Brevet FR2781579A1 — publié le 20000128

I Etat de la technique L'invention concerne un procédé et un dispositif. détection d'un instant de commutation d'un organe de commuta- tion, notamment d'une électrovanne, selon lequel on détecte un premier instant de commutation d'une première opération de commutation par l'exploitation d'au moins une grandeur de me- sure. On connaît un procédé et un dispositif pour dé- tecter un instant de commutation d'un organe de commutation selon le document DE-OSZ 197 28 840. Ce document décrit un procédé et un dispositif selon lequel on régule à une valeur prédéterminée, le courant traversant l'électrovanne. En ex- ploitant la tension aux bornes de l'électrovanne, l'instal- lation détermine l'instant de commutation. Fréquemment, on répartit l'injection proprement dite de carburant dans un moteur à combustion interne en deux injections partielles. Il s'agit par exemple de la pré- injection et de l'injection principale. Mais on peut égale- ment envisager de faire une injection principale et une post- injection. Ces deux injections se suivent en général de façon très rapprochée. Cela complique la détection de l'instant de commutation pour la seconde opération d'injection. Problème de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé et un dispositif de détection d'un instant de commu- tation d'un organe de commutation correspondant au type défi- ni ci-dessus et permettant une procédure aussi simple et sûre que possible pour déterminer l'instant de commutation pour deux injections successives. Avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on prédétermine un second instant de commutation d'une seconde opération de commutation à partir du premier instant de commutation et d'une valeur de différence. Ainsi, l'invention donne un moyen simple et sûr pour déterminer les instants de commutation de deux injec- tions qui se suivent. Il est particulièrement avantageux que la valeur de la différence s'extrait d'un champ de caractéristiques en partant de paramètres de fonctionnement. Il est avantageux que la caractéristique de fonc- tionnement soit la durée de la première commutation, la dis- tance entre la première commutation et la seconde commutation ou encore une grandeur caractérisant ces deux opérations. Ces grandeurs peuvent être utilisées séparément ou en combinai- son. Il est particulièrement avantageux d'appliquer l'invention à une injection de carburant dans un cycle de fonctionnement d'un cylindre avec au moins une pré-injection et une injection principale car dans ce cas, l'intervalle sé- parant les deux injections partielles est très faible. Il est avantageux d'utiliser comme paramètres de fonctionnement la valeur de la quantité injectée pour la pré- injection, l'intervalle entre le début de la pré-injection et l'injection principale et/ou la distance entre la fin de la pré-injection et le début de l'injection principale. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: e on extrait la valeur de différence à partir des paramètres de fonctionnement dans un champ de caractéristiques; * le paramètre de fonctionnement est au moins une grandeur qui caractérise la durée de la première opération de commu- tation; * le paramètre de fonctionnement est au moins une grandeur qui caractérise la distance entre la première opération de commutation et la seconde opération de commutation; * l'organe de commutation sert à commander la quantité de carburant à injecter dans un moteur à combustion interne; * l'injection de carburant est répartie dans un cycle de tra- vail d'un cylindre en au moins une pré-injection et une in- jection principale; * dans le champ de caractéristiques, on enregistre la valeur de différence à partir d'au moins l'un des paramètres: quantité injectée pendant la pré-injection, intervalle en- tre le début de la pré-injection et l'injection principale et/ou l'intervalle entre la fin de la pré-injection et le début de l'injection principale; * des moyens qui déterminent un second instant de commutation d'un second organe de commutation à partir du premier ins- tant de commutation et d'une valeur de différence. 