Brevet FR2489417A1 — publié le 19820305

Alors que précédemment, l'injection diesel était purement du domaine de la construction de machines, l'é- lectronique s'y est implantée de façon croissante. Il est par exemple connu de commander la tringle de réglage d'une instal- lation d'injection au moyen d'un système électromagnétique, aui à son tour, reçoit ses impulsions d'entrée d'un dispositif élec- troniaue de régulation. Du fait de l'utilisation de l'électoni- que, il n'y a pratiquement pas de limitation auxpossibilitàsde mise en oeuvre, si bien qu'à proprement parler, tous les para- mètres se présentant dans le cas d'un moteur à combustion inter- ne peuvent être pris en compte pour la commande ou la régulation. Une grandeur caractéristique de fonctionne- ment importante pour la régulation d'un moteur à combustion in- terne à allumage séparé est la quantité de carburant injectée. Il est connu de déterminer cette quantité injectée, soit direc- tement au moyen d'un dispositif de mesure de débit, soit en exploitant comme signal de quantité, le signal de position de la tringle de régulation. Tandis que dans la première méthode de mesure les quantités injectées très réduites par unité de temps, soulèvent; des problèmes, la seconde méthode est affec- tée du défaut 4ueYla quantité de carburant mesurée n'est appréhen- dée que par des voies indirectes, et qu'ainsi par exemple, les résultats de mesure obtenus ne sont pas indépendants du vieillis- sement. L'invention a pour but de remédier à ces in- convénients, et concerne à cet effet, un dispositif électronique de commande pour des grandeurs de réglage dans le cas d'un mo- teur à combustion interne à auto-allumage, dispositif caractérisé en ce qu'un signal de durée d'injection est utilisé comme signal de charge. Le dispositif électronique de commande confor- me à l'invention présente par rapport aux solutions connues l'a- vantage de délivrer des résultats corrects indépendants de l'im- portance de la quantité de carburant à mesurer et également in- dépendants du vieillissement du moteur à combustion interne. En outre, dans le cas de ce dispositif de commande conforme à l'in- vention, il n'est pas nécessaire d'avoir des détecteurs supplé- mentaires autres que ceux qui sont de toutes façons prévus dans un système électronique de régulation d'injection. L'invention va être expliquée plus en déSail en se refférarnt à des exemples de réalisation représentés sr les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'ensem- ble d'un dispositif électronique de commrn-rde pour des grandeurs de réglage dans le cas d'un moteur à combustion interne à auto- al!unage, la figure 2 montre le signal de sortie d'un indicateur de course du pointeau utilisé comme détecteur de début et de fin d'injection, ainsi que des diagrammes pour une exploitation complémentaire du signal, - la figure 3 représente schématiauement un uremier exemple de réalisation d'un étage de dêtermnation de la durée d'injection, - la figure 4 représente une seconde forme de réalisation d'un étage de détermination de la durée d'injec- tion avec une entrée modifiée. La figure 1 représente en vue d'ensemble schématique, un moteur à combustion interne à auto-allumirage ainsi que le dispositif électronique de commande pour les gran- deurs de réglage avec ces détecteurs. Le moteur à combustion interne luimême est désigné par 10, le système de commande de l'injection par 11 avec deux entrées 12 et 13 pour la quantité de carburant et le début d'injection. 14 désigne une pompe de carburant refoulant le carburant à l'installation d'injection 11 à partir d'un réservoir 15. Une canalisation d'aspiration est désignée par 16 une canalisation de gaz d'échaupement par 17 et un canal de recyclage des gaz d'échappement par 18. Au moyen d'un clapet mélangeur 19 dans la tubulure d'aspiration, la proportion d'air frais par rapport au gaz d'échappement peut être déterminée. Un indicateur de position de la pédale d'ac- célérater est désigné par 20, un indicateur de vitesse de ro- tation par 21 et un indicateur de course du pointeau dans une buse d'injection ou bien dans plusieurs buses d'injection par 22. L'appareillage de commande proprement dit s'articule en trois unités à savoir, pour la quantité de carburant,24, pour le début d'injection,25,et pour le taux de recyclage des gaz d'échappement,26. L'unité 24 correspondant à la quantité de carburant est en communication avec l'entrée 12 7 tandis que l'unité 25 pour le début d'injection est en co.m. .unication avec l'entrée 13 de l'installation d'injection 11. L'unité 26 pour le recyclage des gaz d'échappement commande le clapet mélangeur 19. Les différentes unités 24, 25 et 26 de l'ap- pareillage de commande sont connuesen tant que telles et appar- tiennent depuis longtemps à l'état de la technique. Elles re- çoivent des signaux d'entrée des différents détecteurs et en outre, également par exemple de détecteurs de température pour la formation d'un signal de correction. De façon plus détail- lée, l'unité de commande pour la quantité de carburant reçoit des signaux d'entrée de la pédale d'accélérateur 20, de l'indi- cateur de vitesse de rotation 21 et en ce qui concerne la ré- gulation de la quantité de carburant, un signal de quantité réelle de carburant. L'unité 25 correspondant au début d'injection re- çoit de façon