Brevet FR2787830A1 — publié le 20000630

I Etat de la technique. L'invention concerne un procédé et un dispositif de commande du dosage du carburant d'un moteur à combustion interne. Dans les procédés et dispositifs connus de com- mande du dosage du carburant d'un moteur à combustion in- terne, on utilise des électrovannes pour commander le début et la fin de l'injection. Avantages de l'invention. La présente invention a pour but de développer un procédé et un dispositif de commande du dosage de carburant en calculant les grandeurs servant à la commande de l'injec- tion de façon telle que ces grandeurs soient suffisamment disponibles à temps avant l'injection, qu'elles soient le plus actuelles possible, et que des grandeurs antérieures ne soient pas influencées par un calcul ultérieur. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que: - pour une première position angulaire d'un vilebrequin et/ou d'un arbre à cames, on définit des premières grandeurs et pour une seconde position angulaire on définit des secondes grandeurs, - les premières grandeurs sont utilisées pour commander l'injection suivante et au moins une des secondes grandeurs est utilisée pour commander la seconde injection suivante. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - la première et/ou la seconde position angulaire sont sui- vies d'une interruption qui déclenche la définition de la première et/ou de la seconde grandeur, - les grandeurs définissent au moins un début et/ou une durée de l'injection, - les premières grandeurs servent à commander une première injection partielle, - les secondes grandeurs servent à commander une seconde in- jection partielle, - les grandeurs qui définissent le début de la seconde injec- tion partielle sont utilisées pour commander la seconde in- jection suivante, - la grandeur qui définit la durée de la seconde injection partielle est utilisée pour commander l'injection suivante, - la première injection partielle est une pré-injection et la seconde injection partielle est une injection principale. L'invention concerne également un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens qui, pour une première position angulaire d'un vilebrequin et/ou d'un arbre à cames, définissent des pre- mières grandeurs, et qui pour une seconde position angu- laire définissent des secondes grandeurs, - des moyens qui utilisent les premières grandeurs pour com- mander l'injection suivante, et des moyens qui utilisent au moins l'une des secondes grandeurs pour commander la se- conde injection suivante. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après à l'aide de modes de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma par blocs d'un dispo- sitif de commande du dosage de carburant, - la figure 2 montre différents signaux représen- tés en fonction du temps, - la figure 3 montre un ordinogramme pour expli- citer la procédure de l'invention. Description des exemples de réalisation. La figure 1 montre les éléments essentiels d'un système de commande du dosage de carburant d'un moteur à com- bustion interne. La commande porte la référence 100. Elle agit sur un actionneur 110 en lui fournissant des signaux de commande A. Une roue phonique 125 est associée au vilebrequin et/ou à l'arbre à cames pour être détectée par un capteur 120 relié à la commande 100. D'autres capteurs 130 sont prévus pour générer des signaux caractérisant l'état de fonctionne- ment du moteur à combustion interne et les conditions envi- ronnantes. Le capteur 120 fournit des impulsions qui se pro- duisent pour certaines positions angulaires du vilebrequin et/ou de l'arbre à cames. Il s'agit de préférence de repères portés par la roue phonique 125 dans des positions telles5 qu'à chaque point mort haut d'un cylindre du moteur à combus- tion interne on a une impulsion. Les autres capteurs 130 se composent entre autre d'un capteur fournissant un signal ca- ractérisant le souhait du conducteur. Partant de différents paramètres de fonctionne- ment, la commande 100 calcule des signaux de commande pour agir sur l'actionneur 110. A partir du souhait du conducteur du régime du moteur à combustion interne, la commande 100 dé- finit une grandeur QK qui définit la quantité de carburant à injecter. Partant également de différents paramètres comme par exemple la quantité de carburant injectée QK, on définit une grandeur qui fixe le début de l'injection. A côté du sou- hait du conducteur et du régime, on peut également tenir compte d'autres grandeurs caractérisant l'état de