Brevet FR2752442A1 — publié le 19980220

La présente invention concerne un procédé pour éliminer les sautes de couple de rotation lors du fonctionnement d'un moteur à combustion interne, procédé du type dans lequel une quantité totale d'injection de carburant, calculée et à envoyer à un cylindre du moteur à combustion interne, est, en fonction du point de fonctionnement du moteur à combustion interne, soit délivrée pendant une unique opération d'injection, soit est répartie en deux opérations d'injection par course de cylindre, et une quantité pilote est délivrée pendant la première opération d'injection, et une quantité principale est délivrée pendant la deuxième opération d'injection. Dans le cas d'un moteur à combustion interne diesel, en particulier dans le cas d'un moteur à combustion interne diesel à injection directe, on peut réduire de façon importante le bruit de combustion si la quantité de carburant n'est pas injectée en une seule fois, mais est répartie en deux injections par course de cylindre. Dans ce cas, d'abord une petite quantité, que l'on désigne par quantité pilote est injectée, puis, après un certain angle de rotation, la quantité principale est injectée dans le cylindre (DE 39 35 937 AIl). On obtient ainsi une réduction du gradient de pression de la chambre de combustion et, de ce fait, une montée plus lente en pression dans la chambre de combustion. Du document US 4 782 803, on connait un procédé de commande de l'injection de carburant pour une pompe d'injection de carburant comportant une chambre à haute pression qui peut être reliée à des injecteurs de carburant d'un moteur à combustion interne. Le carburant est mis sous pression dans la chambre à haute pression, et le carburant mis sous pression est envoyé de là aux injecteurs de carburant. Elle présente de plus une chambre basse pression, comportant une voie de liaison reliée à la chambre haute pression et à la chambre basse pression et une soupape électromagnétique pour fermer et ouvrir de façon sélective la voie de liaison, étant entendu que, pendant la mise en dépression du carburant dans la chambre à haute pression, la soupape est fermée et ouverte de façon sélective de façon à effectuer une injection pilote, puis une injection principale et de façon à déterminer un instant de début et un instant de fermeture de l'injection pilote en fonction de conditions de travail du moteur. Le comportement sonore doit, avant tout, être amélioré dans le cas de vitesses de rotation basses à moyennes, et jusqu'à des charges moyennes, tandis que, dans le cas de vitesses de rotation élevées et de charges élevées, on dispose de trop peu de temps pour une injection pilote. L'injection pilote doit donc être enclenchée ou déclenchée en fonction du point de fonctionnement. Lors du passage du fonctionnement avec injection pilote au fonctionnement sans injection pilote, et inversement, il peut alors se produire des sautes de couple de rotation, qui se manifestent par des secousses dans le véhicule automobile entraîné par le moteur à combustion interne, et provoquent des oscillations du véhicule. Entre les types de fonctionnement, on doit donc réaliser une égalisation du couple de rotation. On ne peut pas, pour les raisons suivantes, effectuer des fonctions transitoires, ajustant lentement la quantité pilote, ou l'intervalle entre les injections: - Les quantités pilote agissantes sont très petites et sont situées autour de la limite inférieure des quantités minimales d'injection que l'on peut doser. Une lente augmentation depuis zéro jusqu'à la quantité pilote désirée, ou un lent recul de la quantité pilote, n'est donc pas possible. - Entre l'instant de l'injection pilote et celui de l'injection principale, il doit exister un intervalle minimal, car autrement les deux combustions coïncident et la pression dans l'enceinte de combustion augmente fortement. Le but de l'invention est d'effectuer, en tout point de fonctionnement possible du moteur à combustion interne, l'inversion entre le fonctionnement avec injection pilote et le fonctionnement sans injection pilote, sans que se produisent des sautes de couple de rotation. Ce problème est avantageusement résolu selon l'invention par le fait que l'on forme la différence entre la quantité totale d'injection de carburant et la quantité pilote, et que cette différence est affectée d'un facteur de correction dépendant du point de fonctionnement du moteur à combustion interne et réalisant une égalisation du couple, la valeur ainsi obtenue représentant la quantité