Brevet FR2505487A1 — publié le 19821112

L'invention part d'un dispositif pour détec- ter la quantité de carburant amenée aux chambres de combustion d'un moteur Dieselavec un détecteur de pression et un disposi- tif de circuit pour détecter le début d'injection et la fin d'injection d'un processus d'injection ou bien le début de re- foulement et la fin de refoulement d'un élément de pompe, et avec un circuit de détection de temps pour l'intervalle de temps entre le début et la fin de l'injection ou bien le début et la fin du refoulement. Dans la description d'un dispositif connu, il est dit que ce n'est pas seulement le niveau de la pression dans une canalisation de carburant allant aux soupapes d'injec- tion qui est important pour le diagnostic, mais également l'ins- tant o interviennent les impulsions de pression qui donnent une indication sur l'instant d'injection du carburant O Il en est de même en ce qui concerne la durée d'une impulsion de pres- sion, à partir de laquelle la quantité injectée au cours de chaque processus d'injection peut être déterminée lorsqu'on con- natt la pression d'injection Enfin, la fréquence des impulsions de pression constitue une mesure pour la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. Considérant que l'on souhaite de plus en plus assurer la régulation du début d'injection d'une buse d'injec- tion, ou bien du début de refoulement d'une pompe d'injection, ainsi que la régulation de la quantité de carburant injectée, des efforts doivent être entrepris pour appréhender ces valeurs de façon aussi exacte que possible Dans le dispositif connu, les différents signaux de pression sont, dans ce but, exploités indirectement Il s'est maintenant avéré que le dispositif de diagnostic connu ne peut pas toujours délivrer des résultats satisfaisants dans toutes les conditions de fonctionnement, car par exemple, des phénomènes de résonance dans les canalisations sous pression et les perturbations ainsi introduites provoquent des erreurs de mesure. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet, un dispositif caractérisé en ce que des valeurs de seuil du gradient de pression sont utilisées comme début et fin d'injection ou bien comme début et fin de refoulement. le dispositif conforme à l'invention défini 2.- ci-dessus présente par rapport aux solutions connues, l'avantage de délivrer en tout temps des résultats de mesure précis et de permettre d'obtenir ainsi de bons résultats dans la commande des moteurs à combustion interne. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention vont découler de la description qui va suivre et qui se réfère à un exemple de réalisation de l'invention repré- senté sur les dessins ci-joints dans lesquels a la figure 1 est un schéma par bloc du sys- tème de commande d'un moteur Diesel, la figure 2 montre deux diagrammes en-fonc- tion du temps pour permettre d'expliquer l'invention, la figure 3 montre un détail du système de la figure 1. La figure l est une vue d'ensemble schématique d'un moteur à combustion interne à auto-allumage ainsi que de ses dispositifs électroniques de commande essentiels Le moteur à combustion interne lui-même est désigné par 10, moteur auquel aboutit une tubulure d'aspiration d'air 11 et dont part une tu- bulure de gaz d'échappement 12 Une canalisation de recyclage des gaz d'échappement est désignée par 13 Ia proportion d'air frais et de gaz d'échappement amené au moteur à combustion in- terne 10 est réglée au moyen d'un clapet mélangeur 14 qui re- çoit son signal de commande par l'intermédiaire d'un étage de commande 15 de recyclage des gaz d'échappement. Le moteur à combustion interne 10 est alimen- té en carburant à partir d'un réservoir 18 par l'intermédiaire d'une pompe de carburant 17 Cette pompe elle-même comporte deux entrées de commande 19 et 20 pour la quantité de carburant et pour le début du refoulement En conséquence, ces deux entrées de commande 19 et 20 sont en communication avec les sorties de signaux 21 et 22 d'un étage de commande de quantité de carburant 23 et d'un étage de commande de début d'injection 24. Pour l'exemple de réalisation considéré, les grandeurs d'entrée essentielles de l'ensemble des dispositifs sont la vitesse de rotation, la position de la pédale d'accélé- rateur et un signal de pression concernant le carburant à injec- ter En conséquence, le signal de sortie d'un détecteur de vi- teese de rotation 25 est appliqué aux entrées correspondantes de l'étage de commande 15 du recyclage des gaz d'échappement, et aux 3.