fonctionne- ment du véhicule et/ou du moteur à combustion interne. A par- tir de ces grandeurs qui caractérisent le début de l'injection et la quantité de carburant injectée, la commande calcule les signaux de commande A pour agir sur l'actionneur 110. L'actionneur 110 est de préférence une électro- vanne ou un actionneur piézo-électrique. A partir du signal de commande A, l'actionneur 110 occupe une position telle qu'il s'ensuit une injection ou non. On émet de préférence un signal fixant le début de la commande et un signal fixant la fin de la commande. L'injection proprement dite est fréquemment sub- divisée en plusieurs injections partielles. De manière préfé- rentielle, pour chaque cycle de combustion dans un cylindre, on exécute une petite pré-injection et une grande injection principale. A côté de la pré-injection et de l'injection principale on peut prévoir d'autres injections partielles. C'est ainsi que l'on peut par exemple prévoir une post- injection. Il est en outre possible de subdiviser la pré- injection, l'injection principale et/ou la post-injection chaque fois en plusieurs pré-injections, plusieurs injections principales et/ou plusieurs post-injections. Le procédé de l'invention sera décrit ci-après dans le cas de l'exemple de la pré-injection et de l'injection principale. Le procédé selon l'invention peut également s'appliquer à d'autres injections partielles. Le procédé selon l'invention s'applique lorsqu'on exécute une première et une seconde injection partielle. Dans la suite on désignera la première injection partielle comme pré-injection et la seconde injection partielle comme injection principale. Pour arriver à une combustion optimale, il faut que les injections partielles soient dans une position défi- nie par rapport au point mort haut de chaque cylindre. Notam- ment dans le cas de moteurs Diesel, il faut que le début de la commande, à la fois de la pré-injection et de l'injection principale, soit défini de manière exacte. La pré-injection est déclenchée dans une plage d'environ 95 en amont du point mort haut et l'injection principale dans une plage de 25 avant le point mort haut. Dans le calcul des débuts de commandes, parfois de la pré-injection et de l'injection principale, il faut les quantités injectées QK et le régime moyen N. Le calcul de la durée de commande à la fois de la pré- injection et de l'injection principale nécessite la quantité injectée QK et la pression d'injection actuelle P. Le régime N du moteur reste essentiellement cons- tant dans l'intervalle de temps compris entre la pré- injection et l'injection principale. La quantité injectée QK peut varier de manière significative à l'intérieur de cette période. En particulier dans les systèmes dits " à rampe com- mune " dans lesquels la pression du carburant correspond à la pression régnant dans la rampe, la pression P du carburant présente une dynamique très élevée. C'est pourquoi il faut prendre en compte une variation considérable de cette gran- deur entre la pré-injection et l'injection principale. Il est nécessaire pour cette raison que la pré- injection et l'injection principale soient calculées à des instants différents. Il faut prévoir des interruptions syn- chrones aux angles qui se produisent chaque fois pour une certaine position angulaire définie du vilebrequin et/ou de l'arbre à cames. L'interruption que le calcul des grandeurs de la pré-injection déclenche se fait de préférence à 168 en5 amont du point mort haut et l'interruption qui déclenche le calcul des grandeurs de l'injection principale se fait à 78 en amont du point mort haut. La signification de la pré-injection du point de vue de la technique de combustion est de préconditionner la chambre de combustion pour l'injection principale qui suit. C'est pourquoi il n'est pas important d'avoir un rapport très précis entre la position absolue et la position du vilebre- quin et/ou de l'arbre à cames mais bien plus la position re- lative de la pré-injection par rapport à l'injection principale. Cette exigence est prise en compte en ce que la distance entre le début de la commande de la pré-injection et le début de la commande de l'injection principale est lue dans un champ de caractéristiques. Cela signifie que le début de la commande ABVE de la pré-injection découle de la formule suivante: ABVE = ABVR + ABHE Dans cette formule, la grandeur ABHE correspond au début de la commande de l'injection principale et la gran- deur ABVR à la distance entre le début de la commande pour la pré-injection