FR3140173A1 - METHOD FOR DETECTING A GAS LEAK IN A VENTILATION CIRCUIT OF A THERMAL ENGINE - Google Patents
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Abstract
L'invention porte sur un procédé de détection d'une fuite de gaz au niveau d'une ligne secondaire de ventilation des gaz (LG) et/ou d'une valve de régulation de pression (RV) destinés à un moteur thermique de véhicule automobile comportant en outre une culasse (C2), un boîtier d'admission des gaz (AG) et un déshuileur (D), ledit procédé comportant: - une étape de mesure d'une pression (AP1) en aval du boîtier d’admission des gaz (AG), - un étape de mesure d'une pression (AP2) dans le déshuileur (D), et - une étape de diagnostic d'une fuite de gaz au niveau de la ligne secondaire de ventilation des gaz (LG) et/ou de la valve de régulation de pression (RV) si la pression (AP2) dans le déshuileur (D) est supérieure à la pression (AP1) en aval du boîtier d'admission des gaz (AG) à laquelle s’ajoute une perte de charge (DP) dans la culasse (C2) et un seuil déterminé (S1). Figure 1The invention relates to a method for detecting a gas leak at a secondary gas ventilation line (LG) and/or a pressure regulating valve (RV) intended for a vehicle thermal engine. automobile further comprising a cylinder head (C2), a gas intake housing (AG) and an oil separator (D), said method comprising: - a step of measuring a pressure (AP1) downstream of the intake housing gases (AG), - a step of measuring a pressure (AP2) in the oil separator (D), and - a step of diagnosing a gas leak at the secondary gas ventilation line (LG) and/or the pressure regulating valve (RV) if the pressure (AP2) in the oil separator (D) is greater than the pressure (AP1) downstream of the gas intake box (AG) to which is added a pressure loss (DP) in the cylinder head (C2) and a determined threshold (S1). Figure 1
Description
La présente invention porte sur un procédé de détection d'une fuite de gaz dans un circuit de ventilation d'un moteur thermique.The present invention relates to a method for detecting a gas leak in a ventilation circuit of a heat engine.
Les moteurs thermiques présentent des passages de gaz de combustion entre les pistons et les cylindres qui débouchent dans le carter moteur relié au volume intérieur de la culasse et à un déshuileur.Heat engines have combustion gas passages between the pistons and the cylinders which open into the engine crankcase connected to the interior volume of the cylinder head and to an oil separator.
L’invention propose une solution complémentaire à la demande co-pendante FR2207859 qui décrit un procédé permettant de détecter un clapet de charge partielle dans un état colmaté. Cette stratégie est basée sur l'utilisation d’un capteur de pression situé en interne du déshuileur et d'un capteur de pression mesurant une pression située en aval du boîtier d'admission des gaz.The invention proposes a complementary solution to the co-pending application FR2207859 which describes a method making it possible to detect a partial load valve in a clogged state. This strategy is based on the use of a pressure sensor located inside the oil separator and a pressure sensor measuring pressure located downstream of the gas intake housing.
Lors d’essais, l'entité inventive a mis en évidence que la stratégie initialement prévue pour la détection du colmatage du clapet de charge partielle permet également de détecter une fuite au niveau du système de ventilation. En effet, lorsqu’il y a une fuite de gaz vers l’extérieur, au niveau d'une valve de régulation de pression ou d'une ligne secondaire de ventilation des gaz dite également ligne de "blow-by" en anglais permettant d'assurer une recirculation des gaz imbrulés depuis les cylindres vers l'admission, la pression vue par le déshuileur n’est plus la pression plenum mais une pression proche de la pression atmosphérique. On passe alors par exemple d'une pression de 200mbar absolu au ralenti à une pression de 980mbar absolu au niveau du déshuileur. Les valeurs sont indiquées à titre illustratif et dépendent bien évidemment du type de moteur utilisé.During tests, the inventive entity demonstrated that the strategy initially planned for detecting clogging of the partial load valve also makes it possible to detect a leak in the ventilation system. Indeed, when there is a gas leak to the outside, at the level of a pressure regulating valve or a secondary gas ventilation line also called "blow-by" line in English allowing To ensure recirculation of unburned gases from the cylinders towards the intake, the pressure seen by the oil separator is no longer the plenum pressure but a pressure close to atmospheric pressure. We then go, for example, from a pressure of 200mbar absolute at idle to a pressure of 980mbar absolute at the level of the oil separator. The values are given for illustrative purposes and obviously depend on the type of engine used.
