Brevet FR2905415A1 — publié le 20080307

L'invention concerne un procédé de commande d'un moteur à combustion interne. Il est bien connu que de tels moteurs peuvent comprendre notamment une pompe haute pression (HP) à carburant et son actuateur haute pression, une ligne d'échappement pourvue d'un catalyseur et/ou d'un filtre à particules, ainsi qu'une rampe d'injection commune à laquelle est reliée une série d'injecteurs de carburant. Par ailleurs, on sait que pour répondre à des normes antipollution et réduire les émissions dans l'air de particules générées par la combustion, on équipe typiquement les moteurs diesel de filtre à particules. Le rôle de fonctionnement d'un tel filtre est de retenir les particules concernées. Mais ces filtres s'encrassent et nécessitent des phases de régénération. Pour régénérer dans des conditions jugées appropriees, le moteur doit supporter une charge suffisante pour assurer une thermique assez élevée dans la ligne d'échappement. Pour mémoire, on rappellera que la charge d'un moteur est le rapport du travail fourni par ce moteur à un certain régime moteur sur le travail maximal possible à ce régime. Il est en pratique assez difficile de régénérer le 25 filtre à particules dans certaines situations, par exemple lors d'un roulage en milieu urbain. D'autre part, le catalyseur, destiné typiquement à traiter certaines émissions polluantes tels les hydrocarbures imbrûlés, nécessite lui aussi une 30 température assez élevée pour fonctionner de manière optimale. Sa montée en température doit donc être rapide, 2905415 2 voire la plus rapide possible, par exemple lors d'un démarrage à froid du moteur. Une charge moteur élevée, qui se traduit par une thermique à l'échappement également élevée, est donc 5 profitable à un bon fonctionnement du catalyseur et permet de réduire les émissions polluantes du moteur. On sait qu'une solution pour accroître la charge du moteur, sans pour autant augmenter la vitesse du véhicule, est d'augmenter le couple résistant appliqué à 10 ce moteur. On peut par exemple faire débiter l'alternateur, en utilisant certains organes consommateurs d'énergie électrique, comme le moto-ventilateur, ou encore déclencher l'opération dégivrage des vitres . 15 La charge du moteur peut également être prélevée sur un alterno-démarreur, ainsi que le propose FR-A-2 816 663. Un problème persistant est malgré tout que la puissance utilisable sur le véhicule est conditionnée par 20 le type d'organe consommateurs d'énergie électrique utilisés. Par ailleurs, certains de ces organes consommateurs d'énergie électrique ne peuvent pas être utilisés sans nuire aux usagers, ou au moins les perturber. On pense par exemple à une ouverture des vitres électriques, à un décapotage de toit sur un véhicule convertible, au lancement à son régime maximum d'un chauffage ou d'une climatisation.... Un objet de l'invention est d'apporter une solution à tout ou partie des problèmes évoqués ci-avant, en proposant une solution simple, fiable, performante, relativement économique en termes de consommation 2905415 3 d'énergie et qui ne perturbe pas l'utilisateur du véhicule, ni le fonctionnement de ce véhicule. Dans ce contexte, il est proposé que le procédé de commande du moteur tel que précité soit tel que, lors de 5 phases de régénération du filtre à particules et/ou lors de phases de montée en température du catalyseur, on augmente le débit de carburant traversant la pompe haute pression, ou on établit ce débit à la capacité maximum de cette pompe haute pression, favorisant ainsi l'importance 10 du couple nécessaire à son entraînement. Sur un moteur équipé donc d'un catalyseur à filtre à particules, un aspect de l'invention concerne l'application du procédé présenté ci-dessus à un moteur à rampe commune d'injecteurs pourvue d'au moins une dite 15 pompe haute pression commandée pour travailler à augmenter le couple nécessaire à l'entraînement du moteur lors des phases de fonctionnement précitées. Pour cela, on conseille, dans le cadre de l'invention, d'adjoindre à une telle pompe haute 20 pression, un actuateur basse pression qui régule le débit de