PROCEDE DE MESURE DE LA PRESSION DE CARBURANT DANS UNE RAMPE A INJECTION D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE

Description

[0001] La présente invention est relative à un procédé de mesure de la pression de carburant régnant dans un injecteur électromagnétique de ce carburant dans un des cylindres d'un moteur à combustion interne à injection directe, les injecteurs associés auxdits cylindres étant alimentés en carburant par une rampe d'alimentation commune et leur temps d'ouverture calculé et commandé par un calculateur.

[0002] On a représenté à la figure 1 du dessin annexé un dispositif d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne à injection directe, d'un type connu comprenant un réservoir 1 de carburant, une pompe 2 alimentée par le réservoir 1 et associée à un régulateur de pression 3 pour délivrer du carburant à une deuxième pompe 5, à travers un filtre 4, le carburant délivré par la pompe 2 étant porté à un premier niveau de pression supérieur à la pression atmosphérique, mais relativement bas, d'où le nom de "pompe basse pression" donné à la pompe 2. La deuxième pompe 5 relève encore la pression du carburant jusqu'à un deuxième niveau supérieur au premier, convenant à l'alimentation d'injecteurs de carburant 6₁, 6₂, 6₃, 6₄ montés sur une rampe 7 d'alimentation en carburant des cylindres d'un moteur à combustion interne à injection directe (non représenté).

[0003] La pression du carburant délivré par la pompe 5, dite "pompe haute pression", est fixée par un régulateur électromécanique 8, tel qu'une électrovanne commandée par un calculateur 9. Dans ce dernier cas, un capteur 10 délivre au calculateur 9 un signal représentatif de la pression du carburant contenu dans la rampe 7, pour permettre au calculateur d'assurer la régulation de la pression du carburant dans cette rampe au niveau prédéterminé requis. Le calculateur 9 est couramment constitué par le calculateur de gestion du fonctionnement du moteur, commandant entre autres les injecteurs 6_i (i de 1 à 4 dans l'exemple représenté), et notamment le temps d'ouverture de ceux-ci.

[0004] Le carburant non débité par les injecteurs 6_i est renvoyé au réservoir par un conduit 11, 12 mis à pression atmosphérique.

[0005] La quantité de carburant qui doit être injectée par un injecteur particulier dans le cylindre associé du moteur est calculée par le calculateur 9 en fonction d'un certain nombre de paramètres bien connus. Le calculateur détermine aussi le temps d'ouverture de l'injecteur qui est propre à assurer l'entrée dans le cylindre d'une quantité de carburant prédéterminée. Ce temps d'ouverture est fonction de cette quantité mais aussi de la pression de carburant régnant dans la rampe 7, pression qui fluctue dans le temps malgré la présence du régulateur 8.

[0006] Comme on l'a vu plus haut, celui-ci peut être constitué par une électrovanne commandée par le calculateur 9, pour établir une fuite discontinue de carburant, propre à assurer la régulation de la pression de carburant à un niveau prédéterminé.

[0007] A chaque fois que l'un des injecteurs 6_i s'ouvre pour introduire du carburant dans le cylindre associé, cette ouverture crée, dans la rampe 7, une deuxième fuite de carburant dont les conséquences sont illustrées à la figure 2. Sur cette figure, on a représenté en 6_i le chronogramme d'ouverture de l'injecteur 6_i considéré, pendant un temps T_i, et en P, le graphe de la pression P de carburant dans la rampe, observée pendant et autour de l'ouverture de cet injecteur. Comme illustré, après l'instant t₀ d'ouverture de l'injecteur, la pression P dans la rampe tombe du fait de la fuite de carburant ainsi créée, et ceci éventuellement jusqu'à l'instant t_f = t₀ + T_i de fermeture de l'injecteur, la pression ne se rétablissant à son niveau stable antérieur qu'après un intervalle de temps supplémentaire.