principale d'injection, de telle façon que le même couple de rotation soit réglé dans le cas du fonctionnement comportant deux opérations d'injection, que lors du fonctionnement avec seulement une opération d'injection avec la quantité totale d'injection. Avantageusement, selon l'invention, le facteur de correction est enregistré dans un champ de caractéristiques. Il peut, selon l'invention, être avantageusement obtenu comme le résultat d'une comparaison de deux modèles de couples de rotation pour le moteur à combustion interne. Avantageusement, on forme, selon l'invention, la différence de quantités à partir de la plus petite quantité pilote minimale pouvant être dosée, de la quantité totale d'injection et du plus petit intervalle (SEP) entre les deux opérations d'injection et on l'affecte d'un facteur de correction. Le point de fonctionnement du moteur à combustion interne est caractérisé par la vitesse de rotation et par les quantités totales de carburant injecté. Ainsi se règle un couple de rotation déterminé. Le but recherché est d'obtenir le même couple de rotation dans le cas du fonctionnement avec l'injection pilote, comme dans le cas du fonctionnement sans l'injection pilote. Pour cela, on forme la différence entre la quantité totale d'injection prédéfinie et la quantité pilote, puis cette différence est affectée d'un facteur de correction. Le facteur de correction produit l'égalisation du couple de rotation entre les deux types de fonctionnement. Il peut être déterminé de différentes façons, par exemple en fonction du point de fonctionnement du moteur à combustion interne (expérimentalement ou par le calcul), ou comme résultat d'une comparaison de deux modèles de couple. Le principe du procédé peut être mis en oeuvre partout o il se produit, entre plusieurs types de fonctionnement, des couples différents, par exemple lorsqu'on passe au réglage de ralenti, à l'équilibrage des cylindres actifs ou non actifs, etc... On décrira ci-après plus en détail un exemple d'exécution de l'invention, en référence au dessin, sur lequel: la figure 1 est un diagramme vitesse de rotation-couple de rotation d'un moteur à combustion interne diesel comportant l'indication d'une zone dans laquelle un fonctionnement pilote est possible; la figure 2 est un schéma synoptique de déroulement du procédé selon l'invention; et les figures 3a et 3b représentent des courbes de variation de la pression mesurée dans l'enceinte de combustion d'un moteur à combustion interne fonctionnant avec et sans injection pilote. Sur la figure 1, on a représenté un déroulement typique de la courbe caractéristique "couple de rotation-vitesse de rotation" d'un moteur à combustion interne diesel, en désignant par MD le couple de rotation et par N la vitesse de rotation. La surface déterminée par ces deux paramètres est divisée en deux parties par une droite, non décrite plus en détail. La zone dans laquelle un fonctionnement avec injection pilote est possible est représentée hachurée. Au-dessus d'une valeur limite déterminée NG de la vitesse de rotation (NG = 2500 1/min dans cet exemple d'exécution pour un moteur à combustion interne donné), aucune injection pilote n'est plus effectuée, quel que soit le couple de rotation. Pour tous les points de fonctionnement du moteur à combustion interne situés à gauche de la droite, donc dans la zone hachurée, une injection pilote est effectuée. Comme le point de fonctionnement du moteur à combustion interne est caractérisé par la vitesse de rotation et par la quantité totale de carburant injecté, et comme, lors du passage du fonctionnement avec injection pilote au fonctionnement sans injection pilote, avec la quantité totale d'injection de carburant prédéfinie, il ne doit se produire aucune saute de couple de rotation, il en résulte une égalisation du couple de rotation entre les deux types de fonctionnement, comme cela est exposé plus en détail à l'aide du schéma synoptique de la figure 2. A l'étape Sl du procédé, suivant des méthodes de calcul connues, on calcule, en fonction du désir du conducteur, des paramètres de fonctionnement régnant momentanément et des fonctions supplémentaires, comme, par exemple, le "cylinder balancing" (équilibrage de cylindres) ou le fonctionnement antisecousses, une quantité totale d'injection de carburant ME_GESAMT. Ensuite, à l'étape S2 du procédé, on demande si un fonctionnement avec injection pilote est possible. Pour cela, on examine si le point de fonctionnement se trouve à l'intérieur de la zone "vitesse de rotationcouple de