Brevet FR3158121A1 — publié le 20250711

L’invention propose un procédé de détection d’une fuite de carburant vers l’extérieur dans un circuit (130, 128, 120, 132) d’injection à haute pression de carburant comprenant une pompe (130), un rail d’alimentation (120), au moins un injecteur (132), un capteur (25) de pression dans le rail (120), un calculateur (10) configuré pour générer des événements d’activation de la pompe (130), le procédé étant mis en œuvre lors d’une phase de coupure de l’injection et comportant des étapes consistant à comparer une valeur de la pression mesurée par le capteur avec une valeur de consigne de la pression de carburant ; et si la valeur mesurée est inférieure à la valeur de consigne, faire fonctionner la pompe haute pression (130) en vue de ramener la valeur mesurée à la valeur de consigne en déclenchant au moins un événement de pompe et en incrémentant un compteur d’événements de pompe d’au moins une unité jusqu’à ce que la valeur mesurée soit supérieure ou égale à la valeur de consigne. Lorsque la valeur du compteur d’événements de pompe dépasse une valeur de seuil, le procédé génère une alarme indiquant une fuite de carburant. Figure pour l'abrégé : Figure 1 PROCEDE DE DETECTION D’UNE FUITE DE CARBURANT DANS UN CIRCUIT D’INJECTION DE CARBURANT A HAUTE PRESSION Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un procédé de détection d’une fuite de carburant vers l’extérieur dans un circuit d’injection de carburant à haute pression. L’invention concerne aussi un calculateur pour la mise en œuvre du procédé et un moteur à combustion comportant un tel calculateur. Arrière-plan technique L’invention concerne la détection des fuites de carburant vers l’extérieur dans un circuit d’alimentation à haute pression d’un moteur thermique à combustion tel que par exemple un moteur diesel, ou un moteur à bicarburation, par exemple à base d’essence et de gaz de pétrole liquéfié (GPL) de véhicule automobile, ou encore un moteur thermique à combustion intégré à un système de propulsion dit « hybride ». Un moteur à injection comprend classiquement un circuit d’injection de carburant, également appelé circuit haute-pression, comprenant une pompe haute pression adaptée pour mettre le carburant sous haute pression (par exemple de l’ordre de 100 bars), un ou plusieurs injecteurs de carburant dans une chambre de combustion, et un rail d’alimentation des injecteurs, qui achemine le carburant depuis la sortie de la pompe haute pression jusqu’aux injecteurs. Dans le cadre du pilotage d’un système haute pression d’un moteur à combustion utilisant une bicarburation, des fonctions de surveillance du comportement du système d’alimentation à haute pression sont nécessaires pour satisfaire aux exigences de supervision du fonctionnement de l’ensemble. Pour ce type de système, et notamment pour des raisons de sécurité, il est nécessaire d’avoir la capacité d’alerter l’utilisateur en cas d’une fuite externe de carburant. Une telle fuite dite externe est une fuite de carburant vers l’extérieur du circuit d’injection de carburant à haute pression. Le cas particulier des modes de fonctionnement bicarburant comporte notamment des cas fonctionnement qui ne sont pas pilotés par les fonctions de diagnostics disponibles dans la version générique du système de contrôle de pression. En effet, en cas de fonctionnement en mode GPL pur, la pompe haute pression pour l’injection d’essence peut continuer à fonctionner pour satisfaire à une consigne de la haute pression demandée de manière à anticiper et à préparer la reprise de l’injection essence ou la bicarburation. Durant une telle phase, si une fuite de carburant vers l’extérieur est présente, elle est amplifiée et elle continue car la fonction de commande de la pompe haute pression tend à compenser la perte de pression induite par la fuite de carburant. Actuellement, les diagnostics utilisés pour détecter une fuite de carburant permettent de déterminer une fuite externe, des problèmes de composants mécanique du système haute pression, des problèmes de composants mécaniques du