[0008] Pour tenir compte de cette chute de pression, on propose, dans le brevet français n° 2 715 440 au nom de la demanderesse, de mesurer continûment la pression régnant dans un injecteur de carburant pendant le temps d'ouverture de celui-ci de manière que le calculateur puisse en déduire par intégration la quantité de carburant réellement injectée dans les cylindres pendant cette ouverture de l'injecteur, et de commander la fermeture de ce dernier quand la quantité de carburant à introduire est atteinte.

[0009] Ce procédé exige cependant que l'on opère une mesure en continu de la pression de carburant dans la rampe ou, du moins, que cette mesure soit réalisée avec une fréquence d'échantillonnage très élevée, compatible avec le temps d'ouverture très court des injecteurs (quelques ms).

[0010] De surcroît, l'ouverture d'un injecteur électromagnétique exige un courant électrique de grande intensité générateur de fortes perturbations électromagnétiques susceptibles de fausser le signal de mesure émis par le capteur de pression 10 pendant cette ouverture.

[0011] La présente invention a pour but de fournir un procédé permettant de mesurer avec une bonne précision la pression de carburant régnant dans un injecteur de ce carburant dans un moteur à combustion interne à injection directe, ce procédé ne présentant pas les inconvénients des procédés connus de la technique antérieure évoquée ci-dessus.

[0012] En particulier, la présente invention a pour but de fournir un tel procédé qui autorise l'emploi d'une mesure de pression à fréquence d'échantillonnage courante, tout en étant insensible aux perturbations électromagnétiques régnant dans l'environnement du capteur de pression utilisé.

[0013] On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un procédé de mesure de la pression de carburant régnant dans un injecteur électromagnétique de ce carburant dans un des cylindres d'un moteur à combustion interne à injection directe, les injecteurs associés auxdits cylindres étant alimentés en carburant par une rampe d'alimentation commune et leur temps d'ouverture calculé et commandé par un calculateur, ce procédé étant remarquable en ce que a) on détecte un recouvrement éventuel des temps d'ouverture d'au moins deux desdits injecteurs, b) en l'absence d'un tel recouvrement, on relève la pression du carburant dans la rampe en dehors du temps d'ouverture de l'injecteur considéré, c) en présence d'un tel recouvrement, on relève la pression du carburant à l'ouverture de l'injecteur considéré, et d) on corrige la mesure relevée en fonction d'une variation prédéterminée de la pression de carburant, induite par l'ouverture du ou des injecteurs.

[0014] Comme on le verra plus loin en détail, ce procédé permet, à partir d'une mesure de pression fiable, car non perturbée, de connaître avec précision la pression moyenne régnant dans un injecteur de carburant quand celui-ci débite du carburant. On peut alors régler avec précision le temps d'ouverture de l'injecteur, propre à lui faire débiter une quantité de carburant déterminée par le calculateur.

[0015] Suivant une autre caractéristique du procédé selon l'invention, à l'étape d) ci-dessus, on retranche de la mesure relevée un décrément fonction de la pression mesurée et/ou d'une estimation du temps d'ouverture de l'injecteur.

[0016] Suivant une autre caractéristique de ce procédé, lorsqu'il est appliqué au calcul du temps d'ouverture des injecteurs du moteur, on ajoute au temps d'ouverture calculé sur la base de la pression relevée, un incrément fonction du temps d'ouverture calculé et de la pression de carburant relevée.

[0017] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel :

• la figure 1 est un schéma d'un dispositif d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne à injection directe, décrit en préambule de la présente description et propre à la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, et
• les figures 2 et 3 sont des graphes illustrant ce procédé.

[0018] A titre d'exemple illustratif et non limitatif seulement, l'invention sera décrite dans son application à la commande d'un moteur à combustion interne à injection directe comptant quatre cylindres alimentés respectivement par les injecteurs 6₁,6₂ ,6₃ et 6₄.

[0019] Suivant la présente invention, on distingue deux situations selon que, pendant l'ouverture de l'un de ces injecteurs, celui-ci est seul ouvert ou que, au contraire, au moins un autre des injecteurs est ouvert également.

