Brevet FR2767358A1 — publié le 19990219

Etat de la technique: La présente invention concerne un procédé pour commander un moteur à combustion interne notamment un moteur équipé d'un système à rail commun, selon lequel au moins une pompe fournie le carburant d'une zone basse pression à un ac- cumulateur de pression et selon lequel, on saisit les valeurs de pression caractérisant la pression du carburant dans l'accumulateur de pression à l'aide d'un capteur de pression et partant des valeurs de pression ainsi saisies et d'une va- leur de consigne, on prédétermine un signal de commande pour un moyen de régulation de pression. L'invention concerne également un dispositif pour commander un moteur à combustion interne. On connaît un tel procédé et un tel dispositif de commande d'un moteur à combustion interne selon le document DE 195 48 278. Ce document décrit un procédé et un dispositif pour réguler la pression dans un accumulateur de pression d'un système à rail commun. Usuellement dans de tels systèmes à rail commun, on prédétermine la durée de commande des in- jecteurs en fonction de la quantité de carburant à injecter et de la pression régnant dans l'accumulateur. Pour cela, on détecte la pression de l'accumulateur de façon synchrone à la vitesse de rotation. La régulation de la pression se fait se- lon une trame de temps fixe. Pour cela, on détecte en syn- chronisme dans le temps la pression du rail commun déjà détectée en synchronisme avec la vitesse de rotation. Dans les conditions de fonctionnement défavorables, cela peut aboutir à des temps morts considérables pour la régulation de pression. Cela conduit à appliquer très lentement le régula- teur de pression, mais constitue une condition limite non souhaitée si l'on veut éliminer rapidement la grandeur per- turbatrice par la régulation. But de la présente invention: La présente invention a pour but de développer un procédé et un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne correspondant au type défini ci-dessus et dont le circuit de régulation de pression est réduit au minimum. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on saisit les va- leurs de pression à des intervalles de temps prédéterminés et pendant une injection de carburant, on ne saisit pas de va- leur de pression. Ce problème est également résolu par un disposi- tif de commande du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que des moyens qui saisissent des valeurs de pression dans les intervalles de temps prédéterminés et pendant une injec- tion de carburant, on ne saisit aucune valeur de pression. Avantages de l'invention: Les moyens de l'invention permettent de réduire considérablement le temps mort dans le circuit de régulation de pression. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: * on effectue en outre une saisie en synchronisme angulaire pour les valeurs de la pression, * la saisie en synchronisme angulaire des valeurs de pression se fait directement avant le début et/ou la fin de l'injection, * les valeurs de pression obtenues pour la saisie à synchro- nisme angulaire sont utilisées pour commander l'injection, * on forme une valeur moyenne courante en utilisant au moins deux valeurs de pression saisies. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation re- présentés schématiquement dans les dessins dans lesquels: - la figure 1 montre un schéma par blocs du dispositif de l'invention, - la figure 2 est un diagramme représentant la pression en fonction du temps (t), - la figure 3 est une vue détaillée de la détection de pres- sion, - la figure 4 montre un ordinogramme du procédé de l'invention, - la figure 5 montre un autre ordinogramme du procédé de l'invention. Description des exemples de réalisation: La figure 1 montre les éléments principaux d'un mode de réalisation d'un système d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne avec injection à haute pres- sion, servant à la compréhension de l'invention. Le système représenté est appelé usuellement système à rail commun qui toutefois n'est donné qu'à titre d'exemple La référence 100 désigne un réservoir de carbu- rant. Ce réservoir est relié par l'intermédiaire d'un filtre , d'une pompe d'alimentation réglable 110 et d'un second filtre 115. Le carburant sortant du second filtre 115 passe par une conduite reliée à une soupape 120. La conduite de liaison entre le filtre 115 et la soupape 120 est reliée au réservoir 100 par l'intermédiaire d'une soupape de limitation basse pression 145. La soupape 120 est reliée au rail 130 par une pompe haute pression 125. Le rail encore appelé accumula- teur est relié par