Brevet FR3011279A1 — publié le 20150403

MOTEUR A COMBUSTION DE VEHICULE AUTOMOBILE A INJECTION AMELIOREE [0001] L'invention concerne le pilotage de l'injection de carburant dans les moteurs à combustion de véhicules automobiles, notamment lors du démarrage du véhicule. [0002] Le processus de démarrage d'un moteur à combustion est une succession d'évènements qui commence par l'activation du démarreur jusqu'à l'obtention d'un régime stabilisé du moteur. On peut noter deux phases principales dans ce processus de démarrage. Une première phase est la phase de départ qui correspond à la montée en régime depuis le régime donné par le démarreur jusqu'au régime de ralenti. La seconde phase est la phase après-départ laquelle s'étend sur une trentaine de secondes après la phase de départ. Durant cette phase, la température des pièces de la chambre de combustion évolue très rapidement. [0003] Pendant la phase de départ, une fois que le moteur est synchronisé, c'est-à-dire une fois que le calculateur a bien repéré le point mort haut de combustion du cylindre sur lequel doit être effectuée l'injection, et une fois que la pression dans le rail d'injection est atteinte, une quantité de carburant est injectée dans la chambre pour créer la combustion. La quantité qui est injectée doit être correctement dimensionnée pour assurer une richesse qui permette la combustion d'un mélange air/carburant ayant une richesse comprise typiquement entre 0.8 et 1. [0004] Les systèmes d'injection actuels sont basés sur le pilotage de l'injecteur en temps de commande, par une impulsion électrique aux bornes de l'injecteur. La quantité injectée dans le moteur dépend de beaucoup de paramètres et notamment de la pression en amont de l'injecteur ainsi que du temps de commande de l'injecteur. Le calculateur embarque une table de conversion exprimant la quantité injectée en fonction du temps de commande de l'injecteur et de la pression dans le rail dans le cas d'un moteur à injection directe. Cette table est établie dans différentes conditions de fonctionnement, notamment à froid, c'est-à-dire à température de liquide de refroidissement froide, et à chaud, c'est-à-dire à température de liquide de refroidissement chaude, mais toujours lorsque la température de l'injecteur est stabilisée. [0005] Au début d'une phase de départ, la température de l'injecteur peut prendre des valeurs très variables. Ainsi la température moyenne de la pièce complète peut aller de 30°C en dessous de zéro jusqu'à la température maximale atteignable du liquide de refroidissement, en fonction des conditions d'utilisation du moteur, et notamment selon que le départ a lieu après une plus ou moins longue stabilisation du moteur. [0006] Durant la phase de départ, l'injecteur est soumis à des contraintes thermomécaniques très fortes compte tenu des pressions d'injection appliquées. Si bien que lorsqu'il est sollicité pour injecter, la température de la partie débitante de l'injecteur évolue très vite. De ce fait la quantité réelle injectée pour un temps de commande donné et pour une pression donnée ne correspond pas aux valeurs de la table citée ci-dessus. Dans ces conditions, on doit adapter la quantité injectée pour chaque situation de condition thermique et pour chaque type d'injecteur de démarrage, ce qui est très coûteux en termes d'essais et de validations. [0007] On a représenté à la figure 1 une loi de commande de type connu. Sur cette figure, on distingue sous la référence 1 un module de mise en oeuvre d'une cartographie de base déterminant une valeur de base de quantité de carburant 2 à injecter en fonction d'une valeur 3 de température de liquide de refroidissement et d'une valeur 4 de régime moteur. Un module de correction 5 met en oeuvre une cartographie de correction produisant une valeur de correction 6 à partir de la valeur de température de liquide de refroidissement 3, de la valeur de régime moteur 4, et à partir d'une valeur de la pression atmosphérique 7 et d'une valeur de la température d'air 8. La valeur de base de quantité de carburant 2, une fois corrigée de la valeur de correction 6, fournit une valeur de consigne de quantité de carburant à injecter 9 laquelle est alors mise en oeuvre par l'injecteur. [0008] Une telle loi de commande impose donc de re-calibrer à chaque nouveau moteur les débits injectés en phase de départ car ils varient d'un moteur à l'autre ce qui est très coûteux en termes d'essais et de validations. [0009] Le but de l'invention est de proposer une loi de commande d'injecteur qui soit plus simple d'élaboration