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 annexés dans les- quels:15 * la figure 1 est un schéma par blocs du dispositif de l'invention, * la figure 2 montre la forme de plusieurs signaux tracés en fonction du temps, * la figure 3 est une vue détaillée du dispositif selon l'invention. Description des exemples de réalisation Selon la figure 1, la référence 100 désigne la bobine d'une électrovanne. L'électrovanne sera également ap- pelée ci-après organe de commutation. Dans le même ordre d'idée la bobine sera également désignée ci-après comme uti- lisateur électromagnétique. La bobine 100 est reliée par une première borne à une tension d'alimentation Ubat. Par la seconde borne, elle est reliée à la masse par l'intermédiaire d'un moyen de com- mutation 105 ainsi que d'un ampèremètre 108. La succession du montage en série formée du consommateur 100, du moyen de com- mutation 105 et du moyen de mesure de courant 108, est choi- sie uniquement à titre d'exemple. On peut également organiser ces éléments dans un autre ordre. De plus, on peut également prévoir d'autres composants comme par exemple des diodes d'extinction et des diodes de roue libre. Les deux branchements du consommateur 100 coopè- rent avec une commande 110. La commande 110 reçoit en outre les signaux d'un capteur 115. La commande 110 fournit des si- gnaux de commande au moyen de commutation 105. La commande 110 comprend principalement un cir- cuit d'exploitation de courant 120 coopérant avec les deux bornes du consommateur 100. Il y a en outre un moyen permet- tant de déterminer l'instant de la commutation 130 recevant les signaux du capteur 115 et le signal de sortie du circuit d'exploitation de courant 120. En outre, le moyen pour déter- miner l'installation de commutation 130, échange des signaux avec une commande 140 qui traite également les signaux de sortie du capteur 115. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante: Partant de différents paramètres de fonctionne- ment détectés à l'aide de capteurs 115, le circuit de com- mande 140 calcule les signaux à fournir au moyen de commutation 105. Ces signaux de commande fixent l'intensité du courant dans l'utilisateur 100. Cette intensité du courant produit l'ouverture et/ou la fermeture de l'électrovanne à un certain instant. La procédure sera décrite ci-après dans l'exemple de la commande de l'injection de carburant, notamment d'un moteur à combustion interne Diesel. La figure 2 montre le courant I traversant le consommateur. Pour minimiser l'émission de bruit, dans le cas des moteurs Diesel, on dose une quantité plus petite de car- burant à injecter avant l'injection principale proprement dite. Cette première injection partielle est appelée pré- injection VE et la seconde injection partielle est appelée injection principale HE. A la fois la pré-injection VE et l'injection principale HE sont représentées à la figure 2 qui montre un cycle de fonctionnement d'un cylindre. Pour les différentes injections partielles, on distingue entre des phases de commande différentes dans les- quelles on règle l'intensité sur différentes valeurs. A l'instant t2 commence une phase d'attraction P1V de la pré- injection VE. Dans cette phase, le courant augmente de zéro à la valeur de sortie de la pré-injection. Cette phase d'attraction se termine par l'instant t3. A l'instant tl, commence la phase de saisie P2V de la pré-injection qui se termine à l'instant t4. Pendant la phase de saisie P2V, on régule l'intensité en fonction de la valeur saisie I3. Pendant cette phase de saisie, on détecte l'instant de commutation par une exploitation appropriée du courant, de la tension et/ou du signal de commande du moyen de commutation.10 L'instant de commutation se produit à un instant tB repéré par une flèche verticale et situé entre les ins- tants t3 et t4. Dans la phase de retenue P3V, suivante de la pré- injection, qui commence à l'instant t4 et se termine à l'instant t6, on régule le courant sur la demi-valeur I2 de la pré-injection. Puis, dans la phase d'extinction P4V, entre les instants t6 et t7, on a l'extinction rapide. Jusqu'au début de l'injection principale HE entre les instants t7 et tl, la commande est interrompue. Avant la commande proprement dite, on a une phase de pré-alimentation électrique POAH avec une régulation sur une valeur de courant de pré-alimentation Il. A partir de l'instant t2' jusqu'à l'instant t3', l'intensité augmente dans la phase d'attraction PlAH de l'injection principale jusqu'à la valeur d'attraction. Dans la phase de retenue P3H suivante de l'injection principale, on régule entre les instants t3' et t6', l'intensité sur la valeur de maintien de l'injection principale. Dans la phase d'extinction entre les instants t6' et t67, on a une extinc- tion rapide du courant jusqu'à la valeur zéro. Un instant de commutation se situe en phase de retenue P3H pour l'instant tB' caractérisé par une flèche verticale. La courbe d'intensité représentée ne correspond qu'à un exemple. On peut également la modifier. C'est ainsi que l'on peut par exemple prévoir de ne pas distinguer pour la pré-injection entre