carburant, l'actuateur haute pression, situé en sortie de la pompe HP, ajustant la pression dans la rampe commune, en fonction de tout ou partie des paramètres suivants : débit de carburant refoulé par la pompe à 25 carburant vers l'actuateur HP, quantité de carburant injecté par des injecteurs reliés à la dite rampe commune, fuite à l'endroit de ces injecteurs. Favorablement, lors des phases précitées de régénération et/ou d'augmentation en température du 30 catalyseur, on ouvrira l'actuateur basse pression totalement, de manière à ce que le débit maximum autorisé de carburant circule dans la pompe HP. 2905415 4 Dans un mode favorable de réalisation, on prévoit par ailleurs de disposer l'actuateur haute pression directement sur la rampe commune. D'autres caractéristiques et avantages de 5 l'invention apparaîtront encore de la description d'un mode préféré de réalisation fournie ci-après, en référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels : - la figure 1 schématise un circuit de circulation 10 de carburant en relation avec une rampe commune d'injecteurs et en présence d'actuateurs basse pression et haute pression, - la figure 2 est un schéma bloc complémentaire. La présente invention propose donc d'augmenter le 15 débit de carburant traversant une pompe haute pression 11 sur un moteur à combustion interne 3, ici un moteur diesel, de manière à augmenter le couple nécessaire à l'entraînement du moteur, et donc la charge de ce dernier, lors de phases de régénération du filtre à 20 particules 5 (voir figure 2) et/ou lors de phases de montée en température du catalyseur 6, par exemple juste après le démarrage du moteur. Typiquement, le catalyseur et le filtre à particules sont montés en série. Figure 1, on voit donc un exemple de circuit de 25 carburant haute pression, du type à rampe d'injections commune, connu également sous sa dénomination anglo-saxonne common rail auquel la présente invention est applicable, en particulier. La pression du carburant dans la rampe d'injection 30 7 est fonction du positionnement de l'actuateur haute pression 1, ainsi que de celle de l'actuateur basse pression 9 disposés respectivement juste en aval et juste 2905415 5 en amont de la pompe 11, ici dénommée pompe haute pression (HP). Les deux actuateurs 1 et 9 sont de préférence commandés par un calculateur électronique 12 embarqué sur 5 le véhicule pourvu du moteur 3. Ici, l'actuateur haute pression 1 est donc disposé juste en sortie de la pompe 11. On peut préférer que cet actuateur haute pression soit positionné sur la rampe commune 7, en particulier à l'endroit de son entrée 7a, 10 juste avant la distribution du carburant vers les différents injecteurs schématisés ici 13a, 13b, 13c et 13d, reliés chacun à la rampe par un conduit haute pression, tel que 15 pour l'injecteur 13a. Figure 1, les deux actuateurs, haute pression et 15 basse pression, sont reliés à un réservoir à carburant 17, respectivement par un conduit de recirculation 19a, 19b permettant de renvoyer vers le réservoir 17 le surplus de carburant considéré. Par ailleurs, l'actuateur basse pression 9 est 20 alimenté en entrée avec du carburant provenant de ce réservoir 17, via la conduite d'alimentation en carburant 21. Au-delà de l'actuateur haute pression 1, un conduit haute pression 23 amène la quantité de carburant 25 qu'a laissée passer l'actuateur 1 vers l'entrée de la rampe commune d'injecteurs 7. A partir du schéma de la figure 1, on comprend que l'actuateur basse pression 9 régule le débit de carburant traversant la pompe 11 en provenance du conduit 21. 30 L'actuateur haute pression 1 ajuste la pression dans la rampe commune 7, en fonction du débit refoulé par la pompe, via les conduites 19a, 19b, des quantités de 2905415 6 carburant réellement injectées par les injecteurs dans les cylindres, symbolisés en 25 sur la figure 2 où parvient donc non seulement du carburant, via les injecteurs de la rampe commune, mais également du 5 comburant, par chaque conduite d'admission d'air 27. On notera que la pression de carburant dans la rampe commune 7 prend typiquement également en compte les éventuelles fuites de carburant pouvant survenir au niveau des injecteurs. 