Brevet FR3077614A1 — publié le 20190809

Système d'interdiction sélective de passage d'un fluide [0001] La présente invention concerne un système d'injection de fluide pour véhicule automobile. Plus précisément, l'invention concerne un système d'injection d'eau. [0002] Il est connu des véhicules automobiles pourvus de système d'injection de fluide. Ces 5 systèmes sont généralement composés d'un réservoir, d'une tubulure de remplissage, d'un circuit de ventilation et d'une ligne d'approvisionnement ayant à son extrémité un injecteur. [0003] Parmi ces systèmes, on connaît notamment les systèmes d'injection de carburant (essence ou diesel), les systèmes d'injection d'agent réducteur d'oxydes d'azote (une solution aqueuse d'urée ou d'un précurseur d'ammoniac) ou encore des systèmes d'injection d'eau. 10 [0004] Ces derniers sont utilisés pour des véhicules comprenant un moteur avec injection d'eau. L'eau est, ici, injectée généralement sous forme de gouttelettes, dans le collecteur d'admission d'air, voire directement dans les cylindres du moteur afin de refroidir l'air pressurisé en provenance du turbo. L'air refroidi poursuit ensuite son chemin dans les cylindres du moteur. Grace à un tel refroidissement, il est possible d'introduire une plus grande 15 quantité d'air dans les cylindres, car les molécules formant l'air sont moins denses. Par conséquent, la combustion en est améliorée. [0005] Un inconvénient d'une telle solution est que l'injection d'eau répétée détériore le système d'injection d'eau, les injecteurs, le moteur et les catalyseurs, notamment à cause de la présence dans l'eau injecté de minéraux tels que le chlore ou le calcium. Aussi, pour parer 20 à ce problème, il est connu d'utiliser une solution d'eau déionisée, dépourvue de ces minéraux abrasifs pour le système d'injection d'eau, les injecteurs, le moteur et les catalyseurs. [0006] L'approvisionnement en eau déionisée est généralement effectué par gravité, l'eau déionisée s'écoulant d'un orifice de remplissage situé à un point plus élevé, au sein du véhicule, que le réservoir. 25 [0007] Cependant, l'introduction d'un fluide autre que l'eau déionisée dans le système d'injection d'eau, par exemple de l'eau du robinet, n'est actuellement pas prise en considération dans les solutions actuelles, ce qui conduit à la détérioration du système d'injection d'eau, des injecteurs, du moteur et des catalyseurs. Par conséquent, lorsque cette mauvaise introduction est détectée, a posteriori, l'usure de certaines pièces a déjà eu lieu et 30 une purge de tout le système est nécessaire. [0008] L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un système d'interdiction sélective de passage d'un fluide pour une conduite de véhicule automobile, caractérisé en ce que le système comprend : 2 - un dispositif de caractérisation du fluide permettant d'identifier des caractéristiques du fluide et - un dispositif de fermeture du système permettant en fonction des caractéristiques identifiées de bloquer le passage du fluide. [0009] Ainsi, le système selon l'invention permet de détecter les caractéristiques d'un fluide introduit dans un système d'injection de fluide et, le cas échéant, d'interdire le passage à ce fluide, s'il ne correspond pas un fluide prédéterminé. Autrement dit, le système selon l'invention permet de détecter l'introduction d'un fluide indésirable pour le système d'injection de fluide et/ou pour les systèmes connexes en liaison fluidiques avec ce dernier et de prévenir la propagation du fluide au sein des éléments du système d'injection de fluide et des systèmes connexes. Pour identifier si le fluide introduit correspond à un fluide prédéterminé, le dispositif de caractérisation du fluide mesure des valeurs de caractéristiques représentatives du fluide introduit. Les caractéristiques mesurées peuvent être toutes des caractéristiques représentatives d'un fluide. A titre d'exemples non limitatifs, les caractéristiques représentatives d'un fluide peuvent être sa conductivité électrique, son impédance, sa capacité, la célérité du son dans le fluide, sa viscosité dynamique. Lorsque les valeurs