Brevet FR2759736A1 — publié le 19980821

La présente invention concerne une unité de commande d'un système d'injection pour un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, notamment un moteur à combustion interne diesel, comportant au moins une pompe à haute pression servant à entraîner le carburant jusqu'à des soupapes d'injection, un élément de distribution relié à la pompe à haute pression par l'intermédiaire d'une canalisation à haute pression et qui alimente en carburant des soupapes d'injection de deux côtés séparés, par l'intermédiaire de deux ouvertures de sortie et de canalisations de dérivation qui s'y raccordent. Une unité de commande du type indiqué et un système d'injection de carburant commandé par cette unité sont décrits dans le document allemand DE 43 35 171 C1. Des fuites dans le système peuvent être identifiées avec le système d'injection de carburant connu antérieurement et la canalisation de fuite concernée peut être alors fermée. Cependant le système identifie uniquement des fuites assez importantes et ne peut par conséquent devenir actif que dans le cas de fuites assez importantes. La présente invention a pour but d'améliorer la précision de l'unité de commande connue d'un système d'injection, notamment de créer une unité de commande, au moyen de laquelle également des fuites assez faibles sont identifiées et des contre-mesures correspondantes sont prises dans ce cas à l'aide de moyens simples. Ce problème est résolu conformément à l'invention gràce au fait que dans l'élément de distribution est disposé un piston de refoulement, qui sépare l'une de l'autre deux chambres, une canalisation de distribution de carburant reliée à la canalisation à haute pression, débouchant dans chacune des chambres séparées par le piston et chacune des chambres séparées par le piston comportant une des deux ouvertures de sortie pour la canalisation de dérivation d'un côté, et le piston de refoulement étant retenu au moins approximativement dans une position centrale pendant la course de refoulement de la pompe à haute pression et étant pourvu d'organes de blocage pour chaque ouverture de sortie, que lors de l'apparition d'une fuite assez importante dans une zone située en aval par rapport à l'élément de distribution, l'ouverture de sortie pour la canalisation de dérivation du côté comportant la fuite peut être bloquée automatiquement et que lors de l'apparition d'une fuite plus faible dans une zone située en aval de l'élément de distribution, une fermeture automatique de l'ouverture de sortie pour la canalisation de dérivation d'un côté est déclenchée par la désactivation des soupapes d'injection de ce premier côté et continuation du refoulement par la pompe à haute pression pendant au moins un cycle de travail, auquel cas lorsqu'il est établi ultérieurement que la fuite est éliminée, les soupapes d'injection de l'autre côté continuent à fonctionner et, lorsqu'il est établi qu'il existe encore une fuite, les soupapes d'injection, préalablement désactivées, du premier côté sont encore activées, à la suite de quoi les soupapes d'injection de l'autre côté sont désactivées et l'ouverture de sortie associée peut être bloquée par l'organe de sectionnement associé du piston de refoulement, et les soupapes d'injection désactivées auparavant au début du contrôle de la faible fuite, du premier côté continuent à fonctionner. Conformément à l'invention on part du fait que le système électronique de commande présent du moteur à combustion interne identifie en principe des fuites assez faibles dans le système, mais qu'à partir de cette identification, on ne sait encore pas o se situe précisément la fuite, ni son importance. Conformément à l'invention, le blocage ou sectionnement de la canalisation, dans laquelle est présente une fuite assez importante, s'effectue de façon forcée, d'une manière simple, au moyen du piston de refoulement situé dans l'élément de distribution. La fermeture forcée est imputable à la chute de pression dans la canalisation de dérivation considérée, et c'est pourquoi le piston de refoulement est écarté de sa position centrale et l'ouverture de sortie est fermée automatiquement par l'organe de sectionnement, qui est situé de ce côté. Comme cela a été mentionné, des fuites assez faibles sont identifiées par l'unité électronique de commande du moteur à combustion interne. L'expression "fuites assez faibles" signifie qu'il ne se produit pas une chute immédiate de pression suffisamment élevée pour que le piston de refoulement réagisse avec un blocage ou sectionnement de la canalisation considérée. Mais si une fuite est identifiée en principe par l'unité électronique de commande, une instruction de commande correspondante est délivrée par l'unité électronique de commande au système d'injection de telle sorte que les soupapes d'injection situées d'un côté sont désactivées "sur la base d'un soupçon" et, lors du cycle d'injection immédiatement suivant, les soupapes d'injection de l'autre côté sont activées. Grâce à l'activation unilatérale des soupapes d'injection et de la réduction de