L’air admis via la fuite fait augmenter la pression au niveau du plenum, qui, malgré la fermeture du boîtier papillon passe par exemple de 200mbar absolu à 500mbar absolu. Cette situation conduit à un écart de pression entre la mesure du capteur de déshuileur et la mesure de pression au niveau du plenum par exemple de 980-500=480mbar alors que dans le cas fonctionnel, l'écart entre les pressions mesurées sur ce point de fonctionnement ne correspond qu’aux pertes de charges internes pour le débit des gaz de recirculation ainsi que le débit d’air de dilution, qui n’excèdent pas 30mbar par exemple.
The air admitted via the leak increases the pressure at the level of the plenum, which, despite the closing of the throttle body, increases for example from 200mbar absolute to 500mbar absolute. This situation leads to a pressure difference between the measurement of the deoiler sensor and the pressure measurement at the plenum level, for example of 980-500=480mbar, whereas in the functional case, the difference between the pressures measured at this point of operation only corresponds to internal pressure losses for the flow of recirculation gases as well as the flow of dilution air, which do not exceed 30mbar for example.
Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de détection d'une fuite de gaz au niveau d'une ligne secondaire de ventilation des gaz et/ou d'une valve de régulation de pression destinés à un moteur thermique de véhicule automobile comportant en outre une culasse, un boîtier d'admission des gaz et un déshuileur, ledit procédé comporte:
More specifically, the subject of the invention is a method for detecting a gas leak at the level of a secondary gas ventilation line and/or a pressure regulating valve intended for a motor vehicle thermal engine comprising in addition a cylinder head, a gas intake housing and an oil separator, said method comprises:
- une étape de mesure d'une pression en aval du boîtier d’admission des gaz,
- a step of measuring a pressure downstream of the gas admission box,
- un étape de mesure d'une pression dans le déshuileur, et
- a step of measuring pressure in the oil separator, and
- une étape de diagnostic d'une fuite de gaz au niveau de la ligne secondaire de ventilation des gaz et/ou de la valve de régulation de pression si la pression dans le déshuileur est supérieure à la pression en aval du boîtier d'admission des gaz à laquelle s’ajoute une perte de charge dans la culasse et un seuil déterminé.- a step of diagnosing a gas leak at the secondary gas ventilation line and/or the pressure regulating valve if the pressure in the oil separator is greater than the pressure downstream of the intake housing of the gas to which is added a pressure loss in the cylinder head and a determined threshold.
Selon une mise en œuvre de l'invention, ledit procédé comporte en outre une étape de confirmation pour confirmer un diagnostic d'une fuite de gaz au niveau de la ligne secondaire de ventilation des gaz et/ou de la valve de régulation de pression si la pression dans le déshuileur reste supérieure à la pression en aval du boîtier d'admission des gaz à laquelle s’ajoute la perte de charge dans la culasse et un seuil déterminé, pendant une durée de confirmation.According to one implementation of the invention, said method further comprises a confirmation step to confirm a diagnosis of a gas leak at the secondary gas ventilation line and/or the pressure regulation valve if the pressure in the oil separator remains higher than the pressure downstream of the gas intake box to which is added the pressure loss in the cylinder head and a determined threshold, for a confirmation period.
Selon une mise en œuvre de l'invention, l'étape de diagnostic est limitée à une plage de détection en fonction d’un régime moteur minimal et d’un régime moteur maximal couplés à une charge moteur minimale et une charge moteur maximale.According to one implementation of the invention, the diagnostic step is limited to a detection range as a function of a minimum engine speed and a maximum engine speed coupled with a minimum engine load and a maximum engine load.