des caractéristiques détectées ne correspondent pas à celles d'un fluide prédéterminé, le dispositif de fermeture du système bloque le passage du fluide en son sein et, par extension, il permet également le blocage du passage du fluide au sein du système d'injection de fluide et des systèmes connexes. [0010] Avantageusement, le dispositif de caractérisation du fluide comprend au moins un capteur apte à mesurer une première caractéristique du fluide et/ou une deuxième caractéristique du fluide, la première caractéristique et la deuxième caractéristique étant différentes l'une de l'autre. [0011] Ainsi, la caractérisation du fluide par le dispositif de caractérisation repose sur deux caractéristiques du fluide différentes, ce qui rend l'identification finale du fluide introduit dans le système d'injection de fluide plus fiable. [0012] Avantageusement, le dispositif de caractérisation du fluide comprend un premier capteur apte à mesurer la première caractéristique du fluide et un second capteur apte à 30 mesurer la seconde caractéristique du fluide. [0013] Ainsi, les caractéristiques du fluide sont mesurées par deux capteurs différents, ce qui offre plus de possibilité quant à la mesure de ces deux caractéristiques. En effet, les deux capteurs peuvent mettre en oeuvre des technologies différentes et, par conséquent, mesurer des caractéristiques diverses et variées. Les deux capteurs peuvent également être disposés 35 à des endroits différents au sein du système d'injection d'eau. Cette disposition différente des 3 deux capteurs peut s'expliquer par la nécessité d'un positionnement particulier d'un des capteurs, au sein de l'un des organes du système d'injection, pour effectuer une mesure d'une caractéristique particulière du fluide. [0014] Avantageusement, au moins un des capteurs est un capteur de qualité apte à mesurer 5 la conductivité électrique du fluide et/ou son impédance. [0015] Ainsi, il est possible de définir avec plus de précision et de certitudes le fluide qui est introduit dans le système d'injection car la conductivité électrique et l'impédance des fluides sont des caractéristiques qui permettent de différencier des fluides de manière très précise. [0016] Avantageusement, au moins l'un des capteurs est disposé au sein de la conduite. 10 [0017] Ainsi, le capteur peut identifier la ou les caractéristiques du fluide plus facilement, au sein du système d'injection, ce qui permet une caractérisation du fluide plus rapide. En effet, un capteur positionné au sein d'une conduite traversée par le fluide peut réaliser la mesure plus facilement. Dès lors, le blocage du passage du fluide par le dispositif de fermeture du système de l'invention peut être mis en oeuvre de manière plus précoce lorsque le fluide 15 introduit est un fluide indésirable, ce qui permet d'éviter une propagation plus importante du fluide à un stade précoce de son introduction. En conséquence, il est possible d'éviter de devoir remplacer ou purger l'ensemble du système d'injection en cas d'une introduction d'un liquide indésirable. La conduite du système d'injection peut, par exemple, être la tubulure de remplissage. En ce sens, le capteur peut être, de préférence, disposé en amont de la tubulure 20 de remplissage, par référence à la direction du fluide lors du remplissage du système d'injection, ce qui permet de réaliser la mesure à un stade très précoce du remplissage du système d'injection d'eau. [0018] Avantageusement, le dispositif de fermeture du système comprend au moins une électrovanne. 25 [0019] Ainsi, le blocage du passage du fluide indésirable peut être commandé électriquement, ce qui permet un blocage efficace et sécurisé du fluide. [0020] L'invention a aussi pour objet un ensemble d'un système d'injection d'eau et d'un système d'interdiction sélective de passage d'un fluide tel que décrit à l'un des paragraphes précédents. [0021] Avantageusement, le système d'injection d'eau comprend un réservoir et une tubulure de remplissage permettant l'alimentation d'un réservoir et un circuit de ventilation, l'électrovanne du système d'interdiction sélective de passage étant positionnée au sein du circuit de ventilation) ou, de préférence, au sein de la tubulure de remplissage (13). 