Brevet FR2806549A1 — publié le 20010921

L'invention concerne un procédé de commande d'un organe de réglage capacitif, notamment pour un injecteur de carburant à actionnement piézoélectrique d'un moteur à combustion interne, selon lequel une quantité d'énergie Ev est associée à une course de travail préfixée de l'injecteur et, lors d'une opération d'injection de carburant, I'organe de réglage parcourt une course à vide avant l'actionnement de l'injecteur. Un organe de réglage capacitif est constitué de multiples couches piézocéramiques; il modifie ses dimensions, notamment sa longueur, lors de l'application d'une tension. Les propriétés électriques d'un tel organe de réglage varient avec la température à laquelle il est soumis. Par DE 196 44 521 A1, il est connu de commander un organe de réglage piézoélectrique au moyen d'une quantité d'énergie constante, afin d'obtenir une course d'injecteur constante dans la fourchette de températures dans laquelle on fait fonctionner des injecteurs de carburant à actionnement piézoélectrique d'un moteur à combustion interne. Dans le cas d'un injecteur de carburant à actionnement piézoélectrique, un organe de réglage exerce une pression, soit directement, soit par l'intermédiaire de moyens de démultiplication à levier, sur une valve haute pression qui se trouve de ce fait ouverte et commande de cette manière l'injection de carburant dans la chambre de combustion d'un cylindre du moteur à combustion interne. En raison de tolérances de fabrication relativement grandes de tels organes de réglage, il est nécessaire de prévoir, entre l'organe de réglage et le poussoir de valve, une "course à vide" (c'est-à-dire un espacement dans l'état de repos) de quelques pm qui doit d'abord être parcourue lors d'un actionnement de l'injecteur avant que le mouvement de valve ne commence. Cette course à vide, initialement d'environ 3 pm, augmente avec la durée de vie de l'injecteur de carburant, du fait de l'usure, jusqu'à environ pm. Etant donné que seule la course totale de l'organe de réglage (au maximum d'environ 40 pm) peut être réglée, une augmentation de la course à vide entraîne une réduction de la course d'injecteur et donc une quantité d'injection de carburant de plus en plus faible lorsque l'usure de l'injecteur progresse. Cela crée une altération croissante du comportement de l'injecteur, ce qui entraîne des émissions de gaz d'échappement accrues et un confort de conduite moins bon. L'invention a pour but de fournir un procédé de commande d'un organe de réglage capacitif qui assure une course d'injecteur constante pendant toute la durée de vie de l'organe de réglage. A cet effet, I'invention a pour objet un procédé de commande d'un organe de réglage capacitif, du type générique défini en introduction, caractérisé en ce que, lors d'une opération de commande, il est envoyé à l'organe de réglage une quantité d'énergie E qui correspond à la somme E = Ev + EL de la quantité d'énergie Ev nécessaire pour la course de travail préfixée de l'injecteur et d'une quantité d'énergie EL nécessaire pour I'exécution de la course à vide. Le procédé conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - la quantité d'énergie EL nécessaire pour l'exécution de la course à vide est déterminée comme étant la quantité d'énergie EL = Q*U/2, envoyée à I'organe de réglage après l'augmentation de laquelle la capacité C = Q/U de l'organe de réglage devient brusquement plus faible, - une quantité de charge préfixée AQ est envoyée à l'organe de réglage à certains intervalles de temps, puis, chaque fois, la capacité C est déterminée suivant la formule C = AQ/U, - la détermination de la quantité d'énergie EL nécessaire pour l'exécution de la course à vide a lieu pendant des arrêts de fonctionnement de l'organe de réglage - dans le cas d'un véhicule, après la mise en circuit de la tension de fonctionnement et avant le démarrage du moteur ou lors d'un fonctionnement en régime de coupure d'injection en décélération. L'invention est exposée ci-après en détail en regard d'un dessin schématique. La figure unique représente schématiquement un organe de réglage piézoélectrique P qui, lorsqu'il est commandé, parvient, après avoir franchi une course à vide sL sur un poussoir de valve S d'un injecteur de carburant non représenté et déplace celui-ci (course d'injecteur) à l'encontre d'une force opposée F due à la pression de carburant, de sorte que l'injecteur de carburant est ouvert et que du carburant est injecté dans un cylindre d'un moteur à combustion interne. Un organe de réglage capacitif P se comporte en principe comme un condensateur électrique et se dilate lors de l'application d'une charge électrique Q. Sa capacité C correspond au rapport de la charge Q appliquée et de la tension