les deux phases P2V et P3V, mais de prévoir uniquement une phase de courant de retenue. De plus, on ne peut prévoir aucune alimentation préalable POAH pour l'injection principale. Pendant la régulation de l'intensité sur la va- leur prédéterminée I3, en exploitant la tension appliquée au consommateur 100 ou du signal de commande et/ou d'autres grandeurs, on détermine la pré-injection dans les moyens de détermination du temps de commutation 130 pour l'instant de commutation tB. L'instant de commutation est reconnu en ce que la tension et/ou le signal de sortie varient brusquement lorsque l'aiguille de l'injecteur électromagnétique atteint sa nou- velle position de fin de course. Cela provient du fait que l'inductance du consommateur varie brusquement lorsque son état de commutation change. Dans l'exemple de réalisation représenté, on ré- gule l'intensité à une valeur constante pendant que l'on dé- termine l'instant de la commutation et on exploite en continu la tension aux bornes du consommateur pour déterminer si la courbe de la tension présente une inflexion. Le procédé selon20 l'invention n'est toutefois pas limité à ce mode de détermi- nation de l'instant de la commutation. Le procédé peut s'appliquer à tout type de détermination de l'instant de com- mutation. C'est ainsi que par exemple, on peut également ré- guler la tension sur une valeur constante et exploiter le25 courant. La détermination de l'instant de commutation pour l'injection principale présente des difficultés car les in- tervalles de temps compris entre l'injection principale et la préinjection peuvent être très courts, aussi est-il prévu, selon l'invention, de procéder comme cela est indiqué à la figure 3. La figure 3 montre de manière détaillée le moyen pour déterminer l'instant de commutation. Les éléments déjà décrits à propos de la figure 1, portent des références correspondantes. Le signal de sortie du circuit d'exploi- tation de tension 120 arrive à un circuit d'exploitation de l'instant de commutation 300. Le signal de sortie obtenu à partir du signal de capteur 115 arrive dans un champ de ca- ractéristiques 310. La grandeur de sortie du champ de carac- téristiques 310 et du circuit d'exploitation de l'instant de commutation 300 arrive à un point de combinaison 320. Le si- gnal de sortie du circuit d'exploitation de l'instant de com- mutation 300 arrive comme instant de commutation SVE de la pré-injection, directement dans la commande 140. Au point de combinaison 120, on additionne ce signal à cette grandeur de la valeur de différence DW extraite du champ de caractéristi- ques 310. La grandeur de sortie du point de combinaison 320 arrive comme instant de commutation SHE de l'injection prin- cipale à la commande 140. Partant de la tension aux bornes de l'utili- sateur, le circuit d'exploitation de l'instant de commutation 300 détermine l'instant de commutation SVE de la pré- injection. L'instant de commutation SHE de l'injection prin- cipale résulte de l'addition de la valeur de différence DW à l'instant de commutation SVE de la pré-injection. La valeur de la différence DW est extraite du champ de caractéristiques 310 en fonction de différents paramètres de fonctionnement tels que le régime N du moteur à combustion interne, la quan- tité de carburant injectée QK et différentes grandeurs de temps T. Il est particulièrement avantageux de tenir comp- te d'au moins l'un ou de plusieurs des paramètres suivants. Les paramètres suivants influencent la différence entre l'instant de commutation de la pré-injection et celui de l'injection principale. Une telle grandeur est par exemple le régime N du moteur à combustion interne. Une autre grandeur est la quantité de carburant injectée pendant la pré- injection ou encore une grandeur correspondant à la quantité pré-injectée comme par exemple la durée de la pré-injection. Cette durée de la pré-injection correspond à l'intervalle de temps compris entre les instants t2 et t6. Une autre grandeur dont on peut tenir compte est la distance entre la fin de la pré-injection et le début de l'injection principale. Cela correspond à l'intervalle de temps compris entre les instants t7 et t2'. Comme autres paramètres ou grandeurs, on peut uti- liser la distance entre le début de la pré-injection et le début de l'injection principale. Cela correspond à la dis- tance comprise entre les instants t2 et t2'. Ces grandeurs sont disponibles dans le circuit de commande 110. Selon l'invention, on a trouvé que pratiquement les mêmes paramètres agissent sur les instants de commutation de l'injection principale et de la pré-injection. Les diffé- rences