4 [0022] Ainsi, lorsque le fluide introduit est caractérisé comme un fluide indésirable pour le système d'injection d'eau et pour son injection aux systèmes connexes du véhicule, le blocage du liquide peut se faire très rapidement au sein de la conduite (tubulure de remplissage, ligne de ventilation ou encore la ligne d'injection), dont la section relativement faible permet un 5 blocage rapide et efficace. Dans le cas où l'électrovanne est positionnée au sein de la tubulure de remplissage, le blocage du fluide s'opère avant même qu'une grande partie de ce dernier n'ait pu atteindre le réservoir. Dans le cas où l'électrovanne est positionnée au sein du circuit de ventilation, il est également possible d'arrêter, indirectement dans ce cas, le remplissage du réservoir par le fluide indésirable. En effet, lorsque l'électrovanne obture complètement la 10 section de passage de l'air au sein du circuit de ventilation, le fluide ne peut plus s'écouler par gravité et atteindre le réservoir. Cette deuxième solution permet de stopper l'approvisionnement du système d'injection d'eau rapidement, et ce, sans positionner un nouvel élément au sein de la tubulure de remplissage, ce qui permet de ne pas en réduire la section de passage par laquelle peut s'écouler l'eau déionisée, comme cela peut parfois être 15 le cas lors de l'utilisation d'électrovannes volumineuses. [0023] L'invention a aussi pour objet un procédé d'interdiction sélective de passage d'un fluide dans un système d'injection d'eau d'un ensemble selon l'invention, le procédé comprenant au moins les étapes de : - mesure d'au moins deux caractéristiques du fluide au moyen du système d'interdiction 20 sélective de passage d'un fluide ; - fermeture d'une section d'une conduite du système d'injection d'eau en fonction des caractéristiques mesurées au moyen du système d'interdiction sélective de passage d'un fluide. [0024] Ainsi, le procédé de l'invention, permet de caractériser le fluide avec plus de certitudes 25 et ensuite, d'en interdire sa propagation en fermant la section d'une conduite du système d'injection d'eau. Cette interdiction peut être directe, par exemple lors de la fermeture de la tubulure de remplissage du système d'injection d'eau. L'interdiction peut également être de nature indirecte, par exemple, lorsque la conduite dont la section est fermée est une ligne de ventilation du circuit de ventilation du système d'injection d'eau. 30 [0025] Avantageusement, l'étape de fermeture débute lorsque les valeurs des caractéristiques mesurées diffèrent de valeurs prédéterminées. [0026] Ainsi, il est défini à l'avance les valeurs acceptables de caractéristiques d'un fluide considéré comme ne détériorant pas les systèmes du véhicule dans lesquels il sera mis en oeuvre. [0027] Avantageusement, les valeurs prédéterminées sont des valeurs de caractéristiques de 5 l'eau déionisée. [0028] Avantageusement, l'étape de mesure débute après la détection d'un évènement de remplissage de la tubulure de remplissage du système d'injection d'eau. [0029] Ainsi, l'étape de mesure des caractéristiques du fluide peut être réalisée très 5 rapidement, ce qui permet d'effectuer l'étape de fermeture de la section d'une conduite plus rapide, lorsque le fluide introduit ne présente pas des caractéristiques dont les valeurs correspondent aux valeurs prédéterminées. L'évènement de remplissage peut, par exemple, être détecté à l'aide d'un capteur positionné dans la tubulure de remplissage, ce capteur étant configuré pour détecter l'ouverture d'une trappe de remplissage ou encore la présence d'un 10 liquide en lieu et place de l'air présent au sein de la tubulure de remplissage. [0030] L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles : - la figure 1 est un schéma illustrant un système d'interdiction sélective selon un premier mode de réalisation ; 15 - la figure 2 est un schéma illustrant un système d'interdiction sélective selon un deuxième mode de réalisation ; - la figure 3 est un schéma illustrant un système d'interdiction sélective selon un troisième mode de réalisation. [0031] On va décrire un système d'interdiction sélective 1 d'un fluide 12 pour une conduite 20 (13, 16, 18) de véhicule automobile (non représenté) selon plusieurs modes de réalisation de l'invention. Le système d'interdiction sélective 1 comprend un dispositif de caractérisation du fluide 2 permettant d'identifier des caractéristiques du fluide 12. Ce système 1 comprend également un dispositif de fermeture du système 3 permettant en fonction des caractéristiques identifiées de bloquer le passage du fluide 12. 