Brevet FR2757214A1 — publié le 19980619

L'invention concerne une commande d'un système d'injection pour un moteur à combustion interne comportant plusieurs cylindres, en particulier un moteur diesel, possédant au moins une pompe à haute pression pour refouler du carburant vers des injecteurs, un élément distributeur pourvu d'un orifice d'admission de carburant relié par une conduite à haute pression à une pompe à haute pression, ainsi que d'orifices de sortie d'o partent, en dérivation, au moins deux conduites de ramification menant séparément aux injecteurs, de même que des capteurs de pression. Une commande de ce type et un système d'injection de carburant pour elle sont décrits dans le document DE 43 35 171 C1. Ce système d'injection connu permet de détecter des fuites dans le système et la conduite fuyante peut ensuite être fermée. Toutefois, ce système connu agit seulement en cas de fuites relativement grandes. Le but de la présente invention est de perfectionner davantage la commande connue et le système d'injection pour elle en ce qui concerne leur précision, et en particulier de créer une commande par laquelle des fuites relativement petites puissent également être détectées et des dispositions appropriées puissent être prises dans ce cas. Conformément à l'invention, on obtient ce résultat par le fait que, à l'intérieur de l'élément distributeur, l'amenée de carburant dans les conduites de ramification s'effectue par l'intermédiaire de pistons présentant des points d'étranglement, de manière que s'il apparaît une fuite relativement grande dans une zone située en aval de l'élément distributeur, l'amenée de carburant, à l'intérieur de l'élément distributeur, à la conduite de dérivation présentant la fuite, soit bloquée automatiquement et que, s'il apparaît une fuite relativement petite, une fermeture automatique d'une conduite de refoulement est poursuivi dans l'autre conduite de ramification. Si le système constate ensuite qu'il n'y a plus de fuite, cela signifie que la conduite de ramification appropriée a été fermée "par hasard". Avec une quantité de carburant refoulée réduite, la marche peut ensuite être poursuivie dans un mode de secours avec la conduite de ramification dans laquelle il n'y a pas de fuite, par exemple avec au moins approximativement la moitié de la quantité de carburant amenée. Si le système constate toutefois que la fuite existe toujours après l'arrêt des injecteurs d'une conduite de ramification, les injecteurs précédemment arrêtés sont réactivés dans un intervalle d'arrêt de refoulement de la pompe à haute pression. Comme la pression dans cette conduite est de ce fait réduite, le piston de fermeture coordonné ferme alors automatiquement la conduite fuyante. Ensuite, le fonctionnement peut être poursuivi dans le mode de secours avec l'autre conduite de ramification et une quantité injectée réduite. De cette manière, toutes sortes de fuites sont détectables avec la commande selon l'invention et le système peut, de façon autonome, prendre les contre-mesures adéquates. Afin d'accroître la sensibilité de réponse, il peut être prévu, conformément à un perfectionnement avantageux de l'invention, que s'il apparaît des fuites relativement petites, le déclenchement de la vérification soit produit par une injection de carburant en quantité excédentaire et réduction simultanée de la quantité de carburant refoulée. Avantageusement, la poursuite de l'utilisation d'une conduite de ramification après constatation d'une fuite, s'effectue dans un mode de fonctionnement de secours avec au moins approximativement la moitié de la quantité de carburant amenée. Avantageusement, des pistons de fermeture sont placés à l'intérieur de l'élément distributeur devant les orifices de sortie pour les conduites de ramification, pistons qui sont pourvus d'organes d'obturation pour fermer les orifices de sortie, ainsi que de perçages étranglés entre une chambre de pression d'entrée reliée à la pompe à haute pression et des chambres à ressort respectives agencées devant les orifices de sortie, dans chacune desquelles est placé un ressort qui précharge le piston de fermeture coordonné en direction de la chambre de pression d'entrée. Avantageusement, au moins un capteur de pression communique avec la chambre de pression d'entrée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description de principe qui va suivre de la description d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: o la figure 1 est une représentation schématique de l'ensemble d'un système d'injection de carburant selon l'invention; et o la figure 2 est une représentation à plus grande échelle de l'élément distributeur avec les pistons selon l'invention, les conduites de ramification qui y sont coordonnées plus une pompe à haute pression et un capteur de pression. Le système d'injection de carburant décrit ci-après est fondamentalement de construction connue et