de type Diesel. [0002] On connaît des circuits d'alimentation en carburant du moteur qui permettent d'optimiser la consommation en carburant du moteur. De tels circuits comportent à cet effet une pompe basse pression, dite pompe de gavage, apte à assurer le transfert du carburant puisé dans le réservoir vers une pompe haute pression. Cette dernière permet d'alimenter en carburant un rail d'injection, lequel conduit le carburant provenant de la pompe haute pression vers des injecteurs commandés électriquement. [0003] Afin de limiter les émissions de particules au redémarrage du moteur thermique après une phase d'arrêt commandée par un système d'arrêt et de redémarrage du moteur thermique (système "Stop and Start" en anglais), la pression du carburant est maintenue dans le rail d'injection de carburant au moyen d'un clapet anti-retour positionné en sortie de la pompe haute pression, par exemple à hauteur de 80 Bars, soit 8 MPa. Cette pression est donc également maintenue dans le cas d'un arrêt moteur classique. [0004] L'opérateur doit donc attendre la décharge naturelle du rail d'injection qui est longue à réaliser (jusqu'à 12 heures) avant de pouvoir intervenir sur le circuit haute pression en toute sécurité. En effet, dans le cas contraire, si le circuit haute pression était démonté avant la fin de la période de décharge, il existerait des risques de projection de carburant. [0005] Le document US8015963 décrit un procédé de contrôle de la pression à l'intérieur d'un rail d'injection suite à l'arrêt du moteur. Plus précisément, ce document enseigne d'ouvrir un injecteur pour faire diminuer la pression à l'intérieur du rail d'injection. La diminution de pression vise à éviter que le capteur de pression soit considéré comme défaillant dans le cas où il ne se produirait pas une décharge naturelle du rail d'injection due aux fuites des injecteurs. Toutefois, la diminution de pression requise ne permet pas d'intervenir sur le circuit haute pression sans risque de projection de carburant. [0006] L'invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant un procédé de décharge d'un rail d'injection haute pression d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ledit rail d'injection qui appartient à un circuit haute pression étant alimenté par une pompe haute pression, caractérisé en ce que, ledit moteur à combustion interne étant à l'arrêt, et ledit rail d'injection étant sous pression, ledit procédé comporte, sur requête d'un outil de diagnostic connecté à un calculateur moteur, l'étape de commander une ouverture d'au moins un injecteur dudit moteur à combustion interne de manière à évacuer une quantité de carburant contenu dans ledit rail d'injection vers au moins un des cylindres du moteur pour faire diminuer la pression dans ledit rail d'injection en dessous d'un seuil de pression autorisant un démontage en toute sécurité d'un composant du circuit haute pression. [0007] L'invention permet ainsi de réduire substantiellement la durée de décharge du rail d'injection haute pression et donc la durée de mobilisation d'un véhicule en cas d'intervention après-vente. Cela permet de faire des économies de main d'ceuvre pour toute panne nécessitant une intervention sur le circuit de carburant. En outre, l'invention permet de garantir une intervention sur le circuit haute pression en toute sécurité dans la mesure où la chute de pression évite tout risque de projection de carburant lors d'un démontage d'un composant du circuit par l'opérateur. [0008] Selon une mise en oeuvre, ledit seuil de pression autorisant un démontage en toute sécurité d'un composant du circuit haute pression est inférieur ou égal à 0.5 MPa. [0009] Selon une mise en oeuvre, ledit procédé comporte l'étape de commander l'ouverture de l'ensemble des injecteurs simultanément de manière à répartir la quantité de carburant contenue dans ledit rail d'injection sur l'ensemble des cylindres du moteur à combustion interne. [0010] Selon une mise en oeuvre, l'ouverture du ou des injecteurs est commandée pendant une durée calibrable. On facilite ainsi l'implémentation logicielle du procédé. [0011] Selon une mise en oeuvre, l'ouverture du ou des injecteurs est commandée en se basant sur une évolution de la valeur de pression à l'intérieur du rail d'injection fournie par un capteur de pression. [0012] Selon une mise en oeuvre, une évolution de la pression dans ledit rail d'injection ou la pression une fois l'étape d'ouverture