25 [0032] Comme représenté aux figures 1 à 3, le dispositif de caractérisation du fluide 2 et le dispositif de fermeture du système 3 sont positionnés au sein d'un système d'injection d'eau 10 qui comprend un réservoir 11 apte à stocker le fluide 12 introduit via la tubulure de remplissage 13. La tubulure de remplissage présente un orifice d'entrée 14 par lequel le fluide 12 peut être introduit dans la tubulure de remplissage 13, par exemple par l'intermédiaire d'un 30 pistolet de remplissage ou d'un tuyau conduisant le fluide 12 en provenance d'un système amont du véhicule. Le système d'injection d'eau 10 est également pourvu d'un circuit de ventilation 15, constitué entre autres choses d'une ligne de ventilation 16 et d'une vanne 17. Le système d'injection d'eau 10 comprend aussi un circuit d'injection du fluide 12 uniquement représenté par sa ligne d'injection 18 et sa vanne 19. Dans un circuit fluidique classique, le 35 fluide 12 est introduit par l'orifice d'entrée 14 de la tubulure de remplissage 13 et s'écoule à 6 travers cette dernière jusqu'au réservoir 11, dans lequel le fluide 12 est stocké. Lors de l'introduction du fluide 12, le réservoir 11 est ventilé grâce au circuit de ventilation 15, afin d'évacuer l'air présent au sein du réservoir de sorte que ce dernier n'atteigne pas une valeur de pression trop élevée, qui empêcherait toute introduction supplémentaire de fluide 12 dans 5 le réservoir 11. Autrement dit, l'air présent dans le réservoir 11 lors de son remplissage, est évacué par la ligne de ventilation 16 selon la direction représentée par la flèche F1, lorsque la vanne 17 n'en obstrue pas l'accès. Enfin, lorsque l'injection de fluide 12 stocké dans le réservoir 11, en l'occurrence l'eau déionisée, est requise au niveau du collecteur d'admission ou des cylindres du moteur (non représentés), l'eau déionisée est pompée et envoyée vers la 10 ligne d'injection 18, lorsque la vanne 19 n'en obture par l'accès, le tout selon la direction représentée par la flèche F2. [0033] Selon un premier mode de représentation de l'invention, représenté à la figure 1, le dispositif de caractérisation du fluide 2 comprend un unique capteur 4 disposé au sein de la tubulure de remplissage 13 du système d'injection d'eau 10. Le capteur 4 est un capteur 15 capable de réaliser des mesures relatives à au moins deux caractéristiques différentes du fluide 12. Le capteur 4 est un capteur de qualité et est apte à mesurer la conductivité électrique du fluide et/ou son impédance. Le dispositif de caractérisation du fluide 2 comprend également une unité de traitement (non représentée) qui commande le capteur 4, récolte et traite les mesures afin d'identifier le fluide 12 introduit dans la tubulure de remplissage 13. Le dispositif 20 de fermeture 3 du système 1 comprend une électrovanne 7 disposée elle aussi au sein de la tubulure de remplissage 13. Cette électrovanne 7 est aussi commandée par l'unité de traitement. Lorsque les caractéristiques identifiées indiquent que le fluide 12 introduit dans la tubulure de remplissage 13 est différent de l'eau déionisée, alors l'unité de traitement commande la fermeture de l'électrovanne 7. La fermeture de l'électrovanne 7 permet le 25 blocage du passage du fluide 12 indésirable qui ne peut, dès lors, pas s'écouler dans le réservoir 11 et se propager aux autres organes du système d'injection d'eau 10. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de recourir à une purge du réservoir 11, de la ligne de ventilation 16 ou encore de la ligne d'injection 18. [0034] L'électrovanne 7 peut également être disposée au sein de toute autre conduite du 30 système d'injection d'eau 10, dont la fermeture de sa section a pour conséquence l'absence de propagation du fluide 12 au sein du système d'injection d'eau 10 et, par voie de conséquence, au sein d'autres systèmes du véhicule. [0035] Par ailleurs, dans des variantes de l'invention non représentées, le dispositif de fermeture 3 peut comprendre, en lieu et place de l'électrovanne 7, tout organe de fermeture 35 connu de l'homme du métier et dont la fermeture peut à la fois être commandée à distance et 7 sur demande et permet le blocage du passage du fluide. Par exemple, l'organe de fermeture peut être constitué au moins partiellement par un matériau présentant un force coefficient de dilatation au contact de certains fluides particulièrement indésirables pour le système d'injection d'eau, comme le diesel. Le gonflement de la partie de l'organe de fermeture 5 engendre un blocage progressif du fluide au sein de la conduite. Alternativement, un tel organe de fermeture comprenant une partie apte à se dilater comprend un dispositif pourvu d'un ressort dont le mouvement, déclenché par la partie dilatée de l'organe de fermeture, a pour effet le blocage du passage du fluide. [0036] Les éléments communs à tous les modes de réalisation de l'invention ont été 10 référencés avec les mêmes numéros que ceux du premier mode de réalisation (figure 1). [0037] Dans un deuxième mode de réalisation du système 1 de l'invention (figure 2), le dispositif de caractérisation 2 du fluide 12 comprend un premier capteur 4, positionné dans la tubulure de remplissage 13, et un deuxième capteur 5, positionné dans le réservoir 11. Le premier capteur 4 est apte à mesurer une première caractéristique du fluide et le deuxième 15 capteur 5 est apte à mesurer une deuxième caractéristique du fluide. Le premier capteur 4 est par exemple un capteur de qualité apte à mesurer la conductivité électrique du fluide, tandis que le deuxième capteur de qualité est apte à mesurer son impédance. Dans ce mode de réalisation, l'électrovanne 7 du dispositif de fermeture 3 est positionnée au sein de la ligne de ventilation 16. Ce positionnement permet de désengorger la tubulure de remplissage 13, au 20 sein de laquelle un capteur 4 ou d'autres éléments peuvent être positionnés, tout en permettant de bloquer le passage du fluide 12, de manière indirecte, en empêchant la ventilation du réservoir 11. Cette action a également pour conséquence que le fluide ne peut se propager à d'autre organes du système d'injection d'eau 10 ou à des systèmes connexes du véhicule. [0038] Dans le troisième mode de réalisation (figure 3), le dispositif de caractérisation du fluide 25 2 comprend en outre un troisième capteur 6. Ce troisième capteur 6 est ici positionné au sein de la ligne d'injection 18 et permet de mesurer une troisième caractéristique du fluide 12 ou de confirmer la première caractéristique mesurée par le premier capteur 4 et/ou la deuxième caractéristique mesurée par le deuxième capteur 5. Dans ces deux cas de figure, la caractérisation du fluide 12 est réalisée de manière plus précise. Dans ce mode de réalisation, 30 l'électrovanne 7 du dispositif de fermeture 3 est positionnée au sein de la ligne d'injection 18, empêchant ainsi toute propagation du fluide à des systèmes connexes du véhicule, en aval de la ligne d'injection, notamment le collecteur d'admission d'air ou les cylindres du moteur. [0039] On utilise le système d'interdiction sélective de passage d'un fluide 1 comme suit. Des mesures d'au moins deux caractéristiques du fluide 12 sont réalisées par le dispositif de 35 caractérisation 2 et la fermeture d'une section d'une conduite du système d'injection d'eau 10 8 est commandée en fonction des caractéristiques mesurées. Autrement dit, si les caractéristiques mesurées diffèrent de valeurs prédéterminées relatives à des caractéristiques de l'eau déionisée, le dispositif de fermeture du système 3 est actionné dans le but de bloquer le passage du fluide 12. Avantageusement, les mesures des caractéristiques