fonctionne selon un mode connu, raison pour laquelle seulement les parties essentielles à l'invention seront décrites plus en détail. Une pompe à haute pression 1 est alimentée en carburant à travers une pompe de pré-alimentation 2 à partir d'un réservoir de carburant 3. La pompe à haute pression 1 refoule le carburant à travers un orifice d'admission de carburant dans un élément distributeur 4 d'o il est transmis en deux moitiés "de rail" ou de rampe de distribution comprenant des conduites de ramification 5 et 6. La conduite 5 communique avec des injecteurs 7 et 8 et la conduite 6 communique avec des injecteurs 9 et 10. Une électronique de commande 11 pilote la pompe à haute pression 1 et les injecteurs 7 à 10. Sur l'élément distributeur 4, se trouve un capteur de pression 12 connecté à l'électronique de commande 11. D'autres capteurs de pression peuvent être prévus en plus dans le système, par exemple dans les conduites de ramification 5 et 6; de tels capteurs seraient également connectés à l'électronique de commande 11. La construction et le mode de fonctionnement de l'élément distributeur 4 ressortent clairement de la figure 2. La pompe à haute pression 1 refoule du carburant dans une chambre de pression d'entrée 13, avec laquelle communique le capteur de pression 12 précité. Deux pistons de fermeture 14 et 15 sont placés l'un en face de l'autre à l'intérieur de l'élément distributeur 4. L'agencement de ces deux pistons est cependant tel que par un prolongement 20 ou 21 faisant office de clapet, ils coopèrent chacun avec un siège de soupape 16 ou 17 correspondant. Les prolongements 20 et 21 des pistons de fermeture 14 et 15 constituent donc des organes d'obturation qui, en coopération avec les sièges 16 et 17, représentant en même temps des orifices de sortie de l'élément distributeur 4 et communiquant avec les conduites de ramification 5 et 6, bloquent ces conduites en fonction de la position des pistons de fermeture 14 et 15. Chacun des deux pistons 14 et 15 est pourvu d'un perçage étranglé 18 ou 19, à travers duquel est établie chaque fois une liaison depuis la chambre de pression d'entrée 13 à une chambre à ressort 22 ou 23 agencée entre le piston de fermeture 14 ou 15 et le siège de soupape 16 ou 17. La chambre 22 contient un ressort 24 qui précharge le piston 14 en direction de la chambre de pression d'entrée 13. Un ressort 25 dans la chambre 23 précharge le piston 15 également en direction de la chambre de pression d'entrée 13. Le système d'injection de carburant selon l'invention fonctionne comme décrit ci-après. Pendant une course de refoulement de la pompe à haute pression 1, les pistons de fermeture 14 et 15 s'approchent par leurs prolongements 20 et 21 des sièges de soupape 16 et 17 qui y sont coordonnés, mais sans les atteindre pendant la courte durée d'une course de refoulement. Dans l'intervalle d'arrêt de refoulement de la pompe 1, la même quantité de carburant est retirée, par les injecteurs 7 et 8 ou 9 et , de chacune des deux moitiés de rail ou de chacune des conduites de ramification 5 et 6. Les forces de rappel des ressorts 24 et 25 repoussent les deux pistons de fermeture 14 et 15 à leur position initiale. Les points d'étranglement dans les deux perçages étranglés 18 et 19 ont pour effet qu'il n'y a pas suffisamment de temps pendant le refoulement de la pompe 1 pour que du carburant soit envoyé à travers ces points d'étranglement. En revanche, pendant l'intervalle d'arrêt de refoulement de la pompe 1, au cours duquel les deux pistons de fermeture 14 et 15 reviennent à leur position initiale, le carburant contenu dans la chambre de pression d'entrée 13 est dirigé à travers les perçages étranglés 18 et 19, en tant que quantité post-introduite, dans les chambres à ressort 22 et 23 et par suite aussi dans les conduites de ramification 5 et 6. Bien entendu, il n'est pas obligatoire que les perçages étranglés avec les points d'étranglement soient réalisés sous la forme de véritables perçages, ils peuvent, le cas échéant, être constitués aussi par des rainures d'étranglement ou par des défauts d'étanchéité voulus à la périphérie des pistons de fermeture 14 et 15. Il est seulement essentiel qu'il n'existe qu'une liaison étranglée entre la chambre de pression d'entrée 13 et les chambres à ressort 22 et 23 devant les pistons. Si une perturbation est occasionnée par une fuite relativement importante en aval de l'élément distributeur 4, par exemple dans la conduite de ramification 5, le piston de fermeture 14 s'applique par son prolongement 20 contre le siège de soupape 16 en raison de la chute de pression, en fermant ainsi l'orifice de sortie considéré. Cette obturation persiste aussi dans un intervalle d'arrêt de refoulement de la pompe à haute pression 1 en raison des différences de pression entre le côté amont et le côté aval du siège de soupape 16. L'accès à l'endroit fuyant est ainsi fermé automatiquement et un régime