pression, qui en résulte, lors d'une course suivante de la pompe à haute pression, l'élément de sectionnement obture l'ouverture de sortie en direction de la canalisation de dérivation sur le côté, sur lequel précédemment les soupapes d'injection ont été activées. Si l'unité électronique de commande établit ensuite que la fuite a été éliminée, c'est qu'alors la canalisation de dérivation du côté sur lequel se situe la fuite, avait été fermée "par hasard". Ensuite le fonctionnement peut se poursuivre selon un fonctionnement de secours avec le côté, sur lequel aucune fuite n'est située, avec une quantité réduite d'entraînement de carburant. Si le système établit cependant que la fuite est toujours encore présente, la quantité de refoulement de la pompe à haute pression est supprimée pour au moins un cycle et les soupapes d'injection initialement désactivées exécutent une injection. Cette disposition entraîne une réduction de pression dans la chambre associée du piston, ce qui ramène le piston de refoulement dans sa position centrale et par conséquent libère à nouveau l'autre côté, qui préalablement était bloqué. Grâce à une instruction de commande correspondante, la procédure de contrôle est exécutée d'une manière inverse; c'est-à-dire que les soupapes d'injection, qui étaient auparavant activées lors de la première procédure de contrôle exécutée "en cas de soupçon", sont désactivées. Cette disposition place par conséquent d'une manière forcée à l'arrêt le côté, sur lequel est située la fuite, et une conduite avec un fonctionnement de secours est possible avec le côté intact. Selon une autre caractéristique de l'invention, un dispositif à ressort est prévu pour maintenir le piston de refoulement dans sa position centrale. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif à ressort comporte au moins un ressort qui est disposé dans chacune des deux chambres séparées par le piston et prend appui respectivement entre une paroi du boitier de l'élément de distribution et une face frontale du piston de refoulement. Selon une autre caractéristique de l'invention, la poursuite du fonctionnement des soupapes d'injection dans la canalisation de dérivation sans fuite s'effectue, en tant que fonctionnement d'urgence, avec envoi d'une quantité de carburant au moins approximativement divisée par deux. Selon une autre caractéristique de l'invention, un capteur de pression est disposé dans la canalisation de pression entre la pompe à haute pression et l'élément de distribution. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux espaces séparés par le piston sont reliés entre eux par une canalisation à étranglement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - La figure 1 est une représentation schématique d'ensemble du système d'injection de carburant selon l'invention; et - la figure 2 montre une représentation à plus grande échelle de l'élément de distribution comportant le piston selon l'invention et les canalisations de dérivation, qui y sont associées, en dehors de la pompe à haute pression et du capteur de pression. Le système d'injection de carburant décrit précédemment est fondamentalement d'un type connu et travaille également selon un mode de fonctionnement connu, et c'est pourquoi on ne décrira de façon plus détaillée que les parties essentielles pour l'invention. Une pompe à haute pression 1 est alimentée en carburant à partir d'un réservoir de carburant 3 par l'intermédiaire d'une pompe d'alimentation 2. La pompe à haute pression 1 entraîne le carburant jusqu'à un élément de distribution 4, d'o le carburant est transféré sur deux côtés au moyen de canalisations de dérivation 5 et 6. La canalisation de dérivation 5 est reliée aux soupapes d'injection 7 et 8, et la canalisation de dérivation 6 est reliée aux soupapes d'injection 9 et 10. Une unité électronique de commande 11 commande la pompe à haute pression 1 et les soupapes d'injection 7 à 10. Un capteur de pression 12 est relié à la canalisation à haute pression 13 qui relie la pompe à haute pression 1 à l'élément de distribution 4. La canalisation à haute pression 13 se ramifie en amont de l'entrée dans l'élément de distribution 4, en deux canalisations de distribution de carburant 13a et 13b. En outre, d'autres capteurs de pression sont présents dans le système, par exemple dans les canalisations de dérivation 5 et 6 (non représentées), qui sont reliées, également, dans ce cas, à l'unité électronique de commande 11. L'agencement et le fonctionnement de l'élément de distribution 4 sont visibles sur la figure 2. La pompe à haute pression refoule du carburant sous haute pression dans deux chambres 14 et 15 de piston, qui sont séparées l'une de l'autre par un piston de refoulement 16, par l'intermédiaire des deux canalisations 13a et 13b de distribution de carburant. Dans les deux chambres 14 et 15 séparées par le piston sont disposés des ressorts 17 et 18 formant dispositifs à ressorts et qui prennent appui chacun sur une paroi du boîtier de l'élément de distribution 4 et sur une face frontale du piston de refoulement 16. Les deux ressorts 17 et 