du fluide 12 5 débutent après la détection d'un évènement de remplissage de la tubulure de remplissage 13 du système d'injection d'eau 10. La détection de l'évènement de remplissage peut être mise en oeuvre par tout moyen connu de l'homme du métier, tel que l'ouverture d'une trappe de remplissage ou encore la détection de la présence d'un liquide par l'un des capteurs présents dans le système. Liste des références 1 : système d'interdiction sélective de passage d'un fluide 2 : dispositif de caractérisation du fluide 3 : dispositif de fermeture du système 5 4 : premier capteur 5 : deuxième capteur 6 : troisième capteur 7 : électrovanne 10 : système d'injection d'eau 10 11 : surface à peindre de la pièce de carrosserie 12 : fluide 13 : tubulure de remplissage 14 : orifice d'entrée de la tubulure de remplissage 13 15 : circuit de ventilation 15 16 : ligne de ventilation 17 : vanne 18 : ligne d'injection 19 : REVENDICATIONS1. Système d'interdiction sélective de passage d'un fluide (1) pour une conduite (13, 16, 18) de véhicule automobile, caractérisé en ce que le système (1) comprend : - un dispositif de caractérisation du fluide (2) permettant d'identifier des caractéristiques du fluide (12) et - un dispositif de fermeture du système (3) permettant en fonction des caractéristiques identifiées de bloquer le passage du fluide (12). 2. Système (1) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de caractérisation du fluide (2) comprend au moins un capteur (4, 5, 6) apte à mesurer une première caractéristique du fluide (12) et/ou une deuxième caractéristique du fluide (12), la première caractéristique et la 10 deuxième caractéristique étant différentes l'une de l'autre. 3. Système (1) selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de caractérisation du fluide (2) comprend un premier capteur (4) apte à mesurer la première caractéristique du fluide (12) et un second capteur (5) apte à mesurer la seconde caractéristique du fluide (12). 4. Système (1) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel au moins un des capteurs (4, 5, 6) 15 est un capteur de qualité apte à mesurer la conductivité électrique du fluide (12) et/ou son impédance. 5. Système (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel au moins l'un des capteurs (4, 5, 6) est disposé au sein de la conduite (13, 16, 18). 6. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le 20 dispositif de fermeture du système (3) comprend au moins une électrovanne (7). 7. Ensemble d'un système d'injection d'eau (10) et d'un système d'interdiction sélective de passage d'un fluide (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Ensemble selon la revendication 7, dans lequel le système d'injection d'eau (10) comprend un réservoir (11) et une tubulure de remplissage (13) permettant l'alimentation d'un 25 réservoir (11) et un circuit de ventilation (15), l'électrovanne (7) du système d'interdiction sélective de passage d'un fluide (1) étant positionnée au sein du circuit de ventilation (15) ou, de préférence, au sein de la tubulure de remplissage (13). 9. Procédé d'interdiction sélective de passage d'un fluide (12) dans un système d'injection d'eau (10) d'un ensemble selon la revendication 7 ou 8, le procédé comprenant au moins les 30 étapes de : 11 - mesure d'au moins deux caractéristiques du fluide (12) au moyen du système d'interdiction sélective de passage d'un fluide (1); - fermeture d'une section d'une conduite (13, 16, 18) du système d'injection d'eau (10) en fonction des caractéristiques mesurées au moyen du système d'interdiction sélective de 5 passage d'un fluide (1). 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l'étape de fermeture débute lorsque les valeurs des caractéristiques mesurées diffèrent de valeurs prédéterminées. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel les valeurs prédéterminées sont des valeurs de caractéristiques de l'eau déionisée (12). 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel l'étape de mesure débute après la détection d'un évènement de remplissage de la tubulure de remplissage (13) du système d'injection d'eau.