des conduites de carburant aux différents injecteurs 131. Un moyen de réglage de pression notamment une soupape de réglage de pression 135 relie le rail 130 au ré- servoir 110. La soupape de régulation de pression 135 est commandée à l'aide d'une bobine électromagnétique 136. Les conduites entre la sortie de la pompe haute pression 125 et l'entrée de la soupape de régulation de pres- sion 135 correspondent à la section haute pression. Dans cette section, le carburant est à une pression élevée. La pression régnant dans la zone de haute pression est détectée par un capteur 140. Les conduites entre le réservoir 100 et la pompe haute pression 125 correspondent à la zone basse pression La référence 150 désigne une commande. Cette com- mande agit sur les injecteurs 131 par les signaux de commande A; elle commande également la bobine 136 de la soupape de35 régulation de pression 135. Pour cela, on exploite le signal de sortie P du capteur de pression 140 et différents signaux de sortie d'autres capteurs 160 comme par exemple ceux d'un capteur de vitesse de rotation. La commande 150 comprend un moyen de calcul de pression 151 qui reçoit le signal de sortie du capteur de pression 140. Le moyen de calcul de la pression 151 alimente un moyen de calcul de quantité 152 et un point de combinaison 154 en signaux. La seconde entrée du point de combinaison 154 reçoit le signal de sortie PS d'un moyen générant une valeur de consigne 153. Le générateur de valeur de consigne traite le signal de sortie N d'un capteur de vitesse de rotation 160 ainsi que le signal du moyen de calcul de quantité 152. Ce dernier agit sur les injecteurs par des signaux de commande A; le moyen de calcul de pression reçoit un signal QK qui indique qu'une injection se produit. Le signal de sortie du point de combinaison 154 agit sur un régulateur de pression 155 qui commande à son tour la bobine 136 de la soupape de régulation de pression. L'installation décrite ci-dessus fonctionne de la manière suivante: Le carburant du réservoir est transféré par la pompe d'alimentation 10 à travers les filtres 105, 115. En sortie de la pompe d'alimentation 110, le carburant est à une pression comprise entre 1 et environ 3 bars. Lorsque la pres- sion dans la zone basse pression du système de carburant at- teint une pression prédéterminée, la soupape 120 s'ouvre et libère l'entrée vers la pompe haute pression 125 avec une25 pression déterminée. Cette pression dépend de la réalisation de la soupape 120. Usuellement, la soupape 120 est conçue pour libérer la communication avec la pompe haute pression 125 à une pression d'environ 1 bar. Si la pression dans la zone basse pression at- teint des niveaux élevés non autorisés, la soupape de limita- tion basse pression 145 s'ouvre et libère la communication entre la sortie de la pompe d'alimentation 110 et le réser- voir 100. La soupape 120 et la soupape de limitation basse pression 145 maintiennent la pression de la zone basse pres-35 sion à des valeurs comprises entre environ 1 et 3 bars. La pompe haute pression 125 fait passer le carbu- rant de la zone basse pression à la zone haute pression. La pompe haute pression 125 établit une pression très élevée dans le rail 130. Usuellement dans les systèmes équipant des moteurs à combustion interne à allumage commandé, les pres- sions sont comprises entre 30 et 100 bars; dans le cas de moteurs à combustion interne à allumage non commandé, les pressions sont comprises entre 1000 et 2000 bars. Les injec- teurs 131 permettent d'injecter de façon dosée le carburant sous haute pression dans les différents cylindres du moteur à combustion interne. Le capteur 140 détecte la pression dans le rail ou dans toute la zone haute pression. La soupape de régula- tion de pression 135 commandée par une bobine 136 permet de réguler la pression dans la zone haute pression. La soupape de régulation de pression 135 s'ouvre à des pressions diffé- rentes dépendant de la tension appliquée à la bobine 136 ou du courant traversant cette bobine 136. Pour réguler la pression P dans la zone haute pression, on peut également utiliser d'autres organes de ré- glage ou d'actionnement. Il s'agit d'une pompe d'alimentation électrique 10 à débit réglable ou d'une pompe haute pression 125 commandée. En plus de la soupape de régulation de pres- sion 135, on peut également prévoir une soupape de limitation de pression qui libère la communication entre la zone haute pression et la zone basse pression pour une pression donnée. Le moyen de détection de pression 151 traite le signal fourni par le capteur de pression 140 et l'applique au moyen de