et l'injection principale. La difficulté dans le calcul de la pré-injection pour l'injection est qu'on n'a pas encore calculé le début de la commande ABHE de cette injection principale. Si ensuite on calcule le début de la commande de l'injection principale avec les nouvelles conditions de fonctionnement, cette nou- velle valeur calculée du début de l'injection principale ABHE peut différer de manière significative de la valeur anté- rieure utilisée pour le calcul de la pré-injection. Dans les conditions les plus défavorables, cela peut aboutir à ce que l'injection principale et la pré-injection soient trop écar- tées ou significativement trop rapprochées. La figure 2 montre différentes grandeurs de temps t. Dans la première ligne, des flèches dirigées vers le bas repèrent les instants auxquels se produisent les impulsions du capteur 120. La référence OT(K-1) est le point mort haut du cylindre d'ordre K-1; la référence OT(K) désigne le point mort haut du cylindre d'ordre K. En dessous, les flèches dirigées vers le haut dé- signent les instants auxquels se produisent des interruptions déclenchant le calcul des grandeurs de la pré-injection et de l'injection principale. Dans la ligne en dessous on a marqué des intervalles de temps au cours desquels les pré-injections peuvent se produire dans les premiers et dans les seconds cy- lindres. La référence VE(K-1) désigne l'intervalle possible pour la pré-injection dans le cylindre d'ordre K-1 et la ré- férence VE(K) pour le cylindre d'ordre K. Dans la ligne en dessous se trouvent les inter- valles possibles pour l'injection principale HE(K-1) du cy- lindre d'ordre (K-1) et l'intervalle pour l'injection principale HE(K) pour le cylindre d'ordre K. Dans la ligne inférieure se trouvent les zones dans lesquelles on calcule les grandeurs pour commander l'injection. La séparation chronologique des deux calculs n'est pas possible car il faut calculer notamment la durée de commande de façon aussi actuelle que possible. De plus, au début du calcul de l'injection principale HE(K) d'ordre K, le début de la commande ABVE(K) pour la pré-injection VE(K) d'ordre K est déjà fixe; le signal de commande a déjà pu être fourni à l'actionneur. Pour que dans ces conditions aux limites la dis- tance entre la pré-injection K et l'injection principale K corresponde à la valeur souhaitée, il faut que le début de la commande ABHE(K) de l'injection principale HE(K) calculé en- suite ne soit plus modifié vis-à-vis de la valeur ABHE(K-1) de l'injection principale HE(Khl) qui a servi de base. Pour éviter l'interaction de la distance ABVER entre la pré-injection et l'injection principale par le cal- cul de l'injection principale, on procède comme cela sera dé- crit ci-après. Dans une première étape 300 on vérifie la pré- sence d'un point mort haut OT. Si l'interrogation 300 cons- tate la présence d'un tel point mort haut, on augmente d'une unité un compteur K dans l'étape 310. L'interrogation 320 suivante vérifie la présence d'une première interruption IR1(K). Dans l'ordinogramme de la figure 3, la référence J désigne une réponse positive à une interrogation et la réfé- rence N une réponse négative à une interrogation. En présence de cette interruption IR1(K) dans l'étape 330 on calcule les grandeurs de la pré-injection. On prédétermine pour cela la durée DVE(K) de la pré-injection en fonction de la quantité de carburant QK injectée et de la pression de carburant P. La distance ABVER(K) est prédétermi- née comme fonction fl au moins du régime N et d'autres gran-15 deurs telles que la quantité de carburant injectée QK. Cette valeur est de préférence extraite d'un champ de caractéristi- ques et/ou de champs de caractéristiques. Le début de la commande ABVE(K) de la pré- injection suivante est alors calculé à partir de la distance ABVER(K) et de la grandeur ABHEW(K-1). La grandeur ABHEW(K-1) est le début de la commande de l'injection principale, calcu- lé pour l'injection précédente. L'interrogation 340 suivante vérifie si l'in- terruption IR2(K) s'est produite. Dans l'affirmative, on cal- cule les grandeurs de l'injection principale dans l'étape 350. La durée DHE(K) de l'injection principale est prédéfinie en fonction de la quantité de carburant injecté QK et de la pression de carburant P. Puis on calcule la nouvelle valeur ABHEW(K) du début de commande souhaité comme fonction f2 au moins de la quantité de carburant injecté QK et du régime N. Cette grandeur donne le début souhaité de la commande de l'injection principale