- étages de commande de la quantité de carburant et du début d'in- jection ( 23 et 24) Un signal de position du clapet d'étrangle- ment est émis par un détecteur approprié 26 et est appliqué à l'étage de commande de quantité de carburant 23 Un détecteur de pression 27 permettant de détecter la pression de carburant de- livre son signal de sortie à un étage de traitement de signal 29 qui sera décrit plus en détail en relation avec la figure 3. Cet étage de traitement comporte deux sorties 30 et 31 pour la quantité de carburant injectée et pour le début de l'injection. Ces sorties 30 et 31 sont en liaison avec l'étage de commande 15 de recyclage du gaz d'échappement, l'étage de commande 23 de la quantité de carburant, et l'étage de commande 24 du début d'injection Chacun de ces trois étages 15, 23 et 24 comporte encore des entrées supplémentaires 32, 33 et 34 par l'intermé- diaire desquelles les différentes valeurs peuvent encore être influencées de façon supplémentaire. L'invention a pour but, à partir de la pres- sion dans l'élément de pompe, ou bien dans les canalisations al- lant aux emplacements d'injection, de régenter le début de l'in- jection et la quantité de carburant injectée. La figure 2 a montre sur la courbe I une telle évolution de la pression Du fait des fortes fluctuations daes à des circonstances d'ordre physique, il s'avère nécessaire de filtrer ce signal de pression, si bien que finalement l'allure de la courbe après traitement correspond à la figure 2 a II. L'emplacement oh le détecteur de pression est monté sur la canalisation de carburant, dépend d'un compromis entre différentes considérations Si l'on souhaite des résultats de mesure aussi exacts que possible dans le temps, on monte alors le détecteur de pression le plus près possible de la buse d'in- jection Ceci est surtout important pour ce qui concerne la ré- gulation du début d'injection Par ailleurs, dans cette position de montage, des altérations de la mesure interviennent dans le signal de détecteur de pression du fait des fluctuations de pression dans la canalisation de carburant, si bien que dans certaines circonstances, le signal de durée de pression ne déli- vre pas un signal de mesure tout à fait exact pour la quantité de carburant. Par ailleurs, on obtient pour la quantité de carburant injectée le meilleur résultat de mesure lorsque l'évo- 4,- lution de la pression est relevée sur l'élément de pompe Plus exactement, on détecte à cet emplacement de mesure le refoule- ment du carburant et non pas tellement le dosage du carburant à la soupape d'injection avec cette différence que le début effec- tif de l'injection succède au début du refoulement en un temps très court, bien que pas toujours négligeable. L'évolution de la pression représentée sur la figure 2 a provient d'un détecteur de pression disposé sur l'élément de pompe Dans un cas spécial, le signal est filtré (par exemple avec une fréquence limite de O t 6 à 190 k Hz). Il est important que la quantité de carburant injectée soit déterminée par l'intermédiaire du signal de pres- sion ainsi filtré et dérivé, le début de l'injection étant alors détecté par l'intermédiaire d'une valeur de seuil dans le signal différencié tandis que la fin de l'injection est détectée par l'intermédiaire de la détection de la valeur négative extrême dans le signal dp/dt Ceci est représenté sur la figure 2 b L'in- vention repose alors sur la notion, qu'à la fin du refoulement avec le début de la décharge (par exemple l'ouverture de la sec- tion transversale de commande) il se produit une très forte modi- fication de la pression qui, par rapport aux autres modifications de la pression, constitue un maximum. Pour la réalisation technique de ce type de détection de la quantité injectée, on utilise l'étage de traite- ment de signal 29 de la figure 1, représenté sous forme de sché- ma par blocs sur la figure 3 Au détecteur de pression, fait suite un filtre 40 pour supprimer les signaux de bruits de fond normaux, la sortie de ce filtre étant reliée à deux organes de différenciation différents 41 et 42 pour les accroissements posi- tif et négatif A l'étage de différenciation 41 fait suite un commutateur à valeur de seuil 43 puis un étage basculant monosta- ble 44 Le signal de sortie de cet étage basculant monostable est appliqué, d'une part, à la sortie 31 de l'étage générateur de signal, et d'autre part, à l'entrée de positionnement d'une bascule SR 45. Par l'intermédiaire de cette ramification du traitement du signal, le début de l'injection est détecté en ce que, conformément à la représentation selon la figure 2 b 9 une certaine valeur de seuil est relevée dans la fraction positive du gradient de pression Si cette valeur de seuil est atteinte, 5.