Selon une mise en œuvre de l'invention, l'étape de diagnostic est limitée à une plage de détection en fonction d’une pression plénum minimale et d'une pression plénum maximale.According to one implementation of the invention, the diagnostic step is limited to a detection range as a function of a minimum plenum pressure and a maximum plenum pressure.
Selon une mise en œuvre de l'invention, l'étape de diagnostic est activée si une température d’huile est inférieure à une température estimée d’évaporation d’éthanol contenu dans l’huile.According to one implementation of the invention, the diagnostic step is activated if an oil temperature is lower than an estimated evaporation temperature of ethanol contained in the oil.
Selon une mise en œuvre de l'invention, l'étape de diagnostic est activée si une pression en amont du boîtier d'admission des gaz est supérieure à la pression en aval du boîtier d'admission des gaz.According to one implementation of the invention, the diagnostic step is activated if a pressure upstream of the gas intake housing is greater than the pressure downstream of the gas admission housing.
Selon une mise en œuvre de l'invention, la pression en amont du boîtier d'admission des gaz est calculée sur la base d’une mesure de pression atmosphérique et d’un modèle.According to one implementation of the invention, the pressure upstream of the gas intake housing is calculated on the basis of an atmospheric pressure measurement and a model.
Selon une mise en œuvre de l'invention, ledit procédé comporte en outre une étape d’alerte pour signaler une fuite de gaz au niveau de la ligne secondaire de ventilation des gaz et/ou de la valve de régulation de pression.According to one implementation of the invention, said method further comprises an alert step to signal a gas leak at the secondary gas ventilation line and/or the pressure regulation valve.
L'invention a également pour objet un calculateur comportant une mémoire stockant des instructions logicielle pour la mise en œuvre du procédé précédemment défini.The invention also relates to a calculator comprising a memory storing software instructions for implementing the previously defined method.
L'invention concerne en outre un véhicule automobile comprenant un calculateur précédemment défini.The invention further relates to a motor vehicle comprising a previously defined computer.
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.The invention will be better understood on reading the following description and examining the accompanying figures. These figures are given for illustrative purposes only but in no way limit the invention.
La
Un tube d’admission TA reçoit de l’air issu d’un refroidisseur R par l’intermédiaire d’un boîtier d’admission des gaz AG. Le refroidisseur R est connecté à un turbocompresseur TC, lui-même connecté à un tube de sortie TS dans la culasse C2.An intake tube TA receives air from a cooler R via an AG gas intake box. The cooler R is connected to a turbocharger TC, itself connected to an outlet tube TS in the cylinder head C2.
Le moteur illustré comprend en outre une pompe à vide VP.The motor shown further includes a VP vacuum pump.
Un filtre à air FA est connecté à une entrée du turbocompresseur TC.An FA air filter is connected to an inlet of the TC turbocharger.
Le carter C1 comprend une première dérivation connectant le tube d’admission TA à la culasse C2 avec en entrée de culasse C2, un premier clapet antiretour V1, pouvant être appelé clapet de charge partielle.The casing C1 comprises a first bypass connecting the intake tube TA to the cylinder head C2 with, at the inlet of cylinder head C2, a first non-return valve V1, which can be called a partial load valve.
Le carter C1 comprend en outre une valve de régulation de pression RV débouchant dans la culasse C2.The crankcase C1 also includes a pressure regulating valve RV opening into the cylinder head C2.
La sortie de la culasse C2 est équipée d’une ligne secondaire de ventilation des gaz LG, terminée par un deuxième clapet antiretour V2, pouvant être appelé clapet de forte charge, connecté à un dispositif de chauffage H, et débouchant entre le turbocompresseur TC et le filtre à air FA.The outlet of the cylinder head C2 is equipped with a secondary gas ventilation line LG, terminated by a second non-return valve V2, which can be called a high load valve, connected to a heating device H, and opening between the turbocharger TC and the FA air filter.
Le moteur thermique est en outre équipé d’une ligne d’air frais LA débouchant d’une part entre le filtre à air FA et le deuxième clapet antiretour V2 ; et d’autre part dans une chambre accessoire du déshuileur D communiquant avec le reste de la culasse C2, au niveau d’un clapet correspondant V3.The heat engine is also equipped with a fresh air line LA opening on the one hand between the air filter FA and the second non-return valve V2; and on the other hand in an accessory chamber of the oil separator D communicating with the rest of the cylinder head C2, at the level of a corresponding valve V3.