10 Pour adapter cette pression, on peut en particulier avoir recours à un capteur de pression 29 prévu pour détecter la pression à l'endroit de la rampe commune 7 et pour fournir des données de pression au calculateur 12. 15 Conformément au procédé de fonctionnement conseillé dans le cadre de présente invention, on va chercher à augmenter le débit de carburant pour faire fonctionner la pompe haute pression 11 avec un débit plus élevé que celui auquel elle fonctionnait à l'instant 20 précédent, ou bien à son débit maximum. En particulier, on prévoit d'ouvrir totalement l'actuateur basse pression 9, lors des phases de régénération du filtre à particules 5 et/ou lors des phases de montée en température du catalyseur 6 sur la 25 ligne d'échappement 33 que l'on voit, figure 2, reliée en sortie des cylindres 25, de manière à conduire à l'atmosphère les rejets de combustion de moteur. Ainsi, la pompe haute pression 11 va typiquement fonctionner avec un débit de carburant maximum. 30 Dans ces conditions, le travail de compression à fournir par la pompe, et donc son couple d'entraînement, va être maximum (le régime de la pompe étant directement 2905415 7 lié à celui du moteur), ce qui va permettre d'augmenter la charge du moteur 3, et donc la thermique d'échappement dans la ligne 33 par rapport à une situation ne favorisant pas le couple d'entraînement du moteur. 5 On aura remarqué que, dans ce qui vient d'être présenté, la pression dans la rampe commune 7 est prévue pour être régulée uniquement par l'actuateur haute pression 1, et non à la fois par cet actuateur haute pression et par le débit de carburant traversant la pompe 10 HP, après être passé dans l'actuateur basse pression 9, comme dans des cas connus. On sait par ailleurs que sur certains circuits à rampe commune 7, le débit de carburant traversant la pompe HP est régulé par un seul actuateur situé en entrée 15 de la pompe, comme ici l'actuateur basse pression 9. Dans ce cas, il est nécessaire d'adjoindre à cette pompe un actuateur haute pression, à l'image de l'actuateur 1, pour pouvoir appliquer les considérations qui prévalent ici. 20 REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un moteur à combustion interne comprenant une pompe haute pression à carburant (11) et son actuateur haute pression (1), une ligne d'échappement (33) pourvue d'un catalyseur et/ou d'un filtre à particules, caractérisé en que, lors de phases de régénération du filtre à particules (5) et/ou lors de phases de montée en température du catalyseur, on augmente le débit de carburant traversant la pompe haute pression (11), ou on établit ce débit à la capacité maximum de la pompe haute pression (1), favorisant ainsi l'importance du couple nécessaire à son entraînement. 2. Application du procédé selon la revendication 1 à un moteur (3) à rampe commune (7), dans laquelle on utilise au moins ledit actuateur haute pression (1) en tant qu'actuateur fonctionnant avec ladite pompe à carburant (11). 3. Application selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on adjoint à l'actuateur haute pression (1), un actuateur basse pression (9) qui régule le débit de carburant, l'actuateur haute pression (1) ajustant la pression dans la rampe commune (7), en fonction de tout ou partie des paramètres suivants : débit de carburant refoulé par la pompe à carburant (11) vers l'actuateur haute pression(l), quantité de carburant injecté par des injecteurs (13a, 13b, 13c, 13d) reliés à la dite rampe commune (7), fuite à l'endroit des injecteurs. 4. Application selon la revendication 3, caractérisée en ce que, lors des dites phases de 2905415 9 régénération ou d'augmentation de température, on ouvre totalement l'actuateur basse pression (9). 5. Application selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisée à ce qu'on dispose 5 l'actuateur haute pression (1) sur la rampe commune (7). 6. Application selon l'une quelconques des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'on régule la pression dans la rampe commune (7) uniquement par l'actuateur haute pression (1).