- l'étage basculant monostable 44 est en conséquence déclenché, et il délivre un signal correspondant à la sortie 31, comme signe caractéristique du début de l'injectiono On détermine la fin du processus d'injection par l'intermédiaire du second étage de différenciation 42 utilisé pour les gradients de pression négatifs et à la suite duquel est branché un autre étage de différenciation 46 dont le signal de sortie comporte, conformément à la définition de la seconde dérivation, à l'emplacement des gradients de pression les plus élevés, un passage par zéro, qui au moyen d'un étage de détection 47 de passage par zéro, est relevé et qui déclenche à son tour, un étage basculant monostable 48 Côté sortie, cet étage bascu- lant monostable 48 est en liaison avec l'entrée de rappel de la bascule 45 A la sortie non inversante de la bascule 45, on ob- tient alors un signal pour la durée d'injection, Ce signal est disponible à la sortie 30 de l'étage 29 de traitement de signal de la figure 1, et il est utilisé après une-valorisation convena- ble, éventuellement par l'intermédiaire d'un champ caractéristique, comme signal de quantité injectée. Il est également avantageux de former l'inté- grale sur l'étendue de l'évolution de la pression pour le début et la fin de la période d'injection, ce qui fournit également selon l'emplacement du détecteur de pression, un bon signal de quantité de carburant. Comme détecteur de pression, de simples détec- teurs de pression piézoélectriques se sont avérés comme particu- lièrement adaptés, du fait de leur insensibilité aux perturba- tions, de leur mode de construction compacte et de leur préci- sion Ces détecteurs délivrent d'emblée un signal différencié. Des dérives possibles du point zéro de ce type de détecteurs de pression, restent de ce fait en pratique sans importance Dans ce contexte, il s'est avéré avantageux qu'une combinaison RC soit branchée en parallèle sur le détecteur piézoélectrique de pression Notamment il est fait ici allusion à un branchement en parallèle d'une résistance et d'un condensateur. Les résultats de mesure ont montré qu'avec le dispositif conforme à l'invention, des signaux continus pouvaient 8 tre obtenus Des dérives de l'installation d'injection, telles qu'une dispersion dans les refoulements de la pompe, un jeu du pointeau d'étranglement du fait de la cokéfaction de la buse et de modifications de la pression d'ouverture de la buse, n'ont qu'une influence minime sur le résultat de la mesure. 6.- REVENDICAT I O N S 1. Dispositif pour détecter la quantité de carburant amenée aux chambres de combustion d'un moteur Diesel avec un détecteur de pression et un dispositif de circuit pour détecter le début d'injection et la fin d'injection d'un proces- sus d'injection ou bien le début de refoulement et la fin de refoulement d'un élément de pompe, et avec un circuit de détec- tion de temps pour l'intervalle de temps entre le début et la fin de l'injection ou bien le début et la fin du refoulement, dispositif caractérisé en ce que des valeurs de seuil du gradiant de pression sont utilisées comme début et fin d'injection ou bien comme début et fin de refoulement. 2. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que, une valeur de seuil de la première canali- sation d'évacuation est utilisée comme début d'injection ou de refoulement tandis qu'une valeur extrême de la première canali- sation d'évacuation est utilisée comme fin d'injection ou bien d'échappement. 3. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le détecteur de pression ( 27) pour la déter- mination du temps d'injection est disposé le plus près possible de la buse de carburant. 4. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le détecteur de pression est disposé dans la canalisation de carburant. 5. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le détecteur de pression ( 27) pour la mesu- re de la durée de refoulement, est disposé sur l'élément de pompe. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le signal de quanti- té de carburant qui a été déterminé est utilisé pour la commande ou la régulation du recyclage des gaz d'échappement. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le signal de quanti- té de carburant qui a été déterminé est susceptible d'être trai- té comme valeur réelle pour la régulation de la quantité de carburant. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un filtre ( 40) est 7.- monté à la suite du détecteur de pression ( 27). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est prévu comme détecteur de pression,un indicateur piézoélectrique de pression. 10 Dispositif selon la revendication 9 s, caractérisé en ce qu'un organe RC est branché en parallèle sur le détecteur piézoélectrique de pression. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le signal de début d'injection ou de refoulement est utilisé pour la régulation du début d'injection ou de refoulement.