Brevet FR2281500A1 — publié le 19760305

L'invention concerne une installa tion d'injection å commande électrique pour moteur Diesel à plusieurs cylindres, notamment à six cylindres, comportant plusieurs dispositifs d'injection actionnés par voie électromagnétique, chacun d'eux étant affecté à l'un des cylindres et comportant une sou, pape électromagnétique de commande pour le carburant servant de liquide de pression de service et arrivant sous pression constante devant cette soupape, un servo-piston ainsi qu'un piston de pompage déplacé par ce servo-piston lors du processus d'injection et présentant, de préférence, un plus faible diamètre, chaque dispositif comportant, en outre, un injecteur chargé par un ressort et s'ouvrant sous l'action de la pression du carburant plus élevée lors de la course d'injection du piston de pompage lorsque la soupape éleo- tromagnétique revient en position de repos à la fin des impulsions de remplissage fournies par un dispositif de commutation à transistors et déterminant la durée de remplissage, le dispositif de commu- tation à transistors déterminant la durée des impulsions de remplissage et, par suite, la quantité d'infection, en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement, un capteur d'angle de rotation tournant, en outre, à la vitesse de rotation de l'arbre à cames ou du vilebrequin et produisant, à chaque tour de l'arbre à ce- mes, au moins une impulsion de déclenchement et un nombre d'impul- sions fonction de la vitesse de rotation et multiple du nombre de cylindres, l'installation comportant, également, un convertisseur vitesse de rotation-tension fournissant une tension proportionnelle aux impulsions fonction de la vitesse de rotation et destinée à un régulateur qui détermine la durée de remplissage en fonction d'au moins une grandeur pilote. Dans les dispositifs d'injection connus, par exemple d'après le DT-OS 2 126 736, du type décrit ci-dessus et désinés par pompe à buse, la durée des impulsions de remplis- sage utilisées pour actionner la soupape électromagnétique est déterminée par la valeur de la course de retour du piston de pompage pendant ces impulsions de remplissage, cette course déterminant, en conséquence, la quantité de carburant éjectée par l'injecteur lors de la course de refoulement suivante du piston de pompage. La soupape électromagnétique peut alors outre agencée sous forme de soupape à trois voies et deux positions (soupape 3/2) et comporter une armature réalisée sous forme de tiroir, ce tiroir fermant, en position de repos, sous l'action d'un ressort de rappel, un orifice d'arrivée pour le carburant servant de liquide de pression de service et reliant un conduit de retour sans pression au cylindre du servo-piston, ledit tiroir fermant par contre le conduit de retour lorsque la soupape électromagnétique est en circuit et reliant le cylindre du servo-piston à la conduite d'arrivée de carburant. Dans une telle pompe à buse, la fin d'une impulsion de remplissage détermine le début de l'injection qui a lieu immédiatement après. En effet, la course de refoulement est alors déclenchée et le carburant sort par l'injecteur. Abstraction faite d'un petit décalage d'injection qui, lorsque la vitesse de rotation croît, déclenche le processus d'injection avec des points d'injection de plus en plus prématurés, le début d'injection doit toujours avoir lieu pour le mssme angle de rotation du vilebrequin, et donc avec un angle constant.Si la quantité de carburant devant être injectée lors du processus d'injection suivant, est déterminée par une impulsion de remplissage amenée à la soupape électromagnétique, il est nécessaire de déterminer le début d'une telle impulsion de remplissage, dont la durée est adaptée aux conditions de fonctionnement du moteur à combustion interne, pour que le processus d'injection qui a lieu à la fin de cette cimpulsion, commence dans la position prévue du vilebrequin. Dans le DI)-OS 2 255 603, on a déJà proposé d'accoupler, avec le vilebrequin du moteur à combustion interne, un capteur d'angle de rotation fournissant à chaque tour du vilebrequin un grand nombre d'impulsions dépendant de la vitesse de rotation. On prévoit alors un commutateur actionné en synchronisme avec la rotation de 1marbre à cames, ainsi qu'un dispositif de commande électrique qui produit, à chaque fermeture ou ouverture du commutateur, suivant la cadence des impulsions de vitesse de rotation du capteur, une première grandeur proportionnelle aux temps ou aux angles et qui indique quand aura lieu la prochaine opération d'ouverture ou de fermeture.Ce dispositif de commande électronique doit, en outre, déterminer, à partir de deux impulsions successives dépendant de la vitesse de rotation, la quantité d'injection nécessaire, en tant que seconde grandeur proportionnelle aux temps ou aux angles. En cas d'égalité des deux grandeurs, la soupape électromagnétique de commande de l'un des dispositifs d'injection est mise en circuit, cette soupape étant mise hors