correspondante les valeurs réelles de vitesse de rotation et de quantité de carburant ainsi qu'une valeur réelle de début d'injection. De façon supplémentaire, un signal en pro- venance de l'indicateur de position de la pédale d'accélérateur peut provoquer une certaine commande anticipée.Au moins la quan- tité réelle de carburant et la vitesse de rotation déterminent le signal de sortie de l'unité de commande 26 pour le recyclage des gaz d'échappement. désigne un bloc spécial, auquel est appli- qué, côté entrée, un signal en provenance de l'indicateur 22 de course du pointeau et qui comporte trois sorties 31, 32 et 33 pour le début d'injection, la valeur réelle de quantité de car- burant, et la valeur de la vitesse de rotation. Il s'agit essentiellement en ce qui concerne la figure 1, de déterminer à partir d'un signal de début d'in- jection et d'un signal de fin d'injection, la durée d'injection, et d'utiliser ce signal de durée d'injection, comme signal de charge pour les différentes unités prévues dans l'appareillage de commande, à savoir dans le cas présent, les unités 24 à 26. Le problème de l'obtention de signal de char- ge à partir de signaux concernant le début et la fin de l'injec- tion, réside en ce que ces signaux se présentent très souvent de façon ambigte, sont affectés de perturbations, et que par exemple des processus de rebondissement dans la buse elle-même# ne permettent pas de constater de façon précise le début et la fin de l'injection. la figure 2 montre comment, conformément à l'invention, ces problèmes ont été surmontéso La figure 2 est une représentation simplifiée du signal de sortie de l'indicateur de course 23 de la figure 1. Lorsque la buse d'injection est fermée, ce signal se situe à un niveau très bas et il augment:e lorsque la soupape d'injec- tion s'ouvre. Lors du mouvement de fermeture suivant, le poten- tiel s'abaisse à nouveau. La figure 2b montre le signal diffé- rencié en fonction de a ( = vitesse du pointeau). On peut recon- naître une pointe positive du signal lors du mouvement d'ouver- ture de la soupape, et une pointe négative lors du mouvement de fermeture. Les "flancs descendants" très raides du signal dif- férencié à la fin de l'injection, proviennent de ce que le poin- teau de soupape lors de son passage à l'état de repos, est très rapidement freiné lors de son impact sur la butée, et qu'il en résulte une modification très importante de la vitesse. Cela est surtout perceptible sur la figure 2c ok l'accélération du signal de position selon la figure 2a est reportée. LIa pointe d'impulsion très élevée à la fin du processus de fermeture de la soupape électromagnétique peut être détectée au moyen d'un comparateur pour en extraire un signal de fLn d'injection irré- prochable. La figure 3 est un schéma par blocs du cir- cuit d'exploitation 30 pour le signal en provenance de l'indica- teur 22 de la course de pointeau. A ce dispositif indicateur 22 lui-mtme, fait suite un étage de différenciation 35 dont la sortie est branchée sur un point de dérivation 36 De là, part une première liaison 37 vers un comparateur 58 pour déterminer le début de l'injection, et une seconde liaison 39 vers un autre organe de différenciation. le signal de sortie du premier étage de différenciation 35 correspond au signal selon la figure 2b, tandis que die façon correspondante le signal de sortie de l'é- tage de différenciation 40 correspond au signal de la figure 2c. Au premier étage de comparaison 58, fait suite un étage bascu- lant monostable 41 pour ce que l'on appelle le palpage après injection, et qui sert à supprimer des injections intervenant éventuellement à postériori. Le flanc d'enclenchement de l'im- pulsion de cet étage basculant monostable au point de raccorde- ment de sortie 31 du bloc 30, selon la figure 1, délivre le si- gnal correspondant au début de l'injectiono Il est en outre ap- 4.- pliqué à l'entrée S d'une bascule SR 42, un comparateur 43 pour le signal de sortie du second étage de différenciation 40 étant branché en amont de l'entrée R de cette bascule 42. Cet étage de comparaison 43 détecte la pointe très élevée, visible sur la figure 2c, lors de la fin de l'injection, Comme dans le cas d'un moteur à combustion interne à injection directe, les différents processus d'injec- tion sont dans un rapport fixe par rapport à la vitesse de ro- tation, on peut également à partir des signaux de début et de fin d'injection, extraire un signal de vitesse de rotation. Pour réduire la possibilité d'incidents, la fin d'injection est alors exploitée dans le sens d'un signal de vitesse de rotation, car selon la figure 2c, ce signal atteint une hauteur très éle- vée. Pour cette raison, la sortie de l'étage de comparaison 43 est également reliée au point de raccordement 33 du bloc 30 de la figure la Si ce signal de vitesse de rotation doit 9tre ap- pliqué au dispositif de commande avec des unités 24 à 26, le' commutateur 45 indiquant cette possibilité de choix, doit ttre placé dans sa position autre que celle représentée, grâce' à quoi, en outre, le dispositif de mesure de vitesse de rotation 21, peut 4tre supprimé. En principe, l'information concernant la vi- tesse de rotation peut être extraite du début de l'injection ou bien de la durée d'injection. A la sortie de la bascule SR 42 du dispositif de circuit selon la