calcul de quantité 152 ainsi qu'au point de compa- raison 154 pour réguler la pression. Le moyen de calcul de quantité 152 calcule les signaux de commande A des injecteurs 131 en fonction de la pression P et de la quantité de carbu- rant que l'on souhaite injecter. Le générateur de valeur de consigne 153 calcule une valeur de consigne PS de la valeur de pression du carbu- rant dans l'accumulateur 130 à partir de différents parame- tres de fonctionnement tels que le régime N du moteur à35 combustion interne et la quantité de carburant à injecter. Cette valeur de consigne PS est comparée au point de combi- naison 154 à la valeur réelle PI fournie par le moyen de dé- tection de pression 151. En fonction de cette comparaison, le régulateur de pression 155 calcule le signal de commande des- tiné à la soupape de régulation de pression. Le calcul des signaux de commande en fonction de la pression P se fait avant chaque injection. Ce calcul dé- pend ainsi de la vitesse de rotation avec des intervalles de temps variables. L'intervalle entre les calculs dépend forte- ment de la vitesse de rotation. Ce calcul du signal de com- mande de la soupape de régulation de pression dans le régulateur de pression 155 se fait à cadence fixe. Cette ca- dence est choisie pour que le régulateur puisse réagir sans retard à des valeurs de consigne PS variables et permet d'établir aussi rapidement que possible la nouvelle valeur de consigne. Selon l'invention, on détecte la pression pour la saillie réelle, de façon synchrone dans le temps avec une ca- dence très petite de préférence de l'ordre de 10 ms. Les va- leurs de pression sont saisies à des intervalles de temps prédéterminés notamment fixes. En parallèle, on exploite la pression en synchronisme angulaire ou synchronisme de vitesse de rotation pour calculer le signal de commande A. La diffi- culté est que comme le montre la figure 2, la pression P va- rie très fortement pendant l'injection. La figure 2 montre la pression P en fonction du temps (t). Aux instants tl, t2, t3 commence chaque fois une injection. Cela conduit à une chute rapide de la pression, puis un retour à la valeur initiale. L'injection se termine chaque fois aux instants tl', t2', t3' Les oscillations de pression pendant l'injection ne peuvent être compensées simplement par la régulation de pression. Lorsque ces oscillations sont prises en compte dans la saisie de la valeur réelle, cela entraîne que le signal de sortie du régulateur de pression est soumis à de très fortes variations gênantes. Pour cela, l'invention prévoit que pen- dant l'injection, c'est-à-dire entre les intervalles tl et tl' ou t2 et t2' ou t3 et t3', on ne saisit pas de pression pour la régulation de pression. Les instants de la détection synchrone dans le temps de la pression auxquels on détecte la pression pour la régulation de pression sont signalés par des cercles dans le graphique de la figure 2. Les instants de détection de pres- sion de façon synchrone angulairement pour lesquels on dé- tecte la pression pour calculer les signaux de commande A pour les injecteurs sont repérés par des croix. Dans l'exemple de réalisation représenté, pour la saisie de la pression, on utilise la valeur directement avant l'injection à la fois pour la régulation de pression et pour la commande des injecteurs A. La figure 3 montre un mode de réalisation de ce procédé. Les éléments déjà décrits à la figure 1 portent les mêmes références. Les éléments 400, 410, 420 correspondent aux éléments principaux du moyen de détection de pression 151 fournissant la valeur PI. Le signal de sortie P du capteur de pression 140 arrive par un premier moyen de commutation 400 à un moyen de commutation alterné 420. Le signal de sortie du moyen de commutation alterné 420 est appliqué comme valeur réelle PI au point de combinaison 154. Le moyen de commutation 400 est commandé selon une cadence prédéterminée par un générateur de cadence (horloge) 410. A chaque cadence, le moyen de commutation 400 se ferme et le signal appliqué à son entrée est transmis à la sortie. Le moyen de commutation 420 est en général fermé. Ce- la signifie qu'à des intervalles de temps prédéterminés par le générateur de cadence 410, le signal P du capteur 140 est transmis comme valeur réelle PI au point de combinaison 154. Lorsque le moyen de commande de quantité 152 fournit un signal A indiquant une injection, le moyen de com- mutation 420 passe dans sa seconde position. Il en résulte que le signal de sortie du moyen de commutation 420 reste à son ancienne valeur. Le signal QK se situe entre les instants ti et tl' ou t2 et t2' ou