L’invention utilise le premier clapet antiretour V1, un capteur plénum ou premier capteur de pression absolu AP1, et un deuxième capteur de pression absolu AP2.The invention uses the first check valve V1, a plenum sensor or first absolute pressure sensor AP1, and a second absolute pressure sensor AP2.
Le premier capteur de pression absolue AP1 est disposé de sorte à mesurer une pression en aval du boîtier d’admission des gaz AG. Le premier clapet antiretour V1 est disposé en entrée de la culasse C2, en aval de la dérivation du tube d’admission TA. Un deuxième capteur de pression absolue AP2 est disposé de sorte à mesurer une pression dans le déshuileur D monté sur la culasse C2, en aval de la membrane de régulation de pression gaz carter, et en amont des clapets de charge partielle V1 et pleine charge V2.The first absolute pressure sensor AP1 is arranged so as to measure a pressure downstream of the gas intake housing AG. The first check valve V1 is placed at the inlet of the cylinder head C2, downstream of the bypass of the intake tube TA. A second absolute pressure sensor AP2 is arranged so as to measure a pressure in the oil separator D mounted on the cylinder head C2, downstream of the crankcase gas pressure regulation membrane, and upstream of the partial load V1 and full load V2 valves. .
Le diagnostic de détection d'une fuite de gaz au niveau de la ligne secondaire de ventilation des gaz LG et/ou de la valve de régulation de pression RV est basé sur une comparaison entre la pression mesurée au niveau du déshuileur (mesurée par le capteur AP2) et la pression dans la culasse (en aval du boîtier d’admission des gaz AG - ou boîtier papillon ou "throttle" en langue anglaise) mesurée par le capteur AP1. Le capteur AP2 utilisé est un capteur de pression absolue qui a les mêmes caractéristiques que le capteur pression plenum AP1.The diagnosis of detection of a gas leak at the secondary gas ventilation line LG and/or the pressure regulating valve RV is based on a comparison between the pressure measured at the oil separator (measured by the sensor AP2) and the pressure in the cylinder head (downstream of the gas intake housing AG - or throttle body or "throttle" in English) measured by the sensor AP1. The AP2 sensor used is an absolute pressure sensor which has the same characteristics as the AP1 plenum pressure sensor.
L'étape de diagnostic peut être limitée à une plage de détection L1 en fonction d’un régime moteur N minimal noté Nmin et d’un régime moteur N maximal noté Nmax couplés à une charge moteur C minimale notée Cmin et une charge moteur C maximale notée Cmax. L'étape de diagnostic n'est donc pas mise en œuvre en dehors de cette plage L1.The diagnostic step can be limited to a detection range L1 depending on a minimum engine speed N noted Nmin and a maximum engine speed N noted Nmax coupled with a minimum engine load C noted Cmin and a maximum engine load C denoted Cmax. The diagnostic step is therefore not implemented outside of this L1 range.
En outre, l'étape de diagnostic peut être limitée à une plage de détection L2 en fonction d’une pression plénum PAP1minimale et une maximale. L'étape de diagnostic n'est donc pas mise en œuvre en dehors de la plage L2.In addition, the diagnostic step can be limited to a detection range L2 depending on a minimum and a maximum plenum pressure P AP1 . The diagnostic step is therefore not implemented outside the L2 range.
De plus, la stratégie peut utiliser un signal de température d’huile relative à l’huile mesurée à la rampe du carter C1. Un capteur de température peut être prévu à cet effet dans la rampe d’huile carter. Ainsi, la stratégie de détection peut être activée si une température d’huile (Thuile) est inférieure à une température estimée d’évaporation d’éthanol contenu dans l’huile. Cette température d’évaporation dépend des conditions physico-chimiques, de la température et de la pression, ainsi que de la pureté de l’éthanol.In addition, the strategy can use an oil temperature signal relative to the oil measured at the crankcase ramp C1. A temperature sensor can be provided for this purpose in the crankcase oil rail. Thus, the detection strategy can be activated if an oil temperature (Toil) is lower than an estimated evaporation temperature of ethanol contained in the oil. This evaporation temperature depends on the physicochemical conditions, temperature and pressure, as well as the purity of the ethanol.