[0020] La première situation est illustrée à la figure 2, déjà partiellement décrite en préambule de la présente description, et se rencontre notamment lorsque le régime du moteur est faible ou moyen et la charge du moteur faible ou modérée. Le temps d'injection Ti est alors court et la pression du carburant, qui varie à la baisse à l'ouverture de l'injecteur, ne peut se rétablir avant sa fermeture sous l'action du régulateur 8.

[0021] Comme on l'a vu plus haut, le capteur 10 délivre au calculateur (9) un signal électrique contenant une mesure de la pression de carburant dans la rampe 7. Cependant, pendant l'ouverture de l'injecteur 6_i considéré, classiquement commandée par l'envoi d'un fort courant dans un bobinage électrique, le fort champ électromagnétique qui en résulte est susceptible de perturber le signal électrique relativement faible émis par le capteur, et donc de fausser la mesure de pression prise en compte par le calculateur (9) pour régler le temps d'ouverture T_i de l'injecteur, en fonction d'une quantité d'essence prédéterminée à injecter dans le cylindre associé du moteur, cette quantité étant évidemment fonction de la pression du carburant et de ce temps d'ouverture.

[0022] Suivant la présente invention, on pallie cet inconvénient en ne prenant pas en compte, dans l'évaluation de la pression du carburant, les mesures ainsi faussées et en procédant à cette évaluation par correction d'une mesure fiable.

[0023] Plus précisément, le capteur de pression délivrant une mesure de la pression échantillonnée avec une période convenable, de 4 ms par exemple, compatible avec la précision à obtenir sur le réglage du temps d'ouverture des injecteurs, le calculateur (9) élimine de ses calculs les échantillons de mesure de pression prélevés pendant le temps d'ouverture T_i de l'injecteur. De préférence, on élimine de même les échantillons prélevés immédiatement après la fermeture de l'injecteur, pendant un intervalle de temps Δt supplémentaire propre à permettre au capteur 10 de délivrer de nouveau des échantillons de pression non perturbés et restabilisés.

[0024] La pression à prendre en compte est alors calculée par le calculateur 9 à partir d'un échantillon de pression acquis, par exemple, antérieurement à l'instant t₀ d'ouverture de l'injecteur, et corrigé en décrémentant convenablement la valeur ainsi acquise pour tenir compte du fait que, pendant le temps d'ouverture T₁ de l'injecteur, la pression moyenne du carburant est abaissée par rapport à la pression mesurée antérieurement à l'ouverture de l'injecteur. L'amplitude du décrément à appliquer à la mesure peut être évaluée par des mesures au banc. Il est fonction, en particulier, du niveau de la pression P mesurée antérieurement à l'ouverture, et/ou d'une estimation du temps d'ouverture de l'injecteur, estimation obtenue par exemple en calculant un temps d'ouverture de base à la pression de consigne appliquée au régulateur 8.

[0025] Lorsque le moteur tourne à régime élevé et/ou sous forte charge, il peut y avoir recouvrement de plusieurs temps d'ouverture des injecteurs 6_i du moteur, comme illustré à la figure 3 qui représente les chronogrammes d'ouverture de ces injecteurs et l'évolution consécutive de la pression P de carburant dans la rampe 7.

[0026] Dans ce cas, les ouvertures successives des divers injecteurs font chacune chuter cette pression, qui tend à remonter ensuite, sous l'action du régulateur 8, pour chuter de nouveau à l'ouverture suivante d'un injecteur. On observe cependant, en pratique, qu'à tout instant, deux injecteurs au maximum sont ouverts simultanément, ce qui limite l'effet cumulatif des perturbations de pression engendrées par leurs ouvertures successives.

[0027] Le calculateur 9 détecte aisément une situation d'ouverture en recouvrement d'au moins deux injecteurs, en comparant la durée entre deux points morts haut (P.M.H.) successifs, connue par le régime du moteur, au temps d'ouverture de l'injecteur correspondant. Lorsque ce temps d'ouverture est supérieur à la durée de l'intervalle entre 2 PMH, le calculateur 9 diagnostique un recouvrement des temps d'ouverture d'au moins deux des injecteurs.

