Brevet FR2799544A1 — publié le 20010413

PROCEDE DE MESURE DE LA PRESSION DE CARBURANT REGNANT DANS UN INJECTEUR ELECTROMAGNETIQUE DE CE CARBURANT DANS UN DES CYLINDRES D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A INJECTION DIRECTE La présente invention est relative à un procède de mesure de la pression de carburant régnant dans un injecteur électromagnétique de ce carburant dans un des cylindres d'un moteur à combustion interne à injection directe, les injecteurs associés auxdits cylindres étant alimentés en carburant par une rampe d'alimentation commune et leur temps d'ouverture calculé et commandé par un calculateur. on a représenté à la figure 1 du dessin annexe un dispositif d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne à injection directe, d'un type connu comprenant un réservoir 1 de carburant, une pompe 2 alimentee par le réservoir 1 et associée à un régulateur de pression 3 pour délivrer du carburant à une deuxième pompe 5 à travers un filtre 4, le carburant délivré par la pompe 2 étant porté à un premier niveau de pression supérieur à la pression atmosphérique, mais relativement bas, d' ' le nom de "pompe basse pression" donné à la pompe 2. La deuxième pompe 5 relève encore la pression du carburant jusqu'à un deuxième niveau supérieur au premier, convenant à l'alimentation d'injecteurs de carburant 61, 62, 63, 64 montés sur une rampe 7 d'alimentation en carburant des cylindres d'un moteur à combustion interne à injection directe (non représenté). La pression du carburant délivré par la pompe 5, dite "pompe haute pression", est fixée par un régulateur électromécanique 8, tel qu'une électrovanne commandée par un calculateur 9. Dans ce dernier cas, un capteur 10 délivre au calculateur 9 un signal représentatif de la pression du carburant contenu dans la rampe 7, pour permettre au calculateur d'assurer la régulation de la pression du carburant dans cette rampe au niveau prédéterminé requis. Le calculateur 9 est couramment constitue par le calculateur de gestion du fonctionnement du moteur, commandant entre autres les injecteurs 6i (i de 1 à 4 dans l'exemple représenté), et notamment le temps d'ouverture de ceux-ci. Le carburant non débité par les injecteurs 6i est renvoyé réservoir par un conduit 11, 12 mis à pression atmosphérique. La quantité de carburant qui doit être injectée par un injecteur particulier dans le cylindre associé du moteur calculée par le calculateur 9 en fonction d'un certain nombre de paramètres bien connus. Le calculateur détermine aussi le temps d'ouverture de l'injecteur est propre à assurer l'entrée dans le cylindre dl quantite de carburant prédéterminée. Ce temps d'ouverture est fonction de cette quantité mais aussi de la pression de carburant régnant dans la rampe 7, pression fluctue dans le temps malgré la présence du régulateur 8 Comme on l'a vu plus haut, celui-ci peut être constitué par une électrovanne commandée par calculateur 9, pour établir une fuite discontinue carburant, propre à assurer la régulation de la pression de carburant à un niveau prédéterminé. A chaque fois que l'un des injecteurs 6j s'ouvre pour introduire du carburant dans le cylindre associe, cette ouverture crée, dans la rampe 7, une deuxième fuite de carburant dont les conséquences sont illustrées à la figure 2. Sur cette figure, on a représenté en 6j le chronogramme d'ouverture de l'injecteur 6i considéré, pendant un temps Ti, et en P, le graphe de la pression P de carburant dans la rampe, observée pendant et autour de l'ouverture de cet injecteur. Comme illustré, après l'instant to d'ouverture de l'injecteur, la pression P dans la rampe tombe du fait de la fuite de carburant ainsi creée, et ceci éventuellement jusqu'à 1 instant tf to + Ti de fermeture de l'injecteur, la pression ne se rétablissant à son niveau stable antérieur qu'après un intervalle de temps supplémentaire. Pour tenir compte de cette chute de pression, on propose, dans le brevet français no 2 715 440 nom de la demanderesse, de mesurer continûment la pression régnant dans un injecteur de carburant pendant le temps d'ouverture de celui-ci de manière que le calculateur puisse déduire par intégration la quantité de carburant réellement injectée dans les cylindres pendant cette ouverture de l'injecteur, et de commander la fermeture ce dernier quand la quantité de carburant à introduire est atteinte. Ce procédé exige cependant que l'on opère mesure en continu de la pression de carburant dans la rampe ou, du moins que cette mesure soit réalisée avec une fréquence d'échantillonnage très élevée, compatible avec le temps ouverture très court des injecteurs (quelques ms). De surcroît, l'ouverture d'un injecteur électromagnétique exige courant électrique de grande intensité générateur de fortes perturbations électromagnétiques susceptibles de fausser le signal de mesure émis par le capteur pression 10 pendant cette ouverture. La présente invention a pour but de fournir un procédé permettant de mesurer avec une bonne precision la pression de carburant régnant dans un injecteur de ce carburant dans un moteur à combustion interne à injection directe, ce procédé ne présentant pas les inconvénients des procédés connus de la technique antérieure évoquée ci-dessus En particulier, la présente invention a pour but de fournir tel procédé qui autorise l'emploi d'une mesure de pression à fréquence