circuit lors de 1'opération de fermeture ou d'ouverture suivante du commutateur. Etant donné que, pour obtenir une grande précision, le temps de remplissage des pompes à buse doit être le plus grand possible, le système décrit ci-dessus est très onéreux pour les moteurs à combustion interne à plusieurs cylin- dres. En effet, on doit prévoir, dans ce cas, une commande distinc- te pour chaque pompe à buse, cette commande devant, chaque fois, comporter, non seulement un commutateur par cylindre, mais aux un dispositif de commande conforme à la description donnée préc6- gemment L'invention a pour but de créer une installation d'injection dans laquelle les temps de remplissage pour la totalité des tours du vilebrequin pendant un cycle (deux tours pour un moteur à combustion interne à quatre temps) sont déterminé conjointement en fonction des conditions de fonctionnement. fl suf- fit alors d'une faible dépense en éléments composants électroniques pour chaque pompe à buse. L'installation concerne, à cet ef fet, une installation, du type ci-dessus, caractérisée en ce qu'il est prévu un mnltivibrateur astable pour produire des impulsions de comptage de fréquence constante, un compteur à rebours comptant suivant la cadence des impulsions de comptage du début de la durée de remplissage, à rebours, à partir d'une valeur maximale correapondant au plus grand nombre des impulsions fonction de la vitesse de rotation produites pendant un tour du vilebrequin ou de l'arbre à cames, Jusqu'd la fin de la durée de remplissage en arrivant à un état final et, finalement, une mémoire servant de tampon pour une seconde mémoire dans laquelle l'état final est stocké, l'ainsi tallation comportant, en outre, un diviseur démarrant à chaque im, pulsion de déclenchement et divisant les impulsions fonction de la vitesse de rotation en un nombre d'impulsions de base correspondant au nombre des cylindres, un dispositif de décalage pour décaler dans le temps les impulsions de base, ainsi qu'un hombre de compteurs directs correspondant au nombre des cylindres du moteur et mis en route l'un après l'autre, chaque fois par l'une des impulsions de base décalées et comptant ensuite dans le sens direct suivant la séquence prévue pour les temps du moteur et, finalement, un même nombre de circuits comparateurs qui déclenchent le processus de remplissage dans le dispositif d'injection correspondant, lors de la coincidence de l'état du compteur direct correspondant et de l'état final stocké dans la seconde mémoire commune. Âvec eet agencement conforme à l'invention du dispositif de commande électronique, il suffit d'un compteur direct et d'un comparateur pour chacune des pompes à buse, un étage de puissance à transistors destiné à l'enroulement de la soupape électromagnétique étant disposé à la suite du comparateur. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant, à titre d'exemple de réalisation de l'invention, une installation d'injection à commande électrique pour un moteur Diesel à six cylindre s. Dans ces dessins - la figure 1 est une vue ensemble schématique du moteur et de son installation d'injection, - la figure 2 est un schéma par blocs du dispositif de commande électronique de l'installation d'Ùijec- tion, - la figure 3 représente, pour expliquer le mode de fonctionnement du dispositif de commande de la figure 2 diverses formes dtimpulsions correspondantes, - la figure 4 est un schéma détaillé du circuit du dispositif de commande, - la figure 5 est un schéma d'un régulateur utilisé dans le dispositif de commande. Le moteur Diesel à six cylindres 10 représenté sur la figure 1, est équipé de six pompes à buse Il pouvant être réaliséessuivant le D2-OS 2 126 736. Les éléments essentiels de chaque pompe à buse sont t une soupape électromagnétique de commande pour le carburant servant de liquide de pression de service et arrivant sous pression constante devant cette soupape, un servo-piston ainsi qu'un piston de pompage par ce servo-piston lors du processus d'injection et présentant un plus faible diamètre, chaque pompe à buse comportant, en outre, un injecteur chargé par un ressort et s'ouvrant sous l'action de la pression du carburant plus élevée lors de la course d'injection du piston de pompage. Le carburant est refoulé à partir d'un réservoir de stockage 14 par une pompe 15 entraînée par un moteur électrique, ce carburant étant maintenu à une pression de dix bars par un régulateur 16. A partir du régulateur de pression 16, le carburant arrive dans un distributeur 13 et, de là, aux pompes à buse Il par des conduites d'amenée individuelles 12. Les électro aimants des pompes à buse 11, non représentés de façon particulière, sont chaque fois raccordés, par des conducteurs électriques 17, à l'un des six étages terminaux. L'un de ces étages est indiqué en 18 sur la figure 2. Conformément à la figure 2, chaque étage terminal comporte un compteur direct 21 et un comparateur 22 qui constituent l'un des six canaux de commande pour les pompes à buse Il. Sur