U à ses bornes: C = Q/U Le courant I envoyé à l'organe de réglage est alors intégré (la charge Q correspond à l'intégrale du courant vis-à-vis du temps) et est divisé par la tension U à ses bornes: Q =l Idt --> C =Idt/U L'énergie E envoyée à l'organe de réglage P est alors: E = Q*U/2 = U/2 * J Idt Il a été établi que la capacité de l'organe de réglage P dépend essentiellement de ce qu'il peut se déplacer librement ou de ce qu'il doit I'emporter sur une force opposée F lorsqu'il actionne la valve derrière laquelle il peut par exemple régner, dans le cas d'une injection à rampe commune Diesel, une pression de carburant pouvant atteindre 1500 bars. Si, dans le cas d'une course à vide SL, un organe de réglage P a par exemple une capacité C de 6pF, cette valeur diminue par exemple jusqu'à 5 pF dans le cas d'une course de valve Sv à l'encontre d'une pression de carburant de rampe (force opposée F) de 1000 bars et continue de diminuer lorsque la pression de carburant de rampe croît. Etant donné que cette force opposée F1 apparaît brusquement lorsque l'organe de réglage P se dilate, la capacité C de l'organe de réglage P diminue brusquement. La figure représente la capacité C de l'organe de réglage P, en fonction de la course s, qui diminue brusquement une fois qu'il a franchi la course à vide SL. Grâce à cette détermination, l'énergie EL dont l'organe de réglage P a besoin pour franchir la course à vide est simple à déterminer: on augmente la charge Q envoyée à l'organe de réglage P et on mesure la tension U à ses bornes jusqu'à ce que la capacité C = Q/U déterminée à partir de ces valeurs chute (devient plus faible) brusquement. La quantité d'énergie envoyée à l'organe de réglage P avant la chute de capacité est l'énergie de course à vide EL. Celle-ci est déterminée à des intervalles assez grands, par exemple pendant des arrêts de fonctionnement de l'organe de réglage, dans le cas d'un véhicule automobile après la mise en circuit de la tension de fonctionnement et avant un démarrage du moteur ou dans le cas d'un fonctionnement en régime de coupure d'injection en décélération, et elle est ajoutée par une commande de moteur non représentée à l'énergie Ev préfixée pour une ouverture d'injecteur (course d'injecteur sv) déterminée: E = Ev + EL A la place d'une augmentation continue de la quantité de charge Q et d'une détermination continue de la capacité C, il est également possible d'envoyer à l'organe de réglage P chaque fois, à certains intervalles dans le temps, une quantité de charge préfixée AQ, puis de déterminer la capacité suivant la formule C = AQ/U, etc., jusqu'à ce que la valeur de capacité C déterminée soit brusquement nettement plus faible que la valeur précédemment déterminée. De cette manière, la course à vide s, qui croît du fait de l'usure est exactement compensée et une course d'injecteur sv constante sur toute durée de vie de l'injecteur de carburant est obtenue comme condition préalable à une quantité d'injection de carburant constante. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un organe de réglage capacitif (P), notamment pour un injecteur de carburant à actionnement piézoélectrique d'un moteur à combustion interne, selon lequel une quantité d'énergie Ev est associée à une course de travail préfixée (sv) de l'injecteur et, lors d'une opération d'injection de carburant, I'organe de réglage (P) parcourt une course à vide (SL) avant l'actionnement de l'injecteur, caractérisé en ce que, lors d'une opération de commande, il est envoyé à l'organe de réglage (P) une quantité d'énergie E qui correspond à la somme E = Ev + EL de la quantité d'énergie Ev nécessaire pour la course de travail préfixée (sv) de l'injecteur et d'une quantité d'énergie EL nécessaire pour l'exécution de la course à vide (s). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité d'énergie EL nécessaire pour l'exécution de la course à vide (sL) est déterminée comme étant la quantité d'énergie EL = Q*U/2, envoyée à l'organe de réglage (P) après l'augmentation de laquelle la capacité C = Q/U de l'organe de réglage (P) devient brusquement plus faible. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'une quantité de charge préfixée AQ est envoyée à l'organe de réglage (P) à certains intervalles de temps, puis, chaque fois, la capacité C est déterminée suivant la formule C = AQ/U. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la détermination de la quantité d'énergie EL nécessaire pour l'exécution de la course à vide (sL) a lieu pendant des arrêts de fonctionnement de l'organe de réglage (P) - dans le cas d'un véhicule, après la mise en circuit de la tension de fonctionnement et avant le démarrage du moteur ou lors d'un fonctionnement en régime de coupure d'injection en décélération.