système basse pression ou bien des fuites au niveau des injecteurs. Ces diagnostics sont basés sur l’analyse de l’écart entre la consigne de pression devant régner dans le circuit haute pression, par exemple dans le rail d’alimentation des injecteurs, et la pression réelle dont la valeur est connue grâce à un capteur de mesure de la pression. On connaît du document DE102013101850 un dispositif de détection de fuite dans un circuit d’injection de carburant haute pression, qui comprend un capteur de pression de carburant dans le circuit, et un circuit de détection de fuite qui analyse la forme du signal de sortie du capteur de pression de carburant dans le circuit, pour déterminer une période d’injection de carburant, et déterminer une fuite en fonction d’une variation de pression dans le circuit d’injection de carburant pendant une période d’injection, et pendant une période de temps plus longue incluant la période d’injection. Dans le cas d’un moteur à bicarburation, par exemple lorsque le moteur fonctionne en mode GPL pur, de tels types de procédé de diagnostic ne peuvent pas être mis en œuvre car ils nécessitent de disposer d’une activité de la pompe haute pression et d’une injection. En effet, lors du fonctionnement en mode GPL, l’injection d’essence conventionnelle est désactivée. Normalement, la pression de carburant dans le rail demeure stable dans le rail, mais ce comportement peut être légèrement différent. La pression peut en effet : - augmenter par phénomène thermique, car le carburant voit sa température augmenter dans un espace clos, et voit donc sa pression augmenter ; - diminuer par le même phénomène thermique si la température du carburant diminue ; - diminuer en raison des fuites internes du système qui sont tolérées telles que des fuites de la valve de sortie ou de la valve de réduction de pression. L’information de température n’étant pas suffisamment précise car issue d’un modèle et les fuites internes pouvant varier d’un composant à l’autre, il n’est pas possible de baser un diagnostic de fuite externe de manière directe en fonction des variations de la valeur de la pression. Les procédés de diagnostic connus ne permettent pas de réaliser une détection d’éventuelles fuites de carburant vers l’extérieur lorsque l’injection est inactive. L’invention propose un procédé de détection d’une fuite de carburant vers l’extérieur dans un circuit d’injection de carburant à haute pression dans un moteur à combustion comprenant : - une pompe haute pression ; - au moins un injecteur de carburant ; - un rail d’alimentation en carburant s’étendant entre la sortie de la pompe haute pression et chacun parmi au moins un injecteur de carburant ; - un capteur de mesure de la valeur de la pression régnant dans ledit rail ; - un calculateur configuré pour générer des événements de pompe représentatifs chacun d’une activation de la pompe haute pression ; le procédé étant mis en œuvre lors d’une phase de fonctionnement pendant laquelle une injection de carburant par ledit circuit d’injection est coupée, et le procédé comportant le cycle d’étapes suivantes : - E3 comparer une valeur de la pression mesurée par le capteur, notée VPM, avec une valeur de consigne de la pression de carburant dans le rail, notée VPC ; - E4) si VPM est inférieure à VPC, faire fonctionner la pompe haute pression en vue de ramener la valeur de la pression mesurée VPM à la valeur de consigne de la pression VPC, en déclenchant au moins un événement de pompe et en incrémentant un compteur d’événements de pompe d’au moins une unité par événement de pompe jusqu’à ce que VPM soit supérieure ou égale à VPC ; et - E8) lorsque la valeur du compteur d’événements de pompe dépasse une valeur de seuil générer une alarme indiquant une fuite de carburant. Selon d’autres caractéristiques du procédé : - lorsque pendant une durée déterminée, aucun événement de pompe n’est déclenché, le procédé comporte une étape E6) de décrémentation du compteur d’événements de pompe d’au moins une unité par durée déterminée sans événement de pompe ; - le procédé est mis en œuvre lors