Les signaux des capteurs de pression sont de préférence filtrés (filtres F1).The pressure sensor signals are preferably filtered (F1 filters).
De préférence, on met en œuvre une condition d’application sur la base d’une pression amont P1 et de la pression plénum PAP1. Si la pression amont P1 est supérieure à la pression plénum PAP1, avec en outre les limitations susvisées, alors le diagnostic est effectué. La pression amont P1 peut être calculée sur la base d’une mesure de pression atmosphérique P0 et d’un modèle.Preferably, an application condition is implemented on the basis of an upstream pressure P1 and the plenum pressure P AP1 . If the upstream pressure P1 is greater than the plenum pressure P AP1 , also with the aforementioned limitations, then the diagnosis is carried out. The upstream pressure P1 can be calculated based on an atmospheric pressure measurement P0 and a model.
Le diagnostic est réalisé sur la base des valeurs de pression PAP1, PAP2. Les signaux des capteurs de pression AP1, AP2 sont de préférence filtrés au moyen d’un filtre F1, notamment un filtre passe-bas.The diagnosis is carried out on the basis of the pressure values P AP1 , P AP2 . The signals from the pressure sensors AP1, AP2 are preferably filtered by means of a filter F1, in particular a low-pass filter.
Le diagnostic dépend en outre d’un calcul d'une perte de charge DP, notamment d'un retour charge partielle, dans la culasse à partir d’une matrice de régimes N et de charges C. Les régimes du moteur thermique sont par exemple (en tr/min) : 750, 1000, 2000, 3000, 4000, et 5000. Les charges du moteur thermique sont par exemple (en N.m) : 0, 10, 20, 30, 40, 80, 100.The diagnosis also depends on a calculation of a pressure loss DP, in particular a partial load return, in the cylinder head from a matrix of speeds N and loads C. The speeds of the heat engine are for example (in rpm): 750, 1000, 2000, 3000, 4000, and 5000. The loads of the heat engine are for example (in N.m): 0, 10, 20, 30, 40, 80, 100.
Si le diagnostic est activé, et si la pression PAP2est supérieure à la pression PAP1à laquelle s’ajoute la perte de charge DP et un seuil déterminé S1, alors cela peut signifier qu'il existe une fuite de gaz au niveau de la ligne secondaire de ventilation des gaz LG et/ou de la valve de régulation de pression RV. De préférence, si cela est maintenu pendant une durée de confirmation Tconf, par exemple de 2s, alors le diagnostic est confirmé. Dans ce cas, une alerte est communiquée à l’utilisateur. Alternativement, l'alerte pourrait être communiquée à l'utilisateur sans attendre la période de confirmation.If the diagnosis is activated, and if the pressure P AP2 is greater than the pressure P AP1 to which is added the pressure loss DP and a determined threshold S1, then this may mean that there is a gas leak at the level of the secondary gas ventilation line LG and/or the pressure regulation valve RV. Preferably, if this is maintained for a confirmation duration Tconf, for example 2s, then the diagnosis is confirmed. In this case, an alert is communicated to the user. Alternatively, the alert could be communicated to the user without waiting for the confirmation period.
Dans la mise en œuvre préférée, la stratégie est donc active dans la plage atmosphérique de fonctionnement du moteur, ainsi que dans des domaines plus restreints relatives au régime, couple, ainsi qu’à la pression plenum PAP1mesurée. Il est aussi possible de ne pas réaliser le diagnostic lors des phases d’évaporation de l’éthanol contenu dans l’huile, qui peuvent conduire à des hausses significatives de débit de ventilation des gaz (« blow-by » en langue anglaise), entrainant alors des pertes de charges significatives dans le système, et donc un risque éventuel de fausse détection. Les signaux entrants (mesures des capteurs) sont filtrés afin de limiter les phénomènes transitoires qui pourraient conduire à une fausse détection. L’activation et la levée du défaut est ensuite conditionnée par une durée de confirmation. Les valeurs sont données à titre indicatif.In the preferred implementation, the strategy is therefore active in the atmospheric operating range of the engine, as well as in more restricted areas relating to the speed, torque, as well as the measured plenum pressure P AP1 . It is also possible not to carry out the diagnosis during the evaporation phases of the ethanol contained in the oil, which can lead to significant increases in gas ventilation flow (“blow-by” in English), then leading to significant pressure losses in the system, and therefore a possible risk of false detection. Incoming signals (sensor measurements) are filtered in order to limit transient phenomena which could lead to false detection. The activation and removal of the fault is then conditioned by a confirmation period. The values are given for information purposes only.