du au moins un injecteur terminée est affichée par l'outil de diagnostic. [0013] Selon une mise en oeuvre, ladite pompe haute pression étant alimentée par une pompe de gavage, ledit procédé comporte l'étape préalable de couper le fonctionnement de ladite pompe de gavage. On évite ainsi que, lors de l'intervention sur le circuit haute pression, la pompe de gavage alimente la pompe haute pression en carburant sous pression suite à la connexion de l'outil de diagnostic au calculateur qui nécessite une mise sous tension des équipements du véhicule. [0014] Selon une mise en oeuvre, dans le cas où à l'issue de la mise en oeuvre du procédé, la pression à l'intérieur dudit rail haute pression reste supérieure au seuil de pression, l'outil de diagnostic affiche un message et/ou émet un signal sonore indiquant une survenance d'un défaut. [0015] L'invention a également pour objet un calculateur moteur comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en oeuvre du procédé de décharge d'un rail d'injection haute pression selon l'invention. [0016] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0017] La figure 1 est une représentation schématique d'un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne et d'un outil de diagnostic mettant en oeuvre le procédé de décharge du rail d'injection haute pression selon la présente invention; [0018] La figure 2 représente un diagramme des principales étapes du procédé de décharge du rail d'injection haute pression selon la présente invention. [0019] La figure 1 montre un circuit d'alimentation 1 en carburant d'un moteur thermique 2 de véhicule automobile comportant une pompe basse pression 3 dite pompe de gavage. La pompe de gavage 3 est apte à assurer, via un circuit basse pression 4, le transfert du carburant puisé dans le réservoir 5 vers une pompe haute pression 8. Un clapet anti-retour 9 est positionné en sortie de la pompe haute pression 8 pour maintenir la pression du carburant dans un rail d'injection 11 après une phase d'arrêt du moteur commandée par un système d'arrêt et de redémarrage du moteur thermique 20 (système "Stop and Start" en anglais). Cela vise à limiter les émissions de particules au redémarrage du moteur thermique. On note à cet égard que la pression est également maintenue dans le rail d'injection 11 en cas d'arrêt normal du moteur du fait de la présence du clapet 9. [0020] La pompe de gavage 3 pourra être installée à l'intérieur du réservoir 5, auquel cas la pompe 3 sera de préférence située dans un bol du réservoir 5. Alternativement, la pompe 3 pourra être installée à l'extérieur du réservoir 5. [0021] La pompe haute pression 8 permet d'alimenter en carburant le rail d'injection 11 de carburant via un tube haute pression 12 s'étendant entre la pompe 8 et le rail d'injection 11. Le rail d'injection 11 conduit le carburant provenant de la pompe haute pression 8 vers des injecteurs 13 commandés électriquement. Les injecteurs 13 ici au nombre de quatre injectent chacun du carburant dans un cylindre 14 correspondant ménagé dans le bloc-cylindres du moteur 2. Un capteur de pression 17 permet de mesurer la pression à l'intérieur du rail d'injection 11. La pompe haute pression 8, le tube haute pression 12, le rail d'injection 11 et les injecteurs 13 appartiennent au circuit haute pression référencé 15. [0022] Un calculateur moteur 18 assure la commande de la pompe basse pression 3, de la pompe haute pression 8, des injecteurs 13, et d'un système 20 de type "Stop and Start". Le système "Stop and Start" 20 permet d'arrêter le moteur 2 lorsque son fonctionnement n'est pas indispensable, et de le redémarrer le plus rapidement possible dès que le conducteur en a de nouveau besoin. [0023] On décrit ci-après, en référence avec la figure 2, une mise en oeuvre du procédé de décharge du rail d'injection 11 haute pression selon l'invention. A l'état initial, le rail d'injection 11 est sous pression après une phase d'arrêt du moteur du fait de la présence du clapet anti-retour 9 (cf. étape 100). La pression initiale est de l'ordre de 80 Bars soit 8 MPa. En effet, la pression en charge du moteur est de l'ordre de 200bars et lorsque le moteur s'arrête, ce dernier passe généralement par une phase de ralenti au cours de laquelle la pression en carburant est diminuée jusqu'à environ 80bars. Dans le cas d'un véhicule diesel, cette pression pourra être jusqu'à dix fois supérieure. [0024] L'opérateur connecte dans une étape 101 