et de mise en oeuvre. [0010] Ce but est atteint selon l'invention grâce à un moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un module de pilotage d'injection de carburant, le module étant configuré pour déterminer une quantité de carburant à injecter en mettant en oeuvre une loi de commande d'injection dépendant d'au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur, tel que la loi de commande s'exprime sous la forme d'une loi de commande de référence d'injection d'une quantité de carburant mise en oeuvre dans un moteur de référence réel et différent dudit moteur comprenant ledit module de pilotage et d'une fonction de correction appliquée à la loi de commande de référence. [0011] Avantageusement, la fonction de correction dépend d'une valeur de richesse de combustion présente dans le moteur auxdites conditions de fonctionnement du moteur. [0012] Avantageusement, le moteur comprend une sonde lambda et la valeur de richesse de combustion est fournie par la sonde lambda. [0013] Avantageusement, la fonction de correction dépend d'une valeur indicative d'un rapport entre une quantité de carburant réellement injectée dans le moteur audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur et une valeur de commande de quantité de carburant à injecter dans le moteur audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur. [0014] Avantageusement, la valeur indicative du rapport entre la quantité de carburant réellement injectée dans le moteur audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur et la valeur de commande de quantité de carburant à injecter dans le moteur audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur est déterminée à l'aide de mesures de richesse effectuées dans le moteur. [0015] Avantageusement, la fonction de correction dépend d'un rapport entre une quantité de carburant réellement injectée dans le moteur de référence audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur et une valeur de commande de quantité de carburant à injecter dans le moteur de référence audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur. [0016] Avantageusement, ledit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur comprend une valeur de température de liquide de refroidissement du moteur, et/ou la durée d'arrêt du moteur et/ou le régime moteur et/ou le débit de carburant injecté. [0017] Avantageusement, le module de pilotage est configuré pour mettre en oeuvre la loi de commande d'injection lors d'une phase initiale de démarrage du moteur prenant place avant que le moteur n'atteigne une valeur stabilisée de régime. [0018] L'invention concerne également un procédé de pilotage d'injection de carburant de moteur à combustion de véhicule automobile, le procédé comprenant l'étape consistant à établir une loi de commande de référence d'une quantité de carburant à injecter dans un moteur réel de référence et l'étape consistant à injecter dans le moteur dont on pilote l'injection une quantité de carburant en mettant en oeuvre une loi de commande d'injection dépendant d'au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur, la loi de commande s'exprimant sous la forme de la loi de commande de référence du moteur réel de référence audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur et d'une fonction de correction de la loi de commande de référence. [0019] L'invention concerne également un ensemble de deux moteurs à combustion de véhicules automobiles ledit ensemble étant constitué d'un premier moteur et d'un deuxième moteur, le deuxième moteur comprenant un module de pilotage d'injection de carburant, le module étant configuré pour déterminer une quantité de carburant à injecter en mettant en oeuvre une loi de commande d'injection dépendant d'au moins un paramètre de condition de fonctionnement dudit deuxième moteur, caractérisé en ce que la loi de commande s'exprime sous la forme d'une loi de commande de référence d'injection d'une quantité de carburant mise en oeuvre dans le premier moteur et d'une fonction de correction appliquée à la loi de commande de référence. [0020] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles : - La figure 1 représente un module de pilotage d'injection selon l'art antérieur ; - La figure 2 représente un module de pilotage d'injection selon un mode de réalisation de l'invention. [0021] Le module de pilotage représenté à la figure 2 reprend ici les éléments décrits précédemment en référence au module de la figure 1, lesquels éléments portent les mêmes références numériques qu'à la figure 2. Le module