d'échantillonnage courante, tout en étant insensible aux perturbations électromagnétiques régnant dans l'environnement du capteur de pression utilisé. On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un procédé de mesure de la pression de carburant régnant dans un injecteur électromagnétique de ce carburant dans un des cylindres d'un moteur à combustion interne à injection directe, les injecteurs associés auxdits cylindres étant alimentés en carburant par une rampe d'alimentation commune et leur temps ouverture calculé et commandé par un calculateur, ce procédé étant remarquable en ce que a) on détecte un recouvrement éventuel des temps d'ouverture d'au moins deux desdits injecteurs, b) en l'absence d'un tel recouvrement, on relève la pression du carburant dans la rampe en dehors du temps d'ouverture de l'injecteur considéré, c) en présence d'un tel recouvrement, on relève la pression du carburant à l'ouverture de 1 injecteur considéré, et d) on corrige la mesure relevée fonction d'une variation prédéterminée de la pression carburant, induite par l'ouverture du ou des ecteurs. Comme on le verra plus loin en détail ce procédé permet, à partir d'une mesure de pression fiable, car non perturbée, de connaître avec précision pression moyenne régnant dans un injecteur de carburant quand celui-ci débite du carburant. on peut alors régler avec précision le temps d'ouverture de l'injecteur, propre à lui faire débiter une quantité de carburant déterminée par le calculateur. Suivant une autre caractéristique du procédé selon l'invention, à l'étape d) ci-dessus, on retranche de la mesure relevée un décrément fonction de pression mesurée et/ou d'une estimation du temps d'ouverture de l'injecteur. Suivant une autre caractéristique de ce procédé, lorsqu'il est appliqué au calcul du temps d'ouverture des injecteurs du moteur, on ajoute au temps d'ouverture calculé sur la base de la pression relevée, un increment fonction du temps d'ouverture calculé et de la pression de carburant relevée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est un schéma d'un dispositif alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne à injection directe, décrit en préambule de la présente description et propre à la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, et - les figures 2 et 3 sont des graphes illustrant ce procédé. A titre d'exemple illustratif et non limitatif seulement, l'invention sera décrite dans son application a la commande d'un moteur à combustion interne à ection directe comptant quatre cylindres alimentés respectivement par les injecteurs 61,62 63 et 64. Suivant la présente invention, on distingue deux situations selon que, pendant l'ouverture de l'un ces ecteurs, celui-ci est seul ouvert ou que, au contraire, au moins un autre des injecteurs est ouvert également. La première situation est illustrée à la figure 2, déjà partiellement décrite en préambule de la présente description, et se rencontre notamment lorsque le régime du moteur est faible ou moyen et la charge du moteur faible ou modérée. Le temps d'injection Ti est alors court et la pression du carburant, qui varie à la baisse à l'ouverture de l'injecteur, ne peut se rétablir avant sa fermeture sous l'action du régulateur 8. Comme on 1 vu plus haut, le capteur 10 délivre au calculateur (9) signal électrique contenant une mesure de la pression de carburant dans la rampe 7. Cependant, pendant l'ouverture de l'injecteur 6i considéré, classiquement commandée par l'envoi d'un fort courant dans un bobinage électrique, le fort champ électromagnétique qui en résulte est susceptible de perturber le signal électrique relativement faible émis par le capteur, et donc de fausser la mesure de pression prise en compte par le calculateur pour régler le temps d'ouverture Ti de l'injecteur, fonction d'une quantité d'essence prédéterminée injecter dans le cylindre associé du moteur, cette quantité étant évidemment fonction de la pression du carburant et de ce temps d'ouverture. Suivant présente invention, on pallie cet inconvénient prerfai-i-t, pas en compte, dans l'évaluation de la pression du carburant, les mesures ainsi faussées et en procédant à cette évaluation par correction d'une mesure fiable. Plus précisement, le capteur de pression délivrant une mesure de la pression échantillonnée avec une période convenable, de 4 à 10 ms par exemple, compatible avec la précision à obtenir sur le réglage du temps d'ouverture des injecteurs, calculateur (9) élimine de ses calculs les échantillons de me sure de pression prélevés pendant le temps d'ouverture Ti de l'injecteur. De préférence, on élimine de même les é chantillons prélevés immédiatement après la fermeture de l'injecteur, pendant un intervalle de temps At supplémentaire propre à permettre au capteur 10 de délivrer de nouveau des échantillons de pression non perturbés et restabilisés. La pression à prendre en compte est alors calculée par le calculateur 9 à partir d'un échantillon de pression acquis, par exemple, antérieurement à l'instant to d'ouverture de l'injecteur, et corrigé en décrémentant convenablement la valeur ainsi acquise pour tenir compte du fait que, pendant le temps d'ouverture Ti de l'injecteur, la pression moyenne du carburant est abaissée par rapport à la pression mesurée antérieurement à l'ouverture de l'injecteur. L'amplitude du décrément à appliquer à la mesure