dépendent pratiquement que de la quantité injectée du régime du moteur à combustion interne. Cette dépendance (fonction) est enregistrée dans un champ de caractéristiques si bien qu'il suffit de saisir un instant de commutation et partant de la différence DW enregistrée dans le champ de ca- ractéristiques, on calcule l'instant de commutation de la se- conde injection. Le procédé selon l'invention a été décrit par exemple à l'aide d'une injection principale et d'une pré- injection. Ce procédé n'est toutefois pas limité à cette ap- plication. Il est toujours avantageux lorsque deux injections et/ou deux parties d'injection se suivent directement. Selon l'invention, on a constaté que pour deux opérations de commutation successives, il suffit de détermi- ner un instant de commutation en exploitant une grandeur de mesure. L'autre instant de commutation peut se déterminer à partir de la valeur détectée et d'une valeur de différence. Cela est notamment vrai si les deux opérations de commutation se suivent étroitement pour permettre une influence alternée. Il est également possible que l'instant de commu- tation de la première opération de commutation soit à la suite de la seconde commutation. Cela signifie que partant de l'instant de commutation de l'injection principale et de la valeur de la différence, on détermine l'instant de commuta- tion de la pré-injection. Cela est notamment avantageux si l'instant de commutation de la pré-injection est plus diffi- cile à saisir sur le plan métrologique. La valeur de la différence est extraite de préfé- rence d'un champ de caractéristiques selon différents paramè- tres de fonctionnement. Il s'agit notamment des paramètres qui caractérisent la durée de la première commutation et/ou la distance des deux opérations de commutation. Il est important que pour deux opérations de com- mutation successives d'un organe de commutation, on saisisse un premier instant de commutation d'une première opération de commutation par l'exploitation d'au moins une grandeur de me-5 sure. Le second instant de commutation de la seconde opéra- tion de commutation se calcule à partir de l'instant de commutation de la première opération de commutation et d'une valeur de différence. La valeur de différence se calcule à partir de différents paramètres en utilisant un champ de ca-10 ractéristiques ou à partir des grandeurs. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé de détection d'un instant de commutation d'un or- gane de commutation, notamment d'une électrovanne, selon le- quel on détecte un premier instant de commutation d'une première opération de commutation par l'exploitation d'au moins une grandeur de mesure, caractérisé en ce qu' on prédétermine un second instant de commutation d'une se- conde opération de commutation à partir du premier instant de commutation et d'une valeur de différence. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on extrait la valeur de différence à partir des paramètres de fonctionnement dans un champ de caractéristiques. 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le paramètre de fonctionnement est au moins une grandeur qui caractérise la durée de la première opération de commutation. 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le paramètre de fonctionnement est au moins une grandeur qui caractérise la distance entre la première opération de commu- tation et la seconde opération de commutation. ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que l'organe de commutation sert à commander la quantité de car- burant à injecter dans un moteur à combustion interne. 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'injection de carburant est répartie dans un cycle de tra- vail d'un cylindre en au moins une pré-injection et une in- jection principale. 7 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le champ de caractéristiques, on enregistre la valeur de différence à partir d'au moins l'un des paramètres: quantité injectée pendant la pré- injection, intervalle entre le début de la pré-injection et l'injection principale et/ou l'inter- valle entre la fin de la pré-injection et le début de l'injection principale. 8 ) Dispositif pour la détection d'un instant de commutation d'un organe de commutation, notamment d'une électrovanne com- portant des moyens qui détectent un premier instant de commu- tation d'un premier organe de commutation par l'exploitation d'au moins une grandeur de mesure, caractérisé par des moyens qui déterminent un second instant de commutation d'un second organe de commutation à partir du premier instant de commutation et d'une valeur de différence.