pour laquelle l'injection principale serait optimale pour ces conditions de fonctionnement. Puis on calcule la grandeur ABHEK(K); cette grandeur est fixe et égale à la valeur ABHEW(K-1). La grandeur ABHEK(K) correspond à la grandeur commandée par l'actionneur pour déclencher le début de l'injection principale. Au début de la commande de l'injection principale on utilise la valeur calculée pour l'injection précédente pour le début de la commande de l'injection principale précédente. Selon l'invention, on utilise deux débuts de com- mande différents pour l'injection principale. La première va- leur ABHEK correspond au signal de commande effectivement utilisé et tient compte de la distance nécessaire entre la pré-injection et l'injection principale. La seconde valeur ABHEW tient compte des conditions de fonctionnement modifiées à cet instant. Mais cette valeur n'est utilisée comme valeur de commande que pour l'injection suivante. Une première position angulaire du vilebrequin produit une première interruption IR1 déclenchant la défini- tion des premières grandeurs. Les premières grandeurs ABVE, DVE définissent le début et/ou la durée de la pré-injection. La grandeur DVE, qui définit la durée de la pré-injection, est utilisée pour la pré-injection suivante faisant suite à l'interruption IRl. La grandeur ABVE servant à la commande du début de la pré-injection est utilisée pour commander la pré- injection suivante après l'interruption. La seconde position angulaire du vilebrequin pro- duit une seconde interruption IR2 déclenchant la définition de seconde grandeur. Les secondes grandeurs ABHE, DHE défi- nissent le début et/ou la durée de l'injection principale. La grandeur DHE, qui définit la durée de l'injection principale, est utilisée pour l'injection principale suivante à la suite de l'interruption IR2. La grandeur ABHE servant à la commande du début de l'injection principale est utilisée seulement pour commander la seconde injection principale suivante après l'interruption. Ce moyen assure que pour les grandeurs DVE et DHE, définissant la durée de la pré-injection et/ou de l'injection principale, on utilise toujours les paramètres de fonctionnement les plus actuels. De plus cela garantit que la distance entre la pré-injection et l'injection principale correspond à la valeur souhaitée. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Procédé de commande du dosage du carburant d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que - pour une première position angulaire d'un vilebrequin et/ou d'un arbre à cames, on définit des premières grandeurs et pour une seconde position angulaire on définit des secondes grandeurs, - les premières grandeurs sont utilisées pour commander l'injection suivante et au moins une des secondes grandeurs est utilisée pour commander la seconde injection suivante. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première et/ou la seconde position angulaire sont suivies d'une interruption qui déclenche la définition de la première et/ou de la seconde grandeur. 3 ) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les grandeurs définissent au moins un début et/ou une durée de l'injection. 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les premières grandeurs servent à commander une première in- jection partielle. 5 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les secondes grandeurs servent à commander une seconde injec- tion partielle. 6 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les grandeurs qui définissent le début de la seconde injec- tion partielle sont utilisées pour commander la seconde in- jection suivante. 7 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la grandeur qui définit la durée de la seconde injection par- tielle est utilisée pour commander l'injection suivante. 8 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la première injection partielle est une pré-injection et la seconde injection partielle est une injection principale. 9 ) Dispositif de commande du dosage du carburant d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu' il comprend - des moyens qui, pour une première position angulaire d'un vilebrequin et/ou d'un arbre à cames, définissent des pre- mières grandeurs, et qui pour une seconde position angu- laire définissent des secondes grandeurs, - des moyens qui utilisent les premières grandeurs pour com- mander l'injection suivante, et des moyens qui utilisent au moins l'une des secondes grandeurs pour commander la se- conde injection suivante.