de la figure 2 comporte en outre un module 10 contribuant également à l'élaboration d'une consigne 9 de quantité de carburant à injecter. [0022] Le module 10 reçoit la valeur 3 de température de liquide de refroidissement. Il reçoit en outre une valeur 11 de durée d'arrêt du moteur depuis sa dernière utilisation. Le module 10 reçoit également une valeur délivrée par la sonde lambda laquelle valeur est égale à l'inverse de la richesse. De ces trois valeurs, le module 10 déduit une valeur Kmoti(t), représentée sous la référence 12, qui est le rapport entre la valeur de débit de carburant demandée par le module de pilotage et la valeur de débit de carburant réelle dans les chambres de combustion. Une mémoire 20 fournit en outre la valeur de cylindrée Vmoti du moteur. [0023] Pour un moteur Mati à calibrer et un moteur Mot2 déjà calibré, nous cherchons à obtenir la même richesse dans la phase de départ : Àmoti(t) = Àmot2(t) [0024] Le débit système précalibré du moteur Mati est obtenu par la formule suivante: QZCarbmoti(t) = QZCarbmot2(t) x Km°,i(t) x VMot2 KMot2 (t ) VMot 1 Où t est peut être une variable dépendant de différents paramètres moteur comme par exemple ici la température de liquide de refroidissement du moteur et/ou la durée d'arrêt du moteur et/ou le régime et/ou le débit injecté ou autre}, QZCarbmoti(t) est la valeur de débit de carburant commandée du moteur Mati, telle que demandée par le contrôle moteur, QZCarbmot2(t) est la valeur de débit de carburant commandée du moteur Mot2, telle que demandée par le contrôle moteur. Kmoti(t) est le rapport entre le débit de carburant demandé et le débit de carburant réel du moteur Mati, déterminé à l'aide de la sonde lambda laquelle fournit la valeur de l'inverse de la richesse. Kmot2(t) est le rapport entre le débit de carburant demandé et le débit de carburant réel du moteur Mot2, déterminé à l'aide de la sonde lambda. Vmott est la cylindrée du moteur Motl Vmot2 est la cylindrée du moteur Mot2. [0025] Kmot(t) est préférentiellement déterminé à partir d'essais en enregistrant la richesse dépendant de différents paramètres moteur comme par exemple ici la température de liquide de refroidissement et/ou la durée d'arrêt du moteur et/ou le régime et/ou le débit injecté ou autre, sous la forme d'une cartographie à plusieurs dimensions. La cylindrée du moteur Vmot est une constante. [0026] La loi de commande mise en oeuvre par le présent module de pilotage facilite donc la calibration du départ en récupérant la richesse en départ sur un moteur existant et en appliquant la même richesse sur un nouveau moteur. Pour ce faire cette loi de commande se base sur la richesse réelle au départ. On détermine donc l'erreur entre le débit commandé ou débit système tel qu'indiqué dans la calibration et le débit réellement injecté par l'injecteur par l'utilisation de la sonde lambda. [0027] Dans le présent exemple, on construit donc un réglage transversal sur les débits injectés par référence à un moteur existant et on définit l'écart entre le débit demandé et le débit réellement injecté via quelques essais en mesurant la richesse en départ et après-départ. La présente loi de commande permet de ne modifier que les valeurs Kmot et Vmot lors de la calibration du débit en départ du nouveau moteur. Les lois de commande actuelles sur les débits injectés en phase de départ ne prennent pas en compte la différence entre le débit demandé et le débit réellement injecté par l'injecteur. [0028] Une telle loi de commande s'applique dans les moteurs diesel et les moteurs à essence, avantageusement dans la phase de départ de tels moteurs. Bien que décrite pour un pilotage d'injection en phase de départ, une telle loi de commande peut être mise en oeuvre dans une phase d'après-départ. En outre, bien que décrite ici pour un moteur à injection directe, une telle loi de commande peut être mise en oeuvre dans un moteur à injection indirecte. [0029] Cette loi de commande permet d'économiser en coût de mise en oeuvre en diminuant le nombre d'essais pour calibrer la phase de départ tout en conservant la même qualité de résultat. En effet la qualité de la calibration de la phase de départ n'est pas dégradée par une telle loi de commande. Du fait qu'elle réduit la durée des essais, cette loi de commande permet de réduire la durée globale de calibration de la phase de départ. Outre des gains sur les délais de calibration, on bénéficie en outre d'une diminution des moyens d'essais en mise au point et donc d'une diminution de coûts supplémentaire.35 