Il est à noter que cette stratégie de détection d'une fuite de gaz au niveau de la ligne secondaire de ventilation des gaz LG et/ou de la valve de régulation de pression RV est dépendante de la géométrie d'une restriction interne d'une branche aval du déshuileur D interne à la culasse qui génère des pertes de charges. Si la restriction interne de la branche aval du déshuileur D ne génère pas suffisamment de pertes de charges, il est possible que les pressions PAP1, PAP2entre l’intérieur du déshuileur D et le plenum tendent à s’égaliser. Les conditions qui permettent un bon fonctionnement du diagnostic sont d’une part que la perte de charge entre l’atmosphère et le volume interne du déshuileur D où est mesurée la pression PAP2soit faible lorsqu’il y a une fuite, et d’autre part que la perte de charge du retour interne à la culasse soit supérieure à un seuil afin de réaliser cette détection.It should be noted that this strategy for detecting a gas leak at the secondary gas ventilation line LG and/or the pressure regulating valve RV is dependent on the geometry of an internal restriction of a downstream branch of the oil separator D internal to the cylinder head which generates pressure losses. If the internal restriction of the downstream branch of the oil separator D does not generate sufficient pressure losses, it is possible that the pressures P AP1 , P AP2 between the interior of the oil separator D and the plenum tend to equalize. The conditions which allow the diagnosis to function properly are, on the one hand, that the pressure loss between the atmosphere and the internal volume of the oil separator D where the pressure P AP2 is measured is low when there is a leak, and other than that the pressure loss of the internal return to the cylinder head is greater than a threshold in order to carry out this detection.
L'invention a également pour objet un calculateur Calc comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention.The invention also relates to a Calc calculator comprising a memory storing software instructions for implementing the method according to the invention.
L'invention a également pour objet un calculateur Calc comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention.The invention also relates to a Calc calculator comprising a memory storing software instructions for implementing the method according to the invention.
L'invention concerne en outre un véhicule comportant un calculateur selon l'invention.The invention further relates to a vehicle comprising a computer according to the invention.
Claims (10)
caractérisé en ce que ledit procédé comporte:
- une étape de mesure d'une pression (AP1) en aval du boîtier d’admission des gaz (AG),
- un étape de mesure d'une pression (AP2) dans le déshuileur (D), et
- une étape de diagnostic d'une fuite de gaz au niveau de la ligne secondaire de ventilation des gaz (LG) et/ou de la valve de régulation de pression (RV) si la pression (AP2) dans le déshuileur (D) est supérieure à la pression (AP1) en aval du boîtier d'admission des gaz (AG) à laquelle s’ajoute une perte de charge (DP) dans la culasse (C2) et un seuil déterminé (S1).Method for detecting a gas leak at the level of a secondary gas ventilation line (LG) and/or a pressure regulating valve (RV) intended for a thermal engine of a motor vehicle further comprising a cylinder head (C2), a gas intake housing (AG) and an oil separator (D),
characterized in that said method comprises:
- a step of measuring a pressure (AP1) downstream of the gas admission box (AG),
- a step of measuring a pressure (AP2) in the oil separator (D), and
- a step of diagnosing a gas leak at the secondary gas ventilation line (LG) and/or the pressure regulating valve (RV) if the pressure (AP2) in the oil separator (D) is greater than the pressure (AP1) downstream of the gas intake box (AG) to which is added a pressure loss (DP) in the cylinder head (C2) and a determined threshold (S1).
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