de marche de secours est possible avec le côté resté intact du rail (de la rampe de distribution), c'est-à-dire, dans le cas de cet exemple, avec la conduite de ramification 6. Généralement, l'électronique effectuera à cet effet, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression non représenté, une réduction adéquate de la quantité de carburant débitée par la pompe à haute pression 1, à la moitié de la valeur normale par exemple. Si le système constate que seulement une faible chute de pression existe dans le système à cause d'une quelconque fuite relativement petite, le processus de commande suivant entre en action. Les deux injecteurs 7 et 8, alimentés en carburant à partir de la conduite de ramification 5, sont fermés par un signal de commande. Cela signifie que la pleine pression continue à régner dans cette conduite. Si la pompe à haute pression 1 continue à débiter normalement, la conduite de ramification 5 ne peut plus recevoir une quantité notable de carburant puisque les injecteurs 7 et 8 n'ont pas été actionnés ou ne sont pas actionnés. Les deux injecteurs 9 et 10, alimentés en carburant à partir de la conduite de ramification 6, avaient été ouverts ou sont ouverts de la manière habituelle et injectent du carburant dans les cylindres qui leur sont coordonnés. En raison de la réactivation de la pompe 1 pour qu'elle débite la quantité normale de carburant, cette quantité ne peut plus être répartie uniformément sur les deux conduites de ramification 5 et 6 parce que les injecteurs 7 et 8 n'avaient pas été ouverts précédemment. Le carburant pénétrant à la suite de cette réactivation dans la chambre de pression d'entrée 13, ne peut s'écouler pratiquement que dans la conduite de ramification 6, ce qui entraine une position "déséquilibrée" des pistons, avec application automatique du piston de fermeture 15 contre son siège de soupape 17, donc blocage de la conduite de ramification 6. L'absence d'injection de carburant dans les cylindres coordonnés par les injecteurs 7 et 8 a donc eu pour conséquence le blocage de la moitié de rail ou de rampe de distribution comportant la conduite de ramification 6. Dans l'intervalle d'arrêt de refoulement de la pompe 1, des capteurs de pression déterminent la variation de pression ou le comportement en pression dans l'ensemble du circuit à ce moment. A cet égard, deux cas peuvent se présenter: une chute de pression et par suite une fuite continuent d'exister ou alors plus aucune chute de pression n'est constatée dans le système. Si aucune chute de pression n'est constatée, cela signifie qu'en raison du processus de commande précédent, lors duquel la conduite de ramification 6 a été coupée du système par l'application du piston de fermeture 15 contre le siège de soupape 17, la coupure a "par hasard" été effectuée de façon appropriée puisque la fuite doit se trouver de ce côté du rail ou de la rampe de distribution. Dans ce cas, les injecteurs 7 et 8, précédemment arrêtés, sont remis en fonction et la pompe à haute pression 1 continue à débiter, dans le mode de fonctionnement de secours, une quantité de carburant réduite, adaptée au nombre d'injecteurs. La moitié de rail ou de rampe comportant la conduite de ramification 6, reste alors fermée automatiquement. Si le système constate par contre que la fuite persiste après le blocage de la conduite de ramification 6, cela signifie que la fuite doit se trouver dans la moitié de rail contenant la conduite de ramification 5. Dans ce cas, du carburant est post-aspiré également, à partir de la chambre de pression d'entrée 13, à travers le perçage étranglé 18, lorsque les injecteurs 7 et 8 ne sont pas ouverts ou activés. Les injecteurs 9 et 10 sur l'autre côté du rail, contenant la conduite de ramification 6, sont temporairement arrêtés et n'injectent donc plus de carburant dans les cylindres coordonnés. Les injecteurs 7 et 8 sont en même temps ouverts encore une fois, avec le résultat que la pression dans la conduite de ramification 5 est diminuée plus encore. La pompe à haute pression 1 n'a pas encore recommencé à débiter pendant ce temps. Si la pression dans la chambre d'entrée 13 descend de ce fait sous la pression dans la conduite de ramification 6 - dans laquelle, faut-il le rappeler, il n'y a pas fuite et dans laquelle règne encore la pleine pression en raison des arrêts des injecteurs 9 et 10 -, le piston de fermeture 15 se déplace de nouveau à la position ouverte et dégage ainsi l'accès à la conduite de ramification 6. Il en résulte simultanément une élévation de la pression dans la chambre d'entrée 13, avec le résultat que, en raison de l'absence de contre-pression dans la conduite de ramification 5, le piston de fermeture 14 est pressé contre son siège de soupape 16, de sorte qu'il bloque cette conduite. De cette manière, la liaison avec la pompe à haute pression 1 est interrompue et celle-ci peut alimenter en carburant, pour un fonctionnement