Brevet FR2775318A1 — publié le 19990827

MODULE D'INJECTION MULTI-POINTS POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE L'invention concerne les dispositifs d'injection multipoints à commande électronique pour moteur à combustion interne et plus particulièrement un module d'injection appartenant à un tel dispositif et comprenant une rampe destinée à être reliée à une pompe d'alimentation et plusieurs injecteurs reliés à la rampe et munis chacun de moyens à commande électrique d'ouverture et de fermeture. Les injecteurs sont fabriqués pour répondre à une caractéristique nominale que l'on souhaite linéaire. La figure 1 montre en trait épais une caractéristique nominale que l'on peut considérer comme représentative. La quantité injectée, à différence de pression constante entre l'alimentation et la chambre de combustion, est une fonction sensiblement linéaire du temps d'ouverture. Dans la pratique, les tolérances de fabrication provoquent des dispersions, notamment pour les durées d'injection brèves. La courbe en trait fin sur la figure 1 montre un exemple de caractéristique réelle. Pour être acceptables, les injecteurs doivent avoir une caractéristique dont l'écart par rapport à la caractéristique de consigne ne dépasse pas un pourcentage déterminé, par exemple +/- 5%. Pour remplir cette condition, chaque injecteur fabriqué est soumis à des essais au banc et on recherche, par tâtonnements, la précontrainte du ressort de fermeture qui permet de se rapprocher au mieux de la caractéristique de consigne. I1 s'agit d'opérations longues qui ne permettent au surplus que de compenser des écarts limités, puisqu'on agit de façon globale sur la caractéristique. La présente invention vise à fournir un module d'injection permettant de tolérer des dispersions relativement importantes des caractéristiques des injecteurs. Dans ce but, l'invention propose notamment un module d'injection comprenant des moyens pour mémoriser une fonction de calibration de chacun des injecteurs et fournir ladite fonction sous une forme utilisable par un organe de calcul commandant la durée de commande électrique d'ouverture des injecteurs. La fonction à mémoriser est déterminée de façon automatique, par relevé des quantités injectées pour un nombre donné de durées d'ouverture déterminées réparties sur la dynamique de fonctionnement. Cette fonction peut ensuite être mémorisée sous forme d'un polynôme de degré suffisant ou sous forme cartographique. A l'heure actuelle, l'injection de carburant dans une chambre s'effectue sous une pression différentielle qui varie en fonction des paramètres de fonctionnement du moteur. Il peut être tenu compte de cette situation en utilisant un modèle cartographique à deux entrées (durée d'injection et pression différentielle) ou en utilisant un polynôme à deux variables. Etant donné que le calibrage peut s'effectuer de façon automatique, les seules opérations manuelles étant la mise en place de l'injecteur et son retrait, il est possible d'accepter un nombre de points de mesure très important, avec des durées d'injection pouvant varier dans une plage très large, par exemple de 0,15 ms jusqu'à 10 ms. La variable principale étant la durée d'injection, il suffira d'effectuer des essais pour 2 ou 3 pressions différentielles différentes, sur un banc d'essai automatique. Le modèle mémorisé doit accompagner l'injecteur et être pris en compte dans sa commande par l'organe de calcul. Dans un mode avantageux de réalisation, le modèle est mémorisé dans un module complet comprenant la rampe d'injection et les injecteurs qui lui sont fixés de façon permanente, par exemple, dans une mémoire morte. Le module peut alors être muni d'un connecteur de liaison avec l'organe de calcul et avec l'amplificateur de puissance qui est commandé par cet organe de calcul et ouvre les injecteurs. Le connecteur est muni d'un contact ou de contacts permettant de recopier des modèles représentatifs de la correction par rapport à la caractéristique nominale, en vue de la recopie dans l'organe de calcul. Ce dernier peut alors être programmé pour prendre en compte les corrections sur chaque durée d'actionnement nominal, pour tenir compte de la caractéristique réelle de chaque injecteur. Le module comportera généralement aussi un capteur de pression fournissant un signal électrique de sortie représentatif de la pression d'injection qui règne dans la rampe. L'organe de calcul est relié à ce capteur et également à un capteur donnant la pression à l'admission des chambres de combustion, représentative de la pression qui règne dans ces chambres lors de l'injection. L'organe de calcul peut alors tenir compte non seulement du modèle représentatif de la caractéristique réelle en fonction de la durée d'injection nominale, mais aussi les corrections à apporter en fonction de la pression différentielle d'injection. Les capteurs de pression seront généralement des capteurs piezo-résistifs, qui ont la robustesse requise pour avoir une longue durée de vie dans les conditions de fonctionnement d'un moteur à combustion interne. Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels la figure 1, déjà mentionnée, montre un exemple de variation de la quantité de carburant injecté en fonction de la durée d'injection la figure 2, montre un exemple de correction bt à effectuer sur la durée d'injection en fonction du temps d'injection, pour plusieurs pressions différentielles p la figure 3 est une vue en perspective d'un module permettant de mettre en oeuvre l'invention ; et la figure 4 est un synoptique montrant des composants matériels et logiciels qui interviennent dans la mise en oeuvre. Comme on l'a indiqué plus haut, plusieurs fonctions de calibration peuvent être déterminées de façon automatique sur un banc, pour plusieurs valeurs différentes de la pression différentielle p. La figure 2 montre trois fonctions correspondant à trois valeurs différentes de la pression différentielle. Ces fonctions de calibration peuvent être mémorisées sous forme numérique de plusieurs façons différentes. Une première solution consiste à échantillonner chacune des courbes, éventuellement après un lissage, et à mémoriser les points échantillonnés pour chacune des trois pressions différentielles. On obtient ainsi une mémoire cartographique. Elle pourra être utilisée soit en apportant une correction correspondant au point le plus proche mémorisé, soit par interpolation bilinéaire. La complexité de cette dernière solution la rendant toutefois peu attractive du fait que les corrections effectuées sont toujours relativement faibles. Les courbes peuvent également être mémorisées sous forme d'un polynôme à deux variables, qui donne une meilleure continuité qu'une mémoire cartographique, ou de plusieurs polynômes fonction du temps correspondant à plusieurs pressions différentielles. Quelle que soit la fonction, elle est mémorisée dans une mémoire qui va accompagner un module d'injection. Le module montré schématiquement en figure 3 comporte une rampe d'injection 10 à laquelle sont reliés quatre injecteurs 12 à commande électrique. La rampe est munie d'un raccord 14 d'amenée de carburant, relié à une pompe à haute pression, éventuellement par un régulateur. Chaque injecteur est muni d'un connecteur électrique 16 de raccordement à des conducteurs contenus dans une réglette 18 munie d'un connecteur électrique terminal 20. Le module comporte une mémoire non volatile dans laquelle est chargée la fonction de calibration. En général cette mémoire ne sera accessible qu'en lecture à partir d'un contact du connecteur 20. Toutefois il est possible de prévoir une mémoire susceptible d'être réécrite en vue d'une recalibration après une utilisation du module. Le contenu de la mémoire du module est prévu pour être transféré dans la mémoire d'un calculateur de commande moteur en fin de ligne d'intégration du véhicule. Dans une variante de réalisation, le module peut être simplement accompagné d'une mémoire dont le contenu est transféré dans le calculateur en fin de ligne d'intégration. Si la fonction de calibration tient compte de la pression différentielle, le module est complété par un capteur de pression, par exemple piézo-électrique, qui peut être relié à un embout 22. Un second capteur (non représenté) est alors prévu pour déterminer la pression dans les chambres de combustion. Les composants essentiels qui interviennent dans la mise en oeuvre de l'invention sont indiqués en figure 4. Les fonctions dans le cadre en traits mixte s24 seront généralement remplies par le calculateur de commande moteur, dans lequel est transférée la fonction mémorisée dans la mémoire 26 qui accompagne le module. Le calculateur 24 peut être regardé comme ayant un bloc 27 de gestion de l'alimentation en combustible du moteur, qui reçoit les paramètres de fonctionnement, tels que la position de la pédale d'accélérateur, la vitesse N, la température O, etc... A partir de ces éléments, le bloc 27 peut notamment élaborer une pression de consigne P0 du carburant (flèche en tirets sur la fig. 4). Toutefois cette pression de consigne PO peut aussi bien être élaborée par un élément distinct 28, en fonction par exemple de la pression dans les chambres de combustion au début de l'échappement. La pression dans la rampe 10 est mesurée par un capteur 30. Un terme d'erreur est élaboré dans un additionneur 32 et fourni à un régulateur 34 alimentant la rampe 12. Le bloc 27 fournit une consigne q de quantité à injecter à un bloc de correction 28 dans lequel est chargée la fonction de calibrage qui peut être la loi réelle de varia fonction de calibrage qui peut être la loi réelle de variation q(t) ou l'ensemble de la loi nominale q = At (t étant une constante) et de la loi de correction bt (t). Le bloc 28 représenté reçoit un signal de sortie du capteur 30 sur une entrée 34. La correction en fonction de la pression peut être effectuée dans ce bloc ou dans un bloc supplémentaire 36 qui reçoit la sortie d'un capteur de pression dans les chambres de combustion. La pression dans la rampe peut être appliquée sur une entrée 38 dans le cas où les corrections en fonction de la durée et en fonction de la pression différentielle sont effectuées en cascade. Le signal de durée corrigé est appliqué à un circuit de puissance 40 de commande des injecteurs 12. REVENDICATIONS 1. Module d'injection pour dispositif d'injection multipoints à commande électronique pour moteur à combustion interne, comprenant une rampe (10) destinée à être reliée à une pompe d'alimentation et plusieurs injecteurs (12) reliés à la rampe et munis chacun de moyens à commande électrique d'ouverture et de fermeture, caractérisé en ce que le module comprend des moyens (26) pour mémoriser une fonction de calibration de chacun des injecteurs (12) et fournir la fonction sous une forme utilisable par un organe de calcul (24) commandant la durée de commande électrique d'ouverture des injecteurs. 2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite fonction est mémorisée sous forme d'un polynôme ou sous forme cartographique. 3. Module selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite fonction est une fonction de la durée d'injection seule. 4. Module selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite fonction dépend de la durée d'injection et de la différence de pression entre la rampe et les chambres de combustion du moteur. 5. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le module comporte un capteur de pression (30) fournissant un signal électrique de sortie représentatif de la pression d'injection dans la rampe, relié à l'organe de calcul. 6. Module selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une mémoire non volatile (26) dans laquelle est chargée la fonction de calibration, connectable à l'organe de calcul par des moyens de recopie.