[0028] Il n'est plus possible alors d'exclure les échantillons de pression de carburant émis pendant les temps d'ouverture des injecteurs.

[0029] Suivant la présente invention, dans cette situation, le calculateur 9 impose pour la mesure de la pression de carburant dans un injecteur, un échantillonnage de cette mesure synchrone à l'ouverture dudit injecteur, que cette ouverture intervienne seule ou pendant le temps d'ouverture d'un autre injecteur, et corrige en le décrémentant l'échantillon sélectionné pour tenir compte de la chute de pression moyenne du carburant qui résulte de l'ouverture de l'injecteur considéré.

[0030] Il est apparu en effet que c'est à l'ouverture de l'injecteur que l'échantillon de la pression délivrée est le moins perturbé et donc le plus propre à approcher, après une décrémentation convenable, la pression moyenne dans l'injecteur considéré pendant l'ouverture de celui-ci.

[0031] Connaissant ainsi, en toutes circonstances, cette pression moyenne, le calculateur 9 peut ajuster convenablement la durée d'ouverture T_i de chaque injecteur en commandant l'instant de sa fermeture.

[0032] Plutôt que de décrémenter la pression tirée d'un échantillon de mesure de pression sélectionné comme indiqué ci-dessus, pour calculer cette pression moyenne puis le temps d'ouverture de l'injecteur, le calculateur 7 peut directement calculer ce temps d'ouverture en ajoutant, à un temps d'ouverture T_i calculé sur la base de la pression relevée, un incrément ΔT_i fonction du temps d'ouverture calculé et de la pression relevée, cet incrément compensant la baisse de pression observée dans l'injecteur à la suite de l'ouverture de celui-ci.

[0033] Il apparaît maintenant que l'invention permet bien d'atteindre le but annoncé à savoir assurer une commande précise du temps d'ouverture des injecteurs, à partir du prélèvement d'un échantillon non perturbé de la pression du carburant et d'une correction convenable dudit échantillon.

Revendications

1. Procédé de calcul de la pression de carburant régnant dans un injecteur électromagnétique (6_i) de ce carburant dans un des cylindres d'un moteur à combustion interne à injection directe, les injecteurs (6_i) associés auxdits cylindres étant alimentés en carburant par une rampe d'alimentation (7) commune et leur temps d'ouverture (T_i) calculé et commandé par un calculateur (9),
   caractérisé en ce que :

a) on détecte un recouvrement éventuel des temps d'ouverture d'au moins deux desdits injecteurs (6_i),

b) en l'absence d'un tel recouvrement, en relève la pression du carburant dans la rampe (7) en dehors du temps d'ouverture de l'injecteur considéré,

c) en présence d'un tel recouvrement, on relève la pression du carburant à l'ouverture de l'injecteur considéré, et

d) on corrige la mesure relevée en fonction d'une variation prédéterminée de la pression de carburant, induite par l'ouverture du ou des injecteurs (6_i), pour obtenir la valeur de la pression de carburant régnant dans l'injecteur (6i).

2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'étape d), on retranche de la mesure relevée un décrément fonction de la pression mesurée et/ou d'une estimation du temps d'ouverture (T_i).

3. Procédé conforme à la revendication 1, appliqué au calcul du temps d'ouverture (T_i) des injecteurs du moteur, caractérisé en ce qu'on ajoute au temps d'ouverture calculé sur la base de la pression relevée, un incrément (ΔT_i) fonction du temps d'ouverture calculé et de la pression de carburant relevée.

4. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'étape b), on relève la pression de carburant par sélection d'un échantillon de mesure de cette pression, choisi parmi une suite de tels échantillons, en éliminant les échantillons prélevés pendant le temps d'ouverture des injecteurs.

5. Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la période d'échantillonnage est de 4 à 10 ms environ.

6. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'étape c), on impose un échantillonnage synchrone à la commande d'ouverture de l'injecteur.