la figure 1, ces six canaux sont réunis pour former un bloc de canaux 23. Un bloc de commande commun 24 est prévu pour tous les canaux, ce bloc comprenant les éléments représentés sur la figure 2 au-dessus de la ligne horizontale indiquée en trait interrompu. Dans ce bloc de commande 24, sont déterminés la durée et le début des impulsions de remplissage amenées au rythme de la séquence d'allumage des pompes à buse 11. Ces impulsions de remplissage sont indiquées en 25 sur la figure I. Au dispositif de commande électronique de l'installation d'injection, dispositif comprenant le bloc de canaux 23 et le bloc de commande 24, appartiennent un capteur de vitesse de rotation et d'angle 26. Le capteur 26 comporte un rotor 27 à magnétisme permanent accouplé avec le vilebrequin (xN sur la figure 1) du moteur à combustion interne 10. Sur son pourtour, le rotor 27 comporte un grand nombre de dents, chaque dent fournissant, pour un tour du rotor, l'une des impulsions indiquées en 28 sur la figure 2. La fréquence de ces impulsions est fonction de la vitesse de rotation n du moteur à combustion interne. Dans l'exemple de réalisation représenté, le nombre des dents et, par suite, le nom, bre des impulsions fournies pour un tour du rotor 27, sont égaux à une puissance de 2, à savoir 29 = 512. Les impulsions 28 sont induites dans un enroulement fixe 29 du capteur de vitesse de rotation 26. Ces impulsions sont envoyées, conformément à la figure 2, à un convertisseur 30, vitesse de rotation-tension comprenant un multivibra- teur monostable 31 et un étage intégrateur 32. Une tension Uns proportionnelle à la vitesse de rotation, apparat au condensateur d'accumulation 33 de l'étage intégrateur 32. Cette tension Un est envoyée à un régulateur 36, conjointement avec une grandeur pilote, par exemple une tension U1 dépendant de la charge et fonction de la position d'une pédale de marche 34, cette tension étant prélevée sur un potentiomètre 35 alimenté avec un courant continu maintenu constant.Le régulateur 36 peut être constitué conformément à la figure 1 et il fournit à sa sortie une tension Ui proportionnelle à la quantité d'injection ou à la quantité de remplissage des pompes à buse 11. Un multivibrateur astable 38 à oscillations libres excite un organe de temps 39 pour le temps de remplissage, le temps d'établissement de cet organe étant proportionnel à la tension de sortie Ui du régulateur 36 et déterminant la durée de remplissage. Pendant cette durée de remplissage ainsi prédéterminée, un compteur à rebours 40 est mis en action. Ce compteur part d'une valeur maximale correspondant au nombre maximal possible des impulsions 28 pendant un tour du rotor 27 et compte à rebours à la cadence de ces impulsions 28. La valeur atteinte à la fin de la durée de remplissage est stockée dans une première mémoire 41 et transférée de là dans une seconde mémoire 42. Après une courte durée de récupération, ce processus se répète. En conséquence, les mémoires 41 et 42 contiennent une valeur proportionnelle aux angles et correspondant à la durée de remplissage.Cependant, cette valeur ne donne une information que sur la durée du temps de remplissage et non sur le début et la fin du processus de remplissage qui sont très importants pour le processus dtinjection. Le début du processus de remplissage doit, en fonction de la durée du temps de remplissage, être placé suffisamment tat pour que le processus d'injection, qui a lieu à la fin du processus de remplissage, débute avec l'angle d'avance requis avant la position de point mort supérieur du cylindre correspondant. Etant donné que les processus dtin- jection doivent avoir lieu à des intervalles de 600 de l'angle de rotation de l'arbre à cames et doivent outre en relation appropriée avec le cylindre considéré, il est prévu, conformément à l'invention, de produire à chaque tour du rotor 27, une impulsion de démarrage à l'aide d'un interrupteur 44. L'interrupteur 44 coopère avec une came à un seul bossage 45, assemblée solidairement avec le rotor 27 et, par suite, avec le vilebrequin EW du moteur à combustion interne. Un diviseur 47 est mis en route par les impulsions de démarrage 46 fournies par l'interrupteur 44 et divise la suite des impulsions 28 proportionnelles aux angles suivant le nombre des cylindres, de telle sorte qu'il n'y a plus, à la sortie du diviseur 47 que six impulsions de déclenchement séparées par des intervalles de 600 de rotation de l'arbre à cames. Ces impulsions de déclenchement, correspondant à des positions déterminées du vilebrequin, sont décalées dans le temps dans un dispositif de décalage 48. Un montage utilisé dans le dispositif de décalage est décrit dans le DT-OS 2 248 530. Ces impulsions décalées sont indiquées en 50 sur la figure 3. Par l'intermédiaire d'une commande de séquence 51, du type représenté sur la figure 4, ces impulsions déclenchent l'un des six compteurs directs 21 suivant la séquence requise correspondant à la séquence d'allumage. Ce compteur commence à