de secours, avec une quantité de carburant réduite en conséquence, les injecteurs 9 et 10 qui sont à présent activés de nouveau normalement. Afin d'accroître la sensibilité du système, il est possible aussi de réaliser la commande, dans le but de pouvoir constater également des fuites relativement petites, de manière qu'après l'arrêt des injecteurs d'un côté, la quantité de carburant injectée ne corresponde pas seulement à la pleine quantité, mais à une quantité excédentaire. Donc, grâce à la commande selon l'invention, des fuites relativement petites, qui ne déclencheraient pas encore, normalement, un mécanisme hydraulique de blocage, sont également constatées, en raison de la stratégie de pilotage, et une obturation de la moitié de rail "appropriée", c'est-à-dire de la moitié de rail présentant la fuite, est provoquée ensuite. Il est sans importance lesquels des injecteurs 7 à 10 sont fermés après la détection d'une fuite relativement petite par la commande du système; dans l'exemple qui vient d'être décrit, il s'agit des injecteurs 7 et 8 de la conduite de ramification 5. Il est simplement nécessaire de bloquer ou de désactiver les injecteurs d'une moitié de rail, après quoi la vérification et la commande décrites précédemment se déroulent obligatoirement, si bien que, dans tous les cas, le côté approprié du rail, c'est-à-dire le côté fuyant, est détecté et peut ensuite être coupé automatiquement du système. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1. Commande d'un système d'injection pour un moteur à combustion interne comportant plusieurs cylindres, en particulier un moteur diesel, possédant au moins une pompe à haute pression pour refouler du carburant vers des injecteurs, un élément distributeur pourvu d'un orifice d'admission de carburant relié par une conduite à haute pression à une pompe à haute pression, ainsi que d'orifices de sortie d'o partent, en dérivation, au moins deux conduites de ramification menant séparément aux injecteurs, de même que des capteurs de pression, caractérisée en ce que, à l'intérieur de l'élément distributeur (4), l'amenée de carburant dans les conduites de ramification (5, 6) s'effectue par l'intermédiaire de pistons (14, 15) présentant des points d'étranglement (18, 19), de manière que s'il apparaît une fuite relativement grande dans une zone située en aval de l'élément distributeur (4), l'amenée de carburant, à l'intérieur de l'élément distributeur (4), à la conduite de dérivation (5 ou 6) présentant la fuite soit bloquée automatiquement et que, s'il apparaît une fuite relativement petite, une fermeture automatique d'une conduite de ramification (5 ou 6) par arrêt des injecteurs (7, 8 ou 9, ) de l'autre conduite de ramification (5 ou 6) et poursuite du refoulement par la pompe à haute pression (1) pour au moins un cycle de fonctionnement soit déclenchée, la constatation d'une suppression de la fuite entraînant la poursuite de l'utilisation de l'autre conduite de dérivation (5 ou 6) et des injecteurs (7, 8 ou 9, 10) qui y sont coordonnés, avec adaptation de la quantité de carburant refoulée, et la constatation qu'une fuite existe encore entraînant la réactivation des injecteurs (7, 8 ou 9, 10) arrêtés, sans nouveau refoulement de carburant, après quoi la conduite de ramification (5 ou 6) mentionnée en premier, avec les injecteurs (7, 8 ou 9, 10) qui y sont coordonnés, continue à être utilisée, avec adaptation de la quantité de carburant refoulée. 2. Commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que, s'il apparaît des fuites relativement petites, le déclenchement de la vérification est produit par une injection de carburant en quantité excédentaire et réduction simultanée de la quantité de carburant refoulée. 3. Commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la poursuite de l'utilisation d'une conduite de ramification (5 ou 6) après constatation d'une fuite, s'effectue dans un mode de fonctionnement de secours avec au moins approximativement la moitié de la quantité de carburant amenée. 4. Commande selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que des pistons de fermeture (14, 15) sont placés à l'intérieur de l'élément distributeur (4) devant les orifices de sortie (16, 17) pour les conduites de ramification (5, 6), pistons qui sont pourvus d'organes d'obturation (20, 21) pour fermer les orifices de sortie (16, 17), ainsi que de perçages étranglés (18, 19) entre une chambre de pression d'entrée (13) reliée à la pompe à haute pression (1) et des chambres à ressort (22, 23) respectives agencées devant les orifices de sortie (16, 17), dans chacune desquelles est placé un ressort (23, 24) qui précharge le piston de fermeture (14, 15) coordonné en direction de la chambre de pression d'entrée (13). 5. Commande selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'au moins un capteur de pression (12) communique avec la chambre de pression d'entrée (13).