de chaque coupure de l’injection de carburant par ledit circuit d’injection de carburant ; - préalablement à la mise en œuvre d’un dit cycle d’étapes, le procédé comporte une étape E7) d’initialisation de la valeur du compteur d‘événements de pompe ; - chaque événement de pompe est une activation de la pompe à haute pression pendant au moins une courte durée. L’invention propose aussi un calculateur caractérisé en ce qu’il est configuré pour mettre en œuvre un procédé de détection d’une fuite de carburant selon l’invention. L’invention propose encore un moteur à combustion comprenant un circuit d’injection de carburant à haute pression comprenant : - une pompe haute pression ; - au moins un injecteur de carburant ; - un rail d’alimentation en carburant s’étendant entre la sortie de la pompe haute pression et chacun parmi au moins un injecteur de carburant ; - un capteur de mesure de la valeur de la pression régnant dans ledit rail, - et un calculateur configuré pour mettre en œuvre un procédé de détection d’une fuite de carburant vers l’extérieur dans ledit circuit selon l’invention. Selon d’autres caractéristiques du moteur à combustion : - il comporte un ensemble de double injection de carburant(s) ; - il comporte un ensemble de double injection, directe d’essence et indirecte de gaz liquide, notamment de gaz de pétrole liquéfié GPL. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 – la FIG. 1 est une représentation schématique d’un ensemble de double injection, directe et indirecte, de carburants dans des cylindres d’un moteur à combustion à essence et à gaz GPL ; FIG. 2 – la FIG. 2 est une représentation schématique des étapes d’un procédé de détection de fuite de carburant selon un exemple de réalisation de l’invention ; FIG. 3 – la FIG. 3 est un diagramme illustrant un exemple de variation de différents paramètres au cours de la mise en œuvre du procédé. Description détaillée de l'invention Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. On a représenté schématiquement à la FIG. 1 un système 1 d'injection double de conception générale connue. Dans le système, de l’essence est transférée depuis un réservoir 112 par une pompe basse pression 114 qui est par exemple une pompe électrique capable de comprimer le carburant par exemple à une pression d'environ 5 bars. La zone haute pression comporte un rail d’alimentation 120 relié à une canalisation 128 équipée d'une pompe haute pression 130 (par exemple à piston(s) actionné(s) par au moins une came d’un arbre à cames du moteur à combustion équipé d’un tel système de double injection) dont la fonction est d’augmenter la basse pression d'environ 5 bars régnant dans la conduite d’alimentation 116 jusqu’à une haute pression par exemple égale à environ 100 bars. Le carburant, par exemple de l’essence, est alors injecté directement dans chacun des cylindres non représentés du moteur thermique par une série d’injecteurs haute pression 132 assurant une injection directe à partir du rail d’alimentation haute pression 120. La conduite d’alimentation 116 peut être équipée d'un régulateur de pression 122 qui maintient la pression dans la conduite d’alimentation 116 à une valeur pratiquement constante. La zone basse pression 118 comporte une canalisation 124 qui est reliée directement à un réservoir 113 de gaz GPL. Une zone basse pression 118 est ici en forme d’une rampe tubulaire basse pression, qui est reliée à une série d’injecteurs basse pression 126 qui injectent du carburant « gaz » dans le conduit d'admission, non représenté, du moteur thermique. En variante, la zone basse pression peut ne comporter qu’un seul injecteur basse pression qui injecte du carburant dans le conduit d'admission. Le conduit d’admission est relié aux différentes chambres de combustion, non représentées, des cylindres du moteur à combustion. Pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention de détection d’une fuite de carburant vers l’extérieur, ici dans le circuit (130, 128, 120, 132) d’injection de carburant à haute pression (Aussi désigné sous la terminologie de circuit