rotation" hachurée (figure 1). Si c'est le cas, à l'étape S3 du procédé, on calcule une quantité pilote ME_PILOT, puis ensuite (étape S4 du procédé) on calcule le début d'injection correspondant à l'injection principale. Après le calcul d'un intervalle d'injection SEP entre le début de l'injection principale et le début de l'injection pilote (étape S5 du procédé), on calcule, à l'étape S6 du procédé, à partir de la quantité totale d'injection de carburant calculée ME_GESAMT et de la quantité pilote ME_PILOT, une quantité principale d'injection MEHAUPT, d'après la formule suivante: ME_HAUPT = (ME_GESAMT - ME_PILOT) * (FAKTOR) Le facteur de correction FAKTOR peut, par exemple, être lu, en fonction du point de fonctionnement du moteur à combustion interne, dans un champ de caractéristiques d'une mémoire du dispositif de commande électronique du moteur à combustion interne, ou bien on l'obtient comme résultat d'une comparaison de deux modèles connus de couples de rotation. A l'étape S9 du procédé, on délivre les valeurs ainsi calculées pour les quantités d'injection, pour le début d'injection et pour l'intervalle entre injections, et les actionneurs correspondants sont commandés. Si, à l'étape S2 du procédé, l'interrogation donne qu'aucun fonctionnement avec injection pilote n'est possible, on calcule, de la manière habituelle, à l'étape S7 du procédé, le début d'injection, puis on donne la valeur zéro aussi bien à la valeur correspondant à la quantité pilote ME_PILOT qu'à la valeur correspondant à l'intervalle d'injection SEP (étape S8 du procédé). Ensuite, on obtient les valeurs calculées pour le fonctionnement sans injection pilote, de telle façon que la quantité de carburant calculée est injectée pendant une unique opération d'injection. Sur les figures 3a et 3b, pour un moteur à combustion interne donné, pour une vitesse de rotation N = 1000 1/min et un couple de rotation MD = 35N, en fonction de l'angle KW du vilebrequin, on a représenté la courbe de pression de cylindre P_ZYL, suivant le procédé selon l'invention, une fois dans le cas du fonctionnement sans injection pilote (figure 3a), et une fois dans le cas du fonctionnement avec injection pilote (figure 3b). La comparaison des modifications de pression apparaissant pour les opérations d'injection, matérialisées par les tangentes T3A et T3B, montre que, lors du fonctionnement avec injection pilote, la montée de la pression est beaucoup plus lente, ce qui permet d'éviter une saute du couple de rotation et réduit nettement le bruit de combustion. REVENDICATIONS 1. Procédé pour éliminer les sautes de couple de rotation lors du fonctionnement d'un moteur à combustion interne, pour lequel une quantité totale d'injection de carburant, calculée et à envoyer à un cylindre du moteur à combustion interne, (ME_GESAMT) est, en fonction du point de fonctionnement du moteur à combustion interne, soit délivrée pendant une unique opération d'injection, soit est répartie en deux opérations d'injection par course de cylindre, et une quantité pilote (ME_PILOT) est délivrée pendant la première opération d'injection, et une quantité principale (ME_HAUPT) est délivrée pendant la deuxième opération d'injection, caractérisé en ce qu'on forme la différence entre la quantité totale d'injection de carburant (ME_GESAMT) et la quantité pilote (ME_PILOT), et en ce que cette différence est affectée d'un facteur de correction (FAKTOR) dépendant du point de fonctionnement du moteur à combustion interne et réalisant une égalisation du couple, et en ce que la valeur ainsi obtenue représente la quantité principale d'injection (ME_HAUPT), de telle façon que le même couple de rotation soit réglé dans le cas du fonctionnement comportant deux opérations d'injection, que lors du fonctionnement avec seulement une opération d'injection avec la quantité totale d'injection (ME_GESAMT). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le facteur de correction (FAKTOR) est enregistré dans un champ de caractéristiques. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le facteur de correction (FAKTOR) est obtenu comme le résultat d'une comparaison de deux modèles de couples de rotation pour le moteur à combustion interne. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on forme la différence de quantités à partir de la plus petite quantité pilote (ME_PILOT) minimale pouvant être dosée, de la quantité totale d'injection (ME_GESAMT) et du plus petit intervalle (SEP) entre les deux opérations d'injection et qu'on l'affecte d'un facteur de correction (FAKTOR).