t3, t3'. La figure 4 montre un mode de réalisation expli- cité par un ordinogramme. Dans une première étape 500, on met le compteur de temps (t) à la valeur 0. Dans l'étape suivante 510, on augmente le compteur de temps (t) d'une valeur déter- minée At. L'interrogation 520 contrôle si le compteur de temps (t) est supérieur à une valeur (St). Cette valeur (St) détermine l'intervalle entre les saisies des valeurs de me- sure. Si la réponse est négative, il y a une nouvelle étape 510. Dans l'affirmative, l'interrogation 530 vérifie la pré- sence d'un signal de commande A pour les injecteurs. Dans la négative, l'étape 540 détecte la valeur P2 et l'utilise comme valeur réelle PI. Dans cet ordinogramme de même que dans le ordino- gramme suivant, par convention la lettre N représente une ré- ponse négative à une question et la lettre J une réponse positive. Il est particulièrement avantageux de faire cha- que fois une valeur moyenne courante concernant au moins deux valeurs de pression détectées de manière synchrone dans le temps. Cela signifie qu'à côté de la valeur P2 actuelle dé- tectée dans l'étape 540, on tient encore compte de l'ancienne valeur Pl détectée dans le passage de programme précédent. La valeur P utilisée pour la régulation de pression se calcule dans l'étape 550 en formant la moyenne des valeurs Pl et P2. Puis dans l'étape 560, on souscrit la nouvelle valeur P2 à la place de l'ancienne valeur Pl. Cela est représenté à titre d'exemple à la figure 4 par des blocs entourés d'un trait in- terrompu. Il est avantageux que la valeur moyenne soit obte- nue avec plus de deux valeurs de mesure. Pour détecter la pression destinée au moyen de calcul de quantité, on procède de la manière suivante: Dans une première étape 600, on met la valeur an- gulaire W à 0. Dans l'étape suivante 610, on augmente la va- leur angulaire W de l'incrément (AW). Puis l'interrogation 620 vérifie si l'angle W est supérieur à un seuil SW. On choisit le seuil SW pour correspondre à la rotation du vile- brequin depuis le dernier calcul. Si cela n'est pas le cas, on renouvelle l'étape 610. Si cela est le cas, on détecte la valeur de pression P dans l'étape 630 et on transmet cette valeur au moyen de calcul de quantité. Le seul SW est choisi35 pour que cette saisie à synchronisme angulaire de la valeur de pression se fasse directement avant le début et/ou avant la fin de l'injection Le seuil est prédéterminé de préfé- rence suivant les conditions de fonctionnement. RE VE N D I C A T I ON S 1 ) Procédé pour commander un moteur à combustion interne no- tamment un moteur équipé d'un système à rail commun, selon lequel au moins une pompe fournie le carburant d'une zone basse pression à un accumulateur de pression, et selon lequel on saisit les valeurs de pression caractérisant la pression du carburant dans l'accumulateur de pression à l'aide d'un capteur de pression et partant des valeurs de pression ainsi saisies et d'une valeur de consigne, on prédétermine un si- gnal de commande pour un moyen de régulation de pression, caractérisé en ce qu' on saisit les valeurs de pression à des intervalles de temps prédéterminés et pendant une injection de carburant, on ne saisit pas de valeur de pression. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on effectue en outre une saisie en synchronisme angulaire pour les valeurs de la pression. 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la saisie en synchronisme angulaire des valeurs de pression se fait directement avant le début et/ou la fin de l'injection. 4 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les valeurs de pression obtenues pour la saisie à synchro- nisme angulaire sont utilisées pour commander l'injection. ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu' on forme une valeur moyenne courante en utilisant au moins deux valeurs de pression saisies. 6 ) Dispositif de commande d'un moteur à combustion interne notamment pour un moteur à combustion équipé d'un système à rail commun selon lequel au moins une pompe fournit le carbu- rant d'une zone basse pression à un accumulateur de pression5 et comprenant un capteur de pression saisissant les valeurs de pression caractérisant la pression du carburant dans l'accumulateur de pression, un régulateur de pression qui, à partir des valeurs de pression saisies et d'une valeur de consigne, fournit un signal de commande pour un moyen de ré-10 gulation de pression, caractérisé par des moyens qui saisissent des valeurs de pression dans les intervalles de temps prédéterminés et pendant une injection de carburant, on ne saisit aucune valeur de pression.15