18 maintiennent par conséquent de façon sûre le piston de refoulement 16 en position centrale pendant le fonctionnement normal. Sur les deux faces frontales, le piston de refoulement 16 comporte respectivement un circuit de blocage 19 ou 20 sous la forme d'un piston de fermeture, qui pénètre dans la chambre 14 ou 15 définie par le piston. Une ouverture de sortie 21 aboutissant à la canalisation de dérivation 5 peut être fermée par l'organe de sectionnement 19 et une ouverture de sortie 22 aboutissant à la canalisation de dérivation 6 peut être fermée par l'organe de sectionnement 20. Le système d'injection de carburant selon l'invention fonctionne alors de la manière suivante: Pendant le fonctionnement normal, la pompe à haute pression 1 refoule du carburant par l'intermédiaire des deux canalisations de distribution de carburant 13a et 13b, dans les chambres 14 et 15, définies par le piston, de l'élément de distribution 4. Le piston de refoulement 16 ne se déplace pas pendant la course de refoulement de la pompe à haute pression 1. Pendant la pause de refoulement de la pompe à haute pression 1, respectivement la même quantité de carburant est prélevée successivement des deux côtés au moyen d'une activation correspondante des soupapes d'injection 7-10. Assurément le piston de refoulement 16 s'écarte légèrement de sa position centrale, mais ne parvient pas jusque dans une position de sectionnement ou de blocage, mais revient, d'une manière conditionnée par l'écoulement, dans la position centrale, après l'injection de carburant et est centré dans cette position par les ressorts 17 et 18. Si une fuite importante apparait comme cas de perturbation, par exemple sur le côté comportant la canalisation de dérivation 5, le piston de refoulement 16 atteint automatiquement l'ouverture de sortie 21 en raison de la chute de pression produite par l'organe de sectionnement 19 et ferme par conséquent automatiquement ce côté. Etant donné que l'autre côté comportant la canalisation de dérivation 6 est intact, un fonctionnement en cas d'urgence est ensuite possible lorsque l'unité de commande électronique 11 réalise, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression, une réduction de la quantité de refoulement. Lors de l'apparition d'une petite fuite identifiée par le système qui ne provoque pas le déclenchement du mécanisme automatique de blocage indiqué précédemment, au moyen du piston de refoulement 16, l'unité électronique de commande 11 déclenche les dispositions suivantes: Toutes les soupapes d'injection situées d'un côté, par exemple les soupapes d'injection 7 et 8 ne sont plus commandées, c'est-à-dire ne sont plus activées. Les soupapes d'injection 9 et 10 de l'autre côté sont commandées de sorte qu'on obtient une quantité d'injection totale. Ensuite la pompe à haute pression 1 refoule du carburant au moins encore une fois avec une course normale ou avec une course adaptée à la quantité d'injection précédente, ce qui a pour effet que, étant donné que les soupapes d'injection 7 et 8 sont désactivées et en raison de la chute de pression précédente apparue dans la canalisation de dérivation 6, on obtient un déplacement unilatéral du piston de refoulement 16 en direction de l'ouverture de sortie 22 et une fermeture de cette ouverture de sortie par l'organe de sectionnement 20. Si lors d'un contrôle ultérieur, l'unité électronique de commande 11 établit que la fuite a été éliminée, c'est que le côté correct a été arrêté lors de la désactivation du côté comportant la canalisation de dérivation 6, car la fuite doit être située sur le côté maintenant arrêté. Grâce à une adaptation de la quantité de refoulement et grâce à la réactivation des soupapes d'injection 7 et 8 antérieurement désactivées, un déplacement avec fonctionnement de secours avec un nombre correspondant réduit de cylindres est possible. Dans le cas o l'unité électronique de commande établit, lors de son contrôle, que la fuite est toujours présente, la quantité de refoulement de la pompe à haute pression 20 est supprimée pendant au moins un cycle. Les soupapes d'injection 7 et 8 désactivées initialement exécutent une injection. Grâce à cette disposition, on obtient une réduction de la pression dans la chambre 14 séparée par le piston et, dans le cas d'égalité de pression avec la chambre 15 séparée par le piston, le piston de refoulement 16 revient automatiquement dans sa position centrale et libère à nouveau, de ce fait l'ouverture de sortie 22 bloquée auparavant. Ensuite, la stratégie de sectionnement proposée au début du contrôle est exécutée de façon inverse. Alors les soupapes d'injection 7 et 8 sont activées avec la canalisation de dérivation 5 associée et les soupapes d'injection 9 et 10 sont désactivées avec la canalisation de dérivation 6. Grâce à l'activation des soupapes d'injection 7 et 8 on obtient une chute de pression unilatérale correspondante de ce côté, le piston de refoulement 16 quitte sa position centrale et bloque, par son organe de sectionnement 19, l'ouverture de sortie 21 qui débouche de ce côté. Par conséquent le côté