un outil de diagnostic 23 au calculateur moteur 18. Après action de l'opérateur sur l'outil de diagnostic 23, l'outil de diagnostic 23 transmet une requête R au calculateur moteur 18 afin de lancer la procédure de décharge du rail d'injection 11. [0025] La communication entre l'outil de diagnostic 23 et le calculateur moteur 18 nécessite de mettre le véhicule en conditions de démarrage en mettant sous tension les différents équipements du véhicule. Or cela peut avoir pour effet d'activer la pompe de gavage 3 délivrant à la pompe haute pression 8 un carburant sous pression à hauteur de 5 Bars environ. Pour éviter cette situation, suite à la réception de la requête R de l'outil de diagnostic 23, le calculateur moteur 18 commence la procédure par couper la pompe de gavage 3 dans une étape 102. [0026] Le calculateur moteur 18 commande alors dans une étape 103 l'ouverture des injecteurs 13 de manière à évacuer une quantité de carburant vers les cylindres 14 pour faire diminuer la pression dans le rail d'injection 11 en dessous d'un seuil de pression Sp autorisant un démontage d'un composant du circuit haute pression 15. L'ouverture des injecteurs 13 est commandée de préférence simultanément de manière à répartir la quantité de carburant contenue dans le rail d'injection 11 sur l'ensemble des cylindres 14 du moteur 2. Le seuil de pression Sp est de préférence inférieur ou égal à 5 Bars soit 0.5 MPa pour éviter tout risque de projection de carburant vers l'opérateur au cours de l'opération de démontage. Le seuil de pression Sp est de préférence égal à la pression atmosphérique. Le seuil de pression Sp pourra par exemple être stocké dans une mémoire 181 du calculateur moteur 18. [0027] A cet effet, l'ouverture des injecteurs 13 est commandée pendant une durée Ti calibrable garantissant que la pression Prail à l'intérieur du rail d'injection 11 sera inférieure au seuil de pression Sp à l'expiration de cette durée Ti et cela quelle que soit la situation de vie du véhicule. L'ouverture simultanée de l'ensemble des injecteurs 13 pourra par exemple être commandée pendant une durée Ti comprise entre 70 et 100ms pour un moteur à essence à injection directe muni de quatre cylindres. La durée Ti pourra être sensiblement supérieure dans le cas d'un moteur à trois cylindres ou d'un moteur Diesel. [0028] Alternativement, l'ouverture des injecteurs 13 est commandée en se basant sur une évolution de la valeur réelle de la pression Prail à l'intérieur du rail d'injection 11. Dans ce cas, l'ouverture du ou des injecteurs 13 est commandée jusqu'à ce que la pression mesurée Prail dans le rail d'injection 11 passe en dessous du seuil de pression Sp. Pendant cette étape, le calculateur moteur 18 transmet à l'outil de diagnostic 23 la mesure de pression à l'intérieur du rail d'injection 11 issue du capteur de pression 17. L'évolution de la pression dans le rail d'injection 11 ou la pression dans le rail 11 une fois l'étape d'ouverture des injecteurs 13 terminée pourra être affichée par l'outil de diagnostic 23. [0029] A la fin de la période calibrable Ti ou dans le cas où l'on se base sur l'évolution réelle de la pression, à l'expiration d'une durée limite, la pression à l'intérieur du rail d'injection 11 est comparée avec le seuil de pression Sp dans une étape 104. [0030] Le calculateur moteur 18 pourra alors envoyer un signal A de résultat de la procédure ayant par exemple une valeur binaire valant 0 en cas d'erreur lors de la mise en oeuvre du procédé qui n'a pas permis d'atteindre une pression Prail inférieure au seuil Sp ou 1 dans le cas de la réussite de la mise en oeuvre du procédé qui a permis d'atteindre une pression Prail inférieure au seuil Sp. Dans le cas où A vaut 0, l'outil de diagnostic 23 pourra, dans une étape 105, afficher un message et/ou émettre un signal sonore indiquant qu'un défaut est survenu lors de la mise en oeuvre du procédé de décharge du rail d'injection 11. Dans le cas contraire (A vaut 1), l'outil de diagnostic 23 pourra, dans une étape 106, émettre un message et/ou un signal sonore indiquant qu'une intervention sur le circuit de carburant peut être effectuée en toute sécurité, dans la mesure où la chute de pression évite tout risque de projection de carburant lors d'un démontage d'un composant du circuit haute pression 15. [0031] Ainsi, l'outil de diagnostic ne fait qu'envoyer une requête R au calculateur moteur 18 afin de lancer la procédure de décharge du rail 11 qui