haute-pression), il est également prévu un capteur 25 de mesure de la valeur de la pression régnant dans le rail d’alimentation 120. Le système 1 de détection de fuite comprend aussi au moins un calculateur 10, qui peut être un contrôleur, un microcontrôleur, processeur, microprocesseur, FPGA, ou tout autre composant électronique configuré pour la mise en œuvre du procédé de détection de fuite décrit ci-après. En référence à la FIG. 2 , on va maintenant décrire le procédé de détection de fuite mis en œuvre selon l’invention. Le procédé n’est mis en œuvre que si le moteur fonctionne, ce qui est vérifié par le calculateur 10 lors d’une étape préliminaire E0, par exemple mais non limitativement, à partir d’une valeur non nulle du régime moteur Rpm. De manière non limitative, le procédé comprend de préférence une étape E1 de vérification, par le calculateur 10, que le contexte de fonctionnement du moteur permet la mise en œuvre d’une détection de fuite de carburant. Cette étape peut par exemple comprendre la vérification des éléments suivants: - la valeur du régime du moteur ; - la quantité de carburant injectée ; - la valeur de consigne du gradient de pression du carburant injecté ; - le temps écoulé depuis le démarrage et la valeur VPC de consigne de la pression du carburant dans le rail 120. Le système doit avoir été adapté au moins une fois depuis son début de vie, l’adaptation visant à supprimer la dispersion qui peut apparaître entre plusieurs composants sur différents véhicules. Si la vérification réalisée à l’étape E1 est positive, au cours d’une étape E2, le calculateur 10 détermine si le moteur se trouve dans une phase de son fonctionnement pendant laquelle une injection de carburant par le circuit d’injection est coupée. Si le calculateur 10 détermine que le moteur se situe dans une période de coupure d’injection stable, au cours d’une étape E3, le calculateur 10 effectue une comparaison entre une valeur VPM de la pression mesurée par le capteur 25 avec une valeur VPC de consigne de la pression de carburant dans le rail 120. Si VPM - déclenchant au moins un premier événement de pompe EP ; et - provoquant une incrémentation E5 d’un compteur CEP d’événements de pompe d’au moins une unité pour chaque événement de pompe EP déclenché par segment de temps. Si VPM demeure inférieure à VPC, l’étape E4 est répétée en boucle sous la forme d’une série d’événements de pompe EP jusqu’à ce que VPM >= VPC. Lorsque la valeur VCEP du compteur CEP d’événements de pompe est supérieure à une valeur de seuil VCEPseuil déterminée (VCEP > VCEPseuil), lors d’une étape E8, le calculateur 10 génère alors une alarme, ou alerte, qui peut être une alarme sonore ou visuelle. Par exemple, le système 1 de détection de fuite peut comprendre une interface telle qu’un écran ou un voyant lumineux 11, qui peut s’allumer ou afficher un message d’alerte lors de l’étape 120 pour attirer l’attention du conducteur du véhicule sur la fuite détectée. Par exemple un voyant du tableau de bord peut s’allumer et/ou un message sur l’afficheur central du véhicule peut s’afficher, indiquant la détection d’une fuite et incitant le conducteur à s’arrêter au plus vite pour faire contrôler le véhicule. Dans des modes de réalisation, l’étape E8 peut aussi comprendre l’adoption par le véhicule d’un mode dégradé de fonctionnement du moteur et/ou un plafonnement de la vitesse du véhicule jusqu’à ce que le véhicule soit amené à un centre de contrôle et de maintenance. Lorsque pendant une durée déterminée T aucun événement de pompe EP n’est déclenché par le calculateur 10, le calculateur 10 provoque une décrémentation E6 du compteur d’événements de pompe CEP d’au moins une unité. Préalablement à sa mise en œuvre, le procédé peut comporter une étape E7 d’initialisation de la valeur VCPE du compteur d‘événements de pompe CPE. A la FIG. 3 , en fonction du temps écoulé indiqué en abscisse, on a représenté de bas en haut : - les variations de la valeur mesurée VPM ; - la valeur de consigne VPC ; - les variations du régime moteur Rpm ; - les variations du compteur CEP d’événements