Claims

1. Method for calculating the fuel pressure prevailing in an electromagnetic injector (6_i) of this fuel into one of the cylinders of a direct-injection internal combustion engine, the injectors (6_i) associated with said cylinders being supplied with fuel by a common fuel rail (7) and their opening time (T_i) being calculated and controlled by a computer (9),
   characterized in that:

a) a possible overlapping of the opening time of at least two of said injectors (6_i) is detected,

b) in the absence of such overlapping, the fuel pressure in the rail (7) is recorded outside the opening time of the injector in question,

c) in the presence of such overlapping, the fuel pressure is recorded on the opening of the injector in question, and

d) the measurement taken is corrected as a function of a predetermined variation of the fuel pressure, induced by the opening of one or more injectors (6_i) in order to obtain the value of the fuel pressure prevailing in the injector (6_i).

2. Method according to claim 1, characterized in that, in Stage d), a decrement that is a function of the pressure measured and/or an estimation of the opening time (T_i) is deducted from the measurement taken.

3. Method according to claim 1, applied to the calculation of the opening time (T_i) of the engine's injectors, characterized in that an increment (ΔT_i) that is a function of the opening time calculated and the fuel pressure recorded is added to the opening time calculated on the basis of the pressure recorded.

4. Method according to claim 1, characterized in that, in Stage b), the fuel pressure is recorded by selection of a measurement sample of this pressure, chosen from a series of such samples, eliminating the samples taken during the opening time of the injectors.

5. Method according to claim 4, characterized in that the sampling period is approximately 4 to 10 ms.

6. Method according to claim 1, characterized in that, in Stage c), a sampling is imposed synchronous with the injector opening control.

Ansprüche

1. Verfahren zur Berechnung des Kraftstoffdrucks, der in einer elektromagnetischen Einspritzdüse (6i) dieses Kraftstoffs in einem der Zylinder eines Verbrennungsmotors mit Direkteinspritzung herrscht, wobei die den Zylindern zugeordneten Einspritzdüsen (6i) durch eine gemeinsame Versorgungsleitung (7) versorgt werden und ihre Öffnungszeit (Ti) durch einen Rechner (9) berechnet und gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass:

a) man eine eventuelle Überlappung der Öffnungszeit von mindestens zwei der Einspritzdüsen (6i) ermittelt,

b) man in Abwesenheit einer solchen Überlappung den Kraftstoffdruck in der Leitung (7) außerhalb der Öffnungszeit der betrachteten Einspritzdüse feststellt,

c) man bei Anwesenheit einer solchen Überlappung den Kraftstoffdruck bei der Öffnung der betrachteten Einspritzdüse feststellt, und

d) man die festgestellte Messung in Abhängigkeit einer vorbestimmten Änderung des Kraftstoffdrucks korrigiert, bewirkt durch die Öffnung des oder der Einspritzdüsen (6i), um den Wert des Kraftstoffdrucks zu erhalten, der im Einspritzdüse (6i) herrscht.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man im Schritt d) von der festgestellten Messung ein Dekrement abzieht, das vom gemessenen Drucks und/oder einer Schätzung der Öffnungszeit (Ti) abhängt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, angewendet auf die Berechnung der Öffnungszeit (Ti) der Einspritzdüsen des Motors, dadurch gekennzeichnet, dass man zu der auf der Basis des festgestellten Drucks berechneten Öffnungszeit eine Inkrement (ΔTi) hinzufügt, das von der berechneten Öffnungszeit und dem festgestellten Kraftstoffdruck abhängt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man im Schritt b) den Kraftstoffdruck durch Auswahl einer Probe der Messung dieses Drucks feststellt, ausgewählt aus einer Folge von solchen Proben, wobei die während der Öffnungszeit der Einspritzdüsen genommenen Proben eliminiert werden.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum der Probenentnahme ungefähr zwischen 4 und 10 ms liegt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man im Schritt c) eine Probeentnahme durchsetzt, die synchron zur Steuerung der Öffnung der Einspritzdüse ist.

Dessins