est entièrement hébergée dans le calculateur moteur 18. La mémoire 181 pourra ainsi stocker des instructions logicielles pour la mise en oeuvre du procédé de décharge du rail d'injection 11 haute pression suite à la réception de la requête R. [0032] L'invention permet de réduire substantiellement la durée de décharge du rail d'injection 11 et donc la durée de mobilisation d'un véhicule en cas d'intervention après-vente. Le carburant contenu dans les chambres de combustion des cylindres 14 pourra alors être brûlé au prochain démarrage du moteur 2. [0033] Bien entendu, le procédé selon l'invention n'est pas limité aux exemples de mises en oeuvre précédemment décrits. En particulier, il sera possible de commander uniquement l'ouverture d'un seul injecteur 13 ou d'un nombre d'injecteurs inférieur au nombre total d'injecteurs 13 afin d'évacuer le carburant sous pression contenu à l'intérieur du rail d'injection 11. En outre, l'invention pourra également être mise en oeuvre en cas de problème de démarrage du moteur 2 lié par exemple à l'allumage. [0034] La procédure n'est pas spécifiquement utilisée dans le cadre d'un arrêt de type Stop and Start. C'est la présence du système Stop and Start qui impose l'utilisation d'un clapet anti-retour sur le circuit d'alimentation carburant provoquant le maintien en pression en cas d'arrêt « stop and start » mais également d'arrêt normal (à la clé), du moteur, cas le plus courant. L'opérateur ne va pas intervenir sur le circuit carburant en phase de Stop STT, le moteur pouvant redémarrer à tout moment mais bien uniquement en phase d'arrêt moteur complet (sous contact uniquement). REVENDICATIONS: 1. Procédé de décharge d'un rail d'injection (11) haute pression d'un moteur à combustion interne (2) de véhicule automobile, ledit rail d'injection (11) qui appartient à un circuit haute pression (15) étant alimenté par une pompe haute pression (8), caractérisé en ce que, ledit moteur à combustion interne (2) étant à l'arrêt, et ledit rail d'injection (11) étant sous pression, ledit procédé comporte, sur requête d'un outil de diagnostic (23) connecté à un calculateur moteur (18), l'étape de commander une ouverture d'au moins un injecteur (13) dudit moteur à combustion interne (2) de manière à évacuer une quantité de carburant contenu dans ledit rail d'injection (11) vers au moins un des cylindres (14) du moteur (2) pour faire diminuer la pression (Prail) dans ledit rail d'injection (11) en dessous d'un seuil de pression (Sp) autorisant un démontage en toute sécurité d'un composant du circuit haute pression (15). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le seuil de pression (Sp) autorisant un démontage en toute sécurité d'un composant du circuit haute pression (15) est inférieur ou égal à 0.5 MPa. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape de commander l'ouverture de l'ensemble des injecteurs (13) simultanément de manière à répartir la quantité de carburant contenue dans ledit rail d'injection (11) sur l'ensemble des cylindres (14) du moteur à combustion interne (2). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ouverture du ou des injecteurs est commandée pendant une durée calibrable (Ti). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ouverture du ou des injecteurs (13) est commandée en se basant sur une évolution de la valeur de pression à l'intérieur du rail d'injection (11) fournie par un capteur de pression (17). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une évolution de la pression dans ledit rail d'injection (11) ou la pression une fois l'étape d'ouverture du au moins un injecteur terminée est affichée par l'outil de diagnostic (23). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite pompe haute pression (8) étant alimentée par une pompe de gavage (3), leditprocédé comporte l'étape préalable de couper le fonctionnement de ladite pompe de gavage (3). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, dans le cas où à l'issue de sa mise en oeuvre, la pression (Prail) à l'intérieur dudit rail haute pression reste supérieure au seuil de pression (Sp), l'outil de diagnostic (23) affiche un message et/ou émet un signal sonore indiquant une survenance d'un défaut. 9. Calculateur moteur (18) comportant une mémoire (181) stockant des instructions logicielles pour la mise en oeuvre du procédé de décharge d'un rail d'injection (11) haute pression selon l'une quelconque des revendications précédentes.10