REVENDICATIONS1. Moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un module de pilotage d'injection de carburant (1,5,10,20), le module (1,5,10,20) étant configuré pour déterminer une quantité de carburant à injecter (9) en mettant en oeuvre une loi de commande d'injection (1,5,10,20) dépendant d'au moins un paramètre (3,4,7,8,11) de condition de fonctionnement du moteur, caractérisé en ce que la loi de commande (1,5,10,20) s'exprime sous la forme d'une loi de commande de référence (1,5) d'injection d'une quantité de carburant mise en oeuvre dans un moteur de référence réel et différent dudit moteur comprenant ledit module de pilotage (1,5,10,20) et d'une fonction de correction (10,20) appliquée à la loi de commande de référence (1). 2. Moteur à combustion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fonction de correction (10,20) dépend d'une valeur de richesse de combustion présente dans le moteur auxdites conditions de fonctionnement du moteur (3,4,7,8,11). 3. Moteur à combustion selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moteur comprend une sonde lambda et la valeur de richesse de combustion est fournie par la sonde lambda (10). 4. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fonction de correction (10,20) dépend d'une valeur indicative (Korot) d'un rapport entre une quantité de carburant réellement injectée dans le moteur audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur (3,4,7,8,11) et une valeur de commande de quantité de carburant à injecter dans le moteur audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur (3,4,7,8,11). 5. Moteur à combustion selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la valeur indicative (Korot) du rapport entre la quantité de carburant réellement injectée dans le moteur audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur (3,4,7,8,11) et la valeur de commande de quantité de carburant à injecter dans le moteur audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur (3,4,7,8,11) est déterminée à l'aide de mesures de richesse effectuées dans le moteur. 6. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fonction de correction (10,20) dépend d'un rapport (Korot) entre une quantité de carburant réellement injectée dans le moteur de référence audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur (3,4,7,8,11) et une valeur de commande de quantité de carburant à injecter dans le moteur de référence audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur (3,4,7,8,11). 7. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur (3,4,7,8,11) comprend une valeur de température de liquide de refroidissement du moteur et/ou la durée d'arrêt du moteur et/ou le régime moteur et/ou le débit de carburant injecté. 8. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de pilotage (1,5,10,20) est configuré pour mettre en oeuvre la loi de commande d'injection lors d'une phase initiale de démarrage du moteur prenant place avant que le moteur n'atteigne une valeur stabilisée de régime. 9. Procédé de pilotage d'injection de carburant de moteur à combustion de véhicule automobile, le procédé comprenant l'étape consistant à établir une loi de commande de référence (1,5) d'une quantité de carburant à injecter dans un moteur réel de référence et l'étape consistant à injecter dans le moteur dont on pilote l'injection une quantité de carburant en mettant en oeuvre une loi de commande d'injection (1,5,10,20) dépendant d'au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur (3,4,7,8,11), la loi de commande s'exprimant sous la forme de la loi de commande de référence (1,5) du moteur réel de référence audit au moins un paramètre de condition de fonctionnement du moteur (3,4,7,8,11) et d'une fonction de correction (10,20) de la loi de commande de référence (1,5). 10. Ensemble de deux moteurs à combustion de véhicules automobiles ledit ensemble étant constitué d'un premier moteur et d'un deuxième moteur, le deuxième moteur comprenant un module de pilotage d'injection de carburant (1,5,10,20), le module (1,5,10,20) étant configuré pour déterminer une quantité de carburant à injecter en mettant en oeuvre une loi de commande d'injection (1,5,10,20) dépendant d'au moins un paramètre de condition de fonctionnement (3,4,7,8,11) dudit deuxième moteur, caractérisé en ce que la loi de commande (1,5,10,20) s'exprime sous la forme d'une loi de commande de référence (1,5) d'injection d'une quantité de carburant mise en oeuvre dans le premier moteur et d'une fonction de correction (10,20) appliquée à la loi de commande de référence (1,5).