comportant la canalisation de dérivation 5, dans laquelle se situe la fuite, est arrêté. Grâce à une nouvelle activation ultérieure correspondante des soupapes d'injection 9 et 10, on peut continuer à se déplacer selon un fonctionnement de secours avec une quantité de carburant entrainé, réduite de façon correspondante. Grâce à la disposition du capteur de pression 12 dans la canalisation à haute pression 13 entre la pompe à haute pression 1 et l'élément de distribution 4, ce dernier est automatiquement relié au côté intact et peut continuer à être utilisé pour le contrôle de la commande. Afin de permettre une compensation de pression entre les deux chambres 14 et 15 séparée par le piston et à titre d'aide au centrage du piston de refoulement 16, on peut prévoir une canalisation à étranglement 23 (représentée par des lignes formées de tirets sur la figure 2), grâce à laquelle les deux chambres 14 et 15 définies par le piston sont reliées entre elles. La canalisation à étranglement 23 peut être agencée de façon simple sous la forme d'un perçage d'étranglement dans le piston de refoulement 16. REVENDICATIONS 1. Unité de commande d'un système d'injection pour un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, notamment un moteur à combustion interne diesel, comportant au moins une pompe à haute pression servant à entraîner le carburant jusqu'à des soupapes d'injection, un élément de distribution relié à la pompe à haute pression par l'intermédiaire d'une canalisation à haute pression et qui alimente en carburant des soupapes d'injection de deux côtés séparés, par l'intermédiaire de deux ouvertures de sortie et de canalisations de dérivation qui s'y raccordent, caractérisée en ce que dans l'élément de distribution (4) est disposé un piston de refoulement (16), qui sépare l'une de l'autre deux chambres (14,15) de piston, une canalisation de distribution de carburant (13a,13b) reliée à la canalisation à haute pression (13), débouchant dans chacune des chambres (14,15) de piston et chacune des chambres (14,15) de piston comportant une des deux ouvertures de sortie (21,22) pour la canalisation de dérivation (5 ou 6) d'un côté, et le piston de refoulement (16) étant retenu au moins approximativement dans une position centrale pendant la course de refoulement de la pompe à haute pression (1) et étant pourvu d'organes de blocage (19,20) pour chaque ouverture de sortie (21,22), de sorte que lors de l'apparition d'une fuite assez importante dans une zone située en aval par rapport à l'élément de distribution (4), l'ouverture de sortie (21 ou 22) pour la canalisation de dérivation (5 ou 6) du côté comportant la fuite peut être bloquée automatiquement, et que lors de l'apparition d'une fuite plus faible dans une zone située en aval de l'élément de distribution (4), une fermeture automatique de l'ouverture de sortie (21 ou 22) pour la canalisation de dérivation (5 ou 6) d'un côté est déclenchée avec l'un des organes de blocage (19, 20) du piston de ce refoulement par la désactivation des soupapes d'injection (7, 8 ou 9, 10) de ce côté et continuation du refoulement par la pompe à haute pression (1) pendant au moins un cycle de travail, auquel cas lorsqu'il est établi ultérieurement que la fuite est éliminée, les soupapes d'injection (9, 10 ou 7, 8) de l'autre côté (6 ou 5) continuent à fonctionner et, lorsqu'il est établi qu'il existe encore une fuite, les soupapes d'injection (7, 8 ou 9, 10), préalablement désactivées, du premier côté sont encore activées, à la suite de quoi les soupapes d'injection (9, 10 ou 7, 8) de l'autre côté sont désactivees et l'ouverture de sortie associée (22 ou 21) peut être bloquée par l'organe de blocage associé (20 ou 19) du piston de refoulement (16), et les soupapes d'injection (7, 8 ou 9, 10) désactivées auparavant au début du contrôle de la faible fuite, du premier côté continuent à fonctionner. 2. Unité de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un dispositif à ressort (17,18) est prévu pour maintenir le piston de refoulement (16) dans sa position centrale. 3. Unité de commande selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif à ressort comporte au moins un ressort (17, 18) qui est disposé dans chacune des deux chambres (14, 15) de piston et prend appui respectivement entre une paroi du boitier de l'élément de distribution (4) et une face frontale du piston de refoulement (16). 4. Unité de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la poursuite du fonctionnement des soupapes d'injection (7, 8 ou 9, 10) dans la canalisation de dérivation (5 ou 6) sans fuite s'effectue, en tant que fonctionnement d'urgence, avec envoi d'une quantité de carburant au moins approximativement divisée par deux. 5. Unité de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un capteur de pression est disposé dans la canalisation de pression (13) entre la pompe à haute pression (1) et l'élément de distribution (4). 6. Unité de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les deux chambres (14, 15) de piston sont reliés entre elles par une canalisation à étranglement (23).