de pompe représentatifs de l’activation de la pompe haute pression. Comme on peut le voir, lorsque la valeur mesurée VPM est inférieure à la valeur de seuil VPC, la pompe est activée – ici trois fois consécutivement – avec une incrémentation correspondante de trois unités de la valeur VCEP du compteur CEP. Ensuite, pendant une durée T déterminée, VPM demeure supérieure à VPC avec comme conséquence une décrémentation d’une unité du compteur CEP. Procédé de détection d’une fuite de carburant vers l’extérieur dans un circuit (130, 128, 120, 132) d’injection de carburant à haute pression dans un moteur à combustion comprenant : - une pompe haute pression (130) ; - au moins un injecteur de carburant (132) ; - un rail d’alimentation en carburant (120) s’étendant entre la sortie de la pompe haute pression (130) et chacun parmi au moins un injecteur de carburant (132) ; - un capteur (25) de mesure de la valeur de la pression régnant dans ledit rail (120) ; - un calculateur (10) configuré pour générer des événements de pompe (EP) représentatifs chacun d’une activation de la pompe haute pression ; le procédé étant mis en œuvre lors d’une phase de fonctionnement pendant laquelle une injection de carburant par ledit circuit d’injection est coupée, et le procédé comportant le cycle d’étapes suivantes : - E3 comparer une valeur de la pression mesurée par le capteur, notée VPM, avec une valeur de consigne de la pression de carburant dans le rail (120), notée VPC ; - E4) si VPM est inférieure à VPC, faire fonctionner la pompe haute pression (130) en vue de ramener la valeur de la pression mesurée VPM à la valeur de consigne de la pression VPC, en déclenchant au moins un événement de pompe (EP) et en incrémentant (E5) un compteur d’événements de pompe (CEP) d’au moins une unité par événement de pompe(EP) jusqu’à ce que VPM soit supérieure ou égale à VPC ; et - E8) lorsque la valeur (VCEP) du compteur d’événements de pompe dépasse une valeur de seuil (VCEPseuil), générer une alarme indiquant une fuite de carburant. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque pendant une durée déterminée (T), aucun événement de pompe (EP) n’est déclenché, le procédé comporte une étape E6) de décrémentation du compteur d’événements de pompe (CEP) d’au moins une unité par durée déterminée (T) sans événement de pompe (EP). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est mis en œuvre lors de chaque coupure de l’injection de carburant par ledit circuit d’injection de carburant (130, 128, 120, 132). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, préalablement à la mise en œuvre d’un dit cycle d’étapes, il comporte une étape E7) d’initialisation de la valeur du compteur d‘événements de pompe (CPE). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque événement de pompe (EP) est une activation de la pompe à haute pression (130) pendant au moins une courte durée. Calculateur (10), caractérisé en ce qu’il est configuré pour mettre en œuvre un procédé de détection d’une fuite de carburant selon l’une quelconque des revendications 1 à 5. Moteur à combustion comprenant un circuit d’injection de carburant à haute pression (130, 128, 120, 132) comprenant : - une pompe haute pression (130) ; - au moins un injecteur de carburant (132) ; - un rail d’alimentation en carburant (120) s’étendant entre la sortie de la pompe haute pression (130) et chacun parmi au moins un injecteur de carburant (132) ; - un capteur (25) de mesure de la valeur (VPC) de la pression régnant dans ledit rail (120), - et un calculateur (10) configuré pour mettre en œuvre un procédé de détection d’une fuite de carburant vers l’extérieur dans ledit circuit selon l’une quelconque des revendications 1 à 5. Moteur à combustion selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte un ensemble de double injection de carburant(s). Moteur à combustion selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte un ensemble de double injection, directe d’essence (130, 128, 120, 132) et indirecte (113, 124, 118, 126) de gaz liquide, notamment de gaz de pétrole liquéfié GPL.