figure 3, il apparait un si- gnal de durée d'injection commençant au début de l'injection et se terminant de façon correspondante, à la fin de l'injection. Au moyen d'un champ caractéristique 46 placé à la suite, ce signal de durée d'injection peut être converti en un signal de quantité injectée, qui est alors disponible à la sortie 32. L'u- tilisation du champ caractéristique 46 est judicieuse, car en règle générale, la quantité injectée n'est pas directement pro- portionnelle à la durée d'injection, par exemple du fait d'une pression non constante sur la totalité de la phase d'injection. Dans le cas de l'exemple selon la figure 3, on utilise comme détecteur pour le comportement de la buse d'in- jection, un indicateur de course du pointeau avec deux inductan- ces susceptibles d'être modifiées. Le signal de sortie de cet indicateur correspond à un signal de position en ce qui concerne le pointeau de la buse. -2489417 On connaît également d'autres indicateurs inductifs qui détectent la vitesse de modification d'une valeur d'inductance. Un tel exemple est représenté dans son principe sur la figure 4 et il comporte une source de courant constant en série avec l'inductance 49 susceptible d'être modifiée, un étage d'inversion 50 étant simplement disposé dans ce cas, en- tre l'emplacement de liaison de la source de courant 48 et de l'inductance 49 et le point de ramification 36. En cas d'utili- sation de l'indicateur de vitesse, on peut renoncer au premier étage de différenciation 35 de l'exemple de réalisation selon la figure 3, car ici, de façon correspondante à l'indication, la vitesse de la modification d'inductance est détectée. Par ail- leurs, le dispositif correspond à celui de la figure 3, à l'ex- ception de l'obtention du signal pour la fin d'injection. L'idée de base est ici de constater la fin d'injection lorsque la posi- tion du pointeau se situe au-dessous d'un seuil grossièrement déterminé et le ralentissement au-dessus d'un seuil prédéterminé, afin d'éliminer les signaux de ralentissement du pointeau lors de l'impact sur la limite supérieure de la course de ce poin- teau. Lorsque le signal de course du pointeau n'est pas direc- tement disponible, mais seulement le signal de vitesse du poin- teau (comme dans le cas de la figure 4), la position du poin- teau peut être déterminée à partir de ce signal par intégration dans l' étage 51o 6.- R E V E N D I C A T I 0 N S 1,,- Dispositif électronique de commande pour des grandeurs de réglage dans le cas d'un moteur à combustion interne à auto-allumage, dispositif caractérisé en ce qu'un si- gnal de durée d'injection est utilisé comme signal de charge. 2o- Dispositif électronique de commande se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de durée d'injection sert à la commande ou la régulation d'au moins l'une des grandeurs suivantes: début d'injection, quantité injectée, 1-0 ou bien taux de recyclage des gaz d'échappement. 3.- Dispositif électronique de commande se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de du- rée d'injection est susceptible d'être obtenu au moyen d'un sf- tème de mesure le plus près possible de l'emplacement o doit s'effectuer la mesure. 4.- Dispositif électronique de commande se- lon la revendication 3, caractérisé en ce que le système de me- sure (22) comporte une inductance susceptible d'8tre modifiée. 5.- Dispositif électronique de commande se- ion la revendication 3, caractérisé en ce que le signal d'un sys- tème de mesure de position (22)est susceptible d'Vtre appli- qué au moins à un étage de différenciation (35). 6.- Dispositif électronique de commande se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le début de l'injection est déterminé à partir de la vi- tesse de pointeau de la soupape, tandis que la fin de l'injec- tion est de préférence déterminée à partir du ralentissement du pointeau de la soupape. 7.--Dispositif électronique de commande se- ion la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise comme système de mesure, ce que l'on appelle un indicateur de course du pointeau. 8,- Dispositif électronique de commande se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 7e caractérisé en ce que le signal de sortie de l'indicateur de course du pointeau (22) est acheminé par l'intermédiaire d'un étage de différencia- tion (35) à un premier étage de comparaison (38) en vue de dé- terminer le début de l'injection, et à un autre étage de diffé- renciation (45) ainsi qu'à un étage de comparaison (43) branché à la suite, en vue de déterminer la fin de l'injection. 2.4 2489417 9.- Dispositif électronique de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'à la suite de l'étage de comparaison (38) pour le début de l'injection, est branché un étage basculant monostable (41). 10.- Dispositif électronique de commande se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé-en ce qu'à partir du signal de début d'injection, du signal de fin d'injection ou bien du signal de durée d'injection, un si- gnal de vitesse de rotation est susceptible d'être obtenu et de recevoir un complément de traitement. 11.- Dispositif électronique de commande se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'un signal de position basse de pointeau et une valeur de ralentissement élevée sont susceptibles d'être exploités comme fin de l'injection. 8. -