compter dans le sens direct suivant la cadence des impulsions 28 fonction de la vitesse de rotation. Le comptage continue Jusqu'à ce que l'état du contenu du compteur coïncide avec celui de la seconde mémoire commune 42. Lors de la coTncidence, une bascule appartenant à l'étage terminal 18 est mise en circuit et, avec celle-ci, la soupape électromagnétique de la pompe à buse correspon, dante. Simultanément, l'information contenue dans la première m6- moire est transférée dans la seconde mémoire. La mise hors circuit de la pompe à buse considérée est assuré par la commande de séquence 51 qui, conformément à la figure 4 comporte un compteur décimal 52 à qie- tre sorties. Ces entrées d'un décodeur 59 sont raccordées à ces quatre sorties. Le décodeur 53 comporte six sorties, chacune d'elles étant raccordée à l'un des compteurs directs 21 et une septième sortie par laquelle le compteur décimal 52 peut être ramené en position initiale. Dans 1' exemple de réalisation représenté, la première mémoire 41 agit uniquement en tant que tampon. Elle est prévue parce qu'avec une seule mémoire, une impulsion de mise en circuit de la pompe à buse correspondante pourrait être perdue lorsque cette mémoire effectue un saut peu avant que état de coincidence soit atteint. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de 1' inven- tion. BEVENDICAIIONS 1.- Installation d'injection à commande électrique pour moteur Diesel à plusieurs cylindres, notamment à six cylindres, comportant plusieurs dispositifs d'injection actionnés par voie électromagnétique, chacun d'eux étant affecté à l'un des cylindres et comportant une soupape électromagnétique de commande pour le carburant servant de liquide de pression de service et arrivant sous pression constante devant cette soupape, un servo-piston ainsi qu'un piston de pompage déplacé par ce servopiston lors du processus d'injection et présentant, de préférence, un plus faible diamètre, chaque dispositif comportant, en outre, un injecteur chargé par un ressort et stouvrant sous l'action de la pression du carburant plus élevée lors de la course d'injection du piston de pompage, lorsque la soupape électromagnétique revient en position de repos à la fin des impulsions de remplissage fournies par un dispositif de commutation à transistors et déterminant la durée de remplissage, le dispositif de commutation à transis- tors déterminant la durée des impulsions de remplissage et, par suite, la quantité d'injection, en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement, un capteur d'angle de rotation tournant, en outre, à la vitesse de rotation de l'arbre à cames ou du vilebrequin et produisant à chaque tour de l'arbre à cames au moins une impulsion de déclenchement et un nombre d'impulsions fonction de la vitesse de rotation et multiple du nombre de cylindres, l'installa tion comportant, également, un convertisseur vitesse de rotationtension fournissant une tension proportionnelle aux impulsions fonction de la vitesse de rotation et destinée à un régulateur qui détermine la durée de remplissage en fonction d'au moins une grandeur pilote, installation caractérisée en ce qu'il est prévu un multivibrateur astable pour produire des impulsions de comptage de fréquence constante, un compteur à rebours comptant, suivant la cadence des impulsions de comptage du début de la durée de remplissage, à rebours à partir d'une valeur maximale correspondant au plus grand nombre des impulsions fonction de la vitesse de rotation produites pendant un tour du vilebrequin ou de l'arbre à cames, jusqu'à la fin de la durée de remplissage en arrivant à un état final et, finalement, une mémoire servant de tampon pour une seconde mémoire dans laquelle l'état final est stocké, l'installation comportant, en outre, un diviseur démarrant à chaque impulsion de déclenchement et divisant les impulsions fonction de la vitesse de rotation en un nombre d'impulsions de base correspondant au nombre des cylindres, un dispositif de décalage pour décaler dans le temps les impulsions de base, ainsi qu'un nombre de compteurs directs correspondant au nombre de cylindres du moteur et mis en route l'un après l'autre, chaque fois par l'une des impulsons de base décalées et comptant ensuite dans le sens direct suivant la séquence prévue pour les temps du moteur et, finalement, un même nombre de circuits comparateurs qui déclenchent le processus de remplissage dans le dispositif d'injection correspondant lors de la coincidence de 1'état du compteur direct correspondant et de Il état final stocké dans la seconde mémoire commune. 2.- Installation d'injection suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu deux mémoires (41, 42), la première mémoire (41) étant branchée devant la seconde en tant que tampon. 3.- Installation d'injection suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chacun des dispositifs d'injection (11) comprend un compteur direct (21) et un comparateur (22) ainsi qu'une bascule disposée dans un étage terminal (18).