Brevet FR2864165A1 — publié le 20050624

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé pour déterminer un intervalle de transfert d'une pompe à haute pression dans un système de dosage de carburant, ainsi qu'un dispositif mettant en oeuvre le procé- s dé. Etat de la technique Dans les moteurs Diesel ou les moteurs à essence à injection directe, on utilise de manière caractéristique des pompes à haute pression sans retour qui établissent la pression de carburant nécessaire à l'injection. Un capteur de pression installé dans l'accumulateur de pression surveille la pression du carburant et fournit un signal de commande pour régler la pression du carburant par l'intermédiaire d'une soupape de commande de débit. Pour régler la pression du carburant, il faut commander des soupapes de commande de débit, en synchronisme angulaire pendant la course de transfert de la pompe à haute pression. Fréquemment la pompe à haute pression est montée sur l'arbre à cames ou est entraînée par celui-ci. En général, on définit la phase par l'intermédiaire d'une roue phonique de phase de l'arbre à cames et d'un capteur de phase et on se rapporte à la position angulaire du vilebrequin. Si le capteur de phase n'existe pas pour l'arbre à cames ou si l'on renonce à celui-ci, il faut prévoir d'autres moyens pour définir sans équivoque la phase. Selon le document DE 100 23 227 Al on connaît déjà un procédé pour déterminer la position d'un piston d'une pompe haute pres- Sion monocylindre d'un système de dosage de carburant avec un moteur à combustion interne à injection directe; les quantités transférées par la pompe à haute pression se règlent à l'aide d'une soupape de commande de débit, réglée. Si l'accumulateur de pression est rempli et que l'on a une pression de fonctionnement constante, on détecte la position de phase de la soupape de commande de débit à des intervalles réguliers à l'aide d'une impulsion commandée. Lorsque la pompe haute pression est dans sa course de transfert, en réaction à la commande impulsionnelle de la sou- pape de commande de débit on a une brève variation de la pression dans l'accumulateur de pression; au cours de la course d'aspiration, cette variation de pression n'existe pas. La brève variation de pression de la pression d'accumulation est mesurée et on détermine la position angulaire correspondante du vilebrequin. A partir d'un grand nombre de mesures, on a pu alors déterminer le début et la fin de la course de transfert par rapport à la position angulaire du vilebrequin. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne un procédé du type défini 5 ci-dessus, caractérisée en ce qu' on détermine une courbe de pression au moins pendant la mise en route du système de dosage de carburant, et on détermine l'intervalle de transfert de la pompe à haute pression à l'aide de cette courbe de pression. Vis-à-vis de l'état de la technique, le procédé de l'invention à l'avantage de pouvoir déterminer l'intervalle de transfert d'une pompe à haute pression dès la mise en route de cette pompe en utilisant la courbe de pression de la pompe. De plus cela permet avantageusement de définir la position de l'arbre d'entraînement de la pompe à haute pression ou la position de l'intervalle de transfert sans nécessiter de capteurs de phase supplémentaires sur l'arbre d'entraînement. De façon avantageuse, on définit le début de l'intervalle de transfert par l'instant auquel la courbe de pression passe d'un plateau de pression à une remontée de pression, la fin de l'intervalle de transfert étant l'instant auquel la courbe de pression passe d'une montée en pression dans un plateau de pression. Selon un autre mode de réalisation avantageux, on forme la dérivée première en fonction du temps de la courbe de pression de la pompe à haute pression. L'instant auquel la dérivée première en fonction du temps passe au-dessus d'un seuil est pris comme début de l'intervalle de transfert; l'intervalle auquel la première dérivée en fonction du temps passe en dessous de ce seuil est défini comme fin de l'intervalle de transfert. De plus on utilise des seuils différents pour le début et la fin de l'intervalle de transfert. Selon un mode de réalisation avantageux, du dispositif selon l'invention, l'arbre d'entraînement de la pompe à haute pression est lié par un rapport de démultiplication fixe, au vilebrequin d'un moteur thermique; le début et la fin de l'intervalle de transfert sont définis ainsi par rapport à la position angulaire du vilebrequin. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un système de dosage de carburant, - la figure 2 montre un diagramme de l'évolution schématique de la pres- sion dans une pompe à haute pression en fonction du temps, - la figure 3 montre un diagramme de la première dérivée de la courbe de pression de la figure 2 en fonction du temps. Description de modes de réalisation La figure 1 montre schématiquement un système de dosage de carburant 1 comme environnement technique du procédé de l'invention. Une pompe à carburant 10 fournit du carburant d'un réservoir 60 à une pompe à haute pression 30. La pompe à haute pression 30 alimente à son tour le côté haute pression situé en aval d'un accumulateur de pression 40 permettant d'alimenter en carburant plusieurs injecteurs 50. En amont et en aval de la pompe à haute pression 30 on a des clapets ou des clapets ou soupapes antiretour 35, 36 interdisant tout retour de carburant vers la zone basse pression. En parallèle à la pompe haute pression 30 on a une soupape de commande de débit 20; dans celle-ci, une première conduite de liaison est reliée à la zone basse pression entre la pompe à carburant 10 et le clapet antiretour 35; une seconde conduite de liaison est reliée à la zone haute pression entre la pompe haute pression et le clapet antiretour 36. La soupape de commande de débit 20 per-met en cas de demande de carburant à la zone haute pression, de fournir du carburant vers la zone basse pression ce qui permet de régler à la fois le débit de carburant de la pompe haute pression et ainsi également la pression dans l'accumulateur de pression 40. Un capteur de pression 80 équipe la zone haute pression. Ce capteur transmet un signal de pression vers un appareil de commande 90 qui commande à l'aide du signal de pression et le cas échéant en tenant compte d'autres signaux, valeurs de mesure ou conditions, la soupape de commande de débit 20 pour la régu- lation en pression. Suivant la réalisation, la pompe haute pression, la soupape de commande de débit et aussi les soupapes ou clapets antiretour peuvent être installés dans un même boîtier de pompe. De façon caractéristique, par exemple dans le cas de l'injection directe d'essence (IDE) on utilise des pompes haute pression sans retour qui fournissent la pression de carburant nécessaire à l'injection allant jusqu'à 200 bars. Pour réguler le débit de la pompe haute pression et ainsi également la pression dans l'accumulateur de pression, il est nécessaire de commander la soupape de commande de débit en phase d'alimentation ou pendant la course d'alimentation de la pompe haute pression. Comme de telles régulations se font de manière caractéristique en fonction de la position angulaire du vilebrequin, il est avantageux de référer également la phase à cette position angulaire. Dans un exemple de réalisation selon l'invention, la sou-pape de commande de débit 20 est fermée en permanence pendant le démarrage du moteur. Ainsi à chaque course de came ou chaque course de transfert, on fournit du carburant à l'accumulateur de pression 40 dont la pression augmente. La figure 2 montre schématiquement une courbe de pression 100 ou augmentation de pression caractéristique d'une pompe à haute pression monocylindre. Pendant la phase d'aspiration, lorsque le piston de pompe se déplace de son point mort haut (PMH) vers son point mort bas (PMB), la pression reste pratiquement constante dans la plage à haute pression. Si ensuite le piston dépasse le point mort bas (PMB), on a le début de la phase de transfert (t_deb) et la pression augmente du côté haute pression. Lorsque le piston de la pompe atteint de nouveau son point mort haut (PMH), cela correspond à la fin de la phase de transfert (t_fin) et la pression ne continue pas d'augmenter mais reste constante pendant la phase d'aspiration, à un niveau de pression ou plateau de pression jusqu'à ce que recommence une phase de transfert. La phase de transfert ou l'intervalle de transfert de la pompe à haute pression peut ainsi se déterminer de façon avantageuse à partir de l'évolution ou chronogramme de pression de la pompe à haute pression pendant la mise en route du moteur ou du système de dosage de carburant. L'instant ainsi obtenu pour le début t_deb et/ou la fin t_fin de l'intervalle de transfert peuvent ainsi être définis par rapport aux positions angulaires de l'arbre relié à la pompe haute pression. D'une manière caractéristique, on définit la position de]l'intervalle de transfert en fonction de l'angle du vilebrequin. Si la pompe haute pression est entraînée par l'arbre à cames dont la vitesse de rotation est dans le rapport 2:1 vis-à-vis du vilebre- quin, il suffit de définir une fois le début ou la fin de l'intervalle de transfert par rapport au vilebrequin. Si]l'on connaît la position du vilebrequin on connaît ainsi également la position de l'intervalle de transfert de la pompe à haute pression (c'est-à-dire la phase). Si toutefois la pompe haute pression est entraînée par un arbre lié selon un rapport non entier à la vitesse du vilebrequin par exemple un arbre de compensation ayant un rapport de démultiplication de 0,83, la phase ne correspondra plus à une position déterminée du vilebre- quin. Au contraire la phase se décale à chaque rotation du vilebrequin. Ainsi la phase de la pompe haute pression ne peut plus se définir uniquement à partir de la position angulaire du vilebrequin. Comme selon l'invention l'intervalle de transfert se définit dès le démarrage du moteur à combustion interne ou la mise en oeuvre du système de dosage du carburant, il est possible de façon avantageuse, déjà avant de commander la soupape de commande de débit ou les injecteurs, et de déterminer la position