peut être évaluée par des mesures au banc. Il est fonction, en particulier, du niveau de la pression P mesurée antérieurement à l'ouverture, et/ou d'une estimation du temps d'ouverture de l'injecteur, estimation obtenue par exemple calculant un temps d'ouverture de base à la pression de consigne appliquée au régulateur 8. Lorsque le moteur tourne à régime élevé et/ou sous forte charge, il peut y avoir recouvrement de plusieurs temps d'ouverture des injecteurs 6j du moteur, comme illustré à la figure 3 qui représente les chronogrammes d'ouverture de ces injecteurs et 'évolution consécutive de la pression P de carburant dans la rampe 7. Dans ce cas, les ouvertures successives des divers injecteurs font chacune chuter cette pression, qui tend à remonter ensuite, sous l'action régulateur 8, pour chuter de nouveau à l'ouverture suivante d'un injecteur. On observe cependant, en pratique qu'à tout instant, deux injecteurs au maximum sont ouverts simultanément, ce qui limite l'effet cumulatif perturbations de pression engendrées par leurs ouvertures successives. Le calculateur 9 détecte aisément une situation d'ouverture en recouvrement d'au moins deux injecteurs, en comparant la durée entre deux points morts haut (P.M.H.) successifs, connue par le régime du moteur, au temps d'ouverture de l'injecteur correspondant. Lorsque ce temps d'ouverture est supérieur à la durée de l'intervalle entre 2 PMH, le calculateur 9 diagnostique un recouvrement des temps d'ouverture d'au moins deux des injecteurs. Il n'est plus possible alors d'exclure les echantillons de pression de carburant émis pendant les temps d'ouverture des injecteurs. Suivant la présente invention, dans cette situation, calculateur 9 impose pour la mesure de la pression de carburant dans un injecteur, un échantillonnage cette mesure synchrone à l'ouverture dudit injecteur, cette ouverture intervienne seule ou pendant temps ouverture d'un autre injecteur, et corrige en le decrémentant l'échantillon sélectionné pour tenir compte la chute de pression moyenne du carburant résulte l'ouverture de l'injecteur considéré. Il est apparu en effet que c'est à l'ouverture de 'injecteur que l'échantillon de la pression delivrée est moins perturbé et donc le plus propre à approcher, après une décrémentation convenable, la pression moyenne dans l'injecteur considéré pendant l'ouverture de celui- Connaissant ainsi, en toutes circonstances, cette pression moyenne, le calculateur 9 peut ajuster convenablement durée d'ouverture Ti de chaque injecteur en commandant 'instant de sa fermeture. Plutôt que de décrémenter la pression tirée d'un échantillon de mesure de pression sélectionné comme indiqué ci-dessus, pour calculer cette pression moyenne puis le temps d'ouverture de l'injecteur, le calculateur 7 peut directement calculer ce temps d'ouverture en ajoutant, à un temps d'ouverture Ti calculé sur base la pression relevée, un incrément ATi fonction du temps d'ouverture calculé et de la pression relevee, cet incrément compensant la baisse de pression observee dans 'injecteur à la suite de l'ouverture de celui-ci. Il apparaît maintenant que l'invention permet bien atteindre le but annoncé à savoir assurer une commande précise du temps d'ouverture des injecteurs, à partir du prélèvement d'un échantillon non perturbé de la pression du carburant et d'une correction convenable dudit échantillon. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure de la pression de carburant régnant dans un injecteur électromagnétique (6i) de ce carburant dans un des cylindres d'un moteur à combustion interne à ' 'ection directe, les injecteurs (6i) associes auxdits cylindres étant alimentés en carburant par rampe d'alimentation (7) commune et leur temps d'ouverture (Ti) calcule et commandé par un calculateur (9), caractérisé en ce que : a) on détecte un recouvrement éventuel des temps d'ouverture d'au moins deux desdits injecteurs (6i), b) en l'absence d'un tel recouvrement, on relève la pression du carburant dans la rampe (7) en dehors du temps d'ouverture de l'injecteur considéré, c) en présence d'un tel recouvrement, on relève la pression du carburant à l'ouverture de l'injecteur considéré, et d) on corrige la mesure relevée en fonction d' variation prédéterminée de la pression de carburant induite par l'ouverture du ou des injecteurs (6i). 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'étape d), on retranche de mesure relevée un décrément fonction de la pression mesurée et/ou d'une estimation du temps d'ouverture (Ti) 3. Procédé conforme à la revendication 1, appliqué au calcul du temps d'ouverture (Ti) des injecteurs moteur, caractérisé en ce qu'on ajoute au temps d'ouverture calculé sur la base de la pression relevée un incrément (ATi) fonction du temps d'ouverture calculé et de la pression de carburant relevée. 4. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'étape b), on relève la pression de carburant par sélection d'un échantillon de mesure de cette pression, choisi parmi une suite de tels echantillons, en éliminant les échantillons prélevés pendant le temps d'ouverture des injecteurs. 5. Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la période d'échantillonnage est de à 10 ms environ. 6. Procédé conforme à la revendication caractérisé en ce que, à l'étape c), on impose échantillonnage synchrone à la commande d'ouverture de l'injecteur.