de l'intervalle de transfert par rapport à la position actuelle du vilebrequin. Les positions des autres intervalles de transfert découlent alors du rapport de démultiplication connu entre l'arbre d'entraînement et le vilebrequin. L'existence d'un déphasage peut être pris en compte de façon simple à l'aide d'un appareil de commande. Si on utilise une pompe à haute pression selon l'exemple évoqué ci-dessus reliée à un arbre de compensation avec un rapport de démultiplication de 0,83, entre le début d'un premier intervalle de transfert et le début d'un intervalle de transfert suivant, le vilebrequin décrit un angle d'environ 300 . La phase se décale ainsi à chaque rotation du vilebrequin d'environ 60 . La figure 3 montre une possibilité pour déterminer par le calcul la position de l'intervalle de transfert à partir de la courbe de pres- Sion. Le diagramme montre schématiquement la première dérivée 200 de la courbe de pression 100 de la figure 2 en fonction du temps pendant la phase d'admission (ou aspiration) la pression est pratiquement constante si bien que la dérivée 200 prend la valeur 0 ou une valeur proche de 0. Comme début t deb de l'intervalle de transfert on définit ainsi l'instant auquel la première dérivée en fonction du temps dépasse un seuil, comme fin t_fin de l'intervalle de transfert, à l'instant auquel la première dérivée en fonction du temps 200 passe en dessous du seuil SW. Un seuil élevé limite certes la durée de l'intervalle de transfert ainsi déterminé mais sa détermination est moins sujette à des variations de pression occasionnées pendant le fonctionnement. On peut notamment prévoir que pour le début et la fin de l'intervalle de transfert on utilise des seuils différents. Il est par exemple possible de fixer un intervalle de transfert qui se situe à l'extérieur d'une première montée en pression. On peut en outre prévoir d'exploiter d'autres dérivées de la courbe de pression. On peut également tenir compte d'éventuels temps morts lors de l'établissement de la pression. Selon la présente description, la course de transfert correspond au mouvement du piston de la pompe entre son point mort bas (PMB) et son point mort haut (PMH). Comme lors du passage du point lo mort bas on ne s'attend pas nécessairement à une augmentation de pression dans l'accumulateur de pression, le début de l'intervalle de transfert et le début de la course de transfert peuvent légèrement différer l'un de l'autre. En principe, la longueur de l'intervalle de transfert et la course de transfert sont considérées comme identiques. Ce n'est que pour des ex- ploitations choisies de manière spéciale ou des procédés de sélection que l'on obtient une différence. Ainsi, la figure 3 laisse apparaître que déjà en dessous du seuil fixé SW, la pression commence à monter. Ainsi, l'intervalle de transfert se situe certes dans les limites de la course de transfert mais celle-ci ne correspond pas exactement aux limites de la course de transfert. Partant d'un certain intervalle de transfert, on peut à la demande déterminer également la course de transfert précise et ainsi la phase du point mort haut et du point mort bas de la pompe haute pression. Selon un autre exemple de réalisation, on exploite la courbe de pression d'une pompe à haute pression à plusieurs cylindres et on dé-finit la phase correspondante. REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour déterminer un intervalle de transfert d'une pompe à haute pression dans un système de dosage de carburant, caractérisé en ce qu' on détermine une courbe de pression au moins pendant la mise en route du système de dosage de carburant, et - on détermine l'intervalle de transfert de la pompe à haute pression à l'aide de cette courbe de pression. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine la courbe de pression dans une plage haute pression. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' - on détermine l'instant auquel la courbe de pression passe d'un plateau de pression à une montée en pression comme début t_deb de l'intervalle de transfert, et - on définit l'instant auquel la courbe de pression passe d'une montée en 20 pression à un plateau de pression comme fin t_fin de l'intervalle de transfert. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' - on forme une dérivée première de la courbe de pression en fonction du temps, - on détermine l'instant auquel la dérivée première en fonction du temps est supérieure à un seuil, comme début t_deb de l'intervalle de transfert, et - on définit l'instant auquel la dérivée première en fonction du temps est inférieure au seuil, comme fin t_fin de l'intervalle de transfert. 5 ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on utilise des seuils différents pour le début et la fin de l'intervalle de transfert. 6 ) Dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'arbre d'entraînement de la pompe à haute pression est lié par un rap-5 port de démultiplication fixe, au vilebrequin d'un moteur thermique, et - on détermine le début ou la fin de l'intervalle de transfert par rapport à la position angulaire du vilebrequin.