Brevet FR3060656A1 — publié le 20180622

La présente invention se rapporte de manière générale à la gestion d'un système d'injection dans un moteur à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement la gestion et le contrôle d'une dispersion d'injection de carburant lors de cycles moteur. L'invention trouve des applications, en particulier, dans l'industrie automobile. Elle peut être mise en oeuvre par exemple dans un calculateur de contrôle moteur. Un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile est composé de centaines de pièces pour lesquelles une relative grande précision est nécessaire à la fois au niveau des dimensions mais aussi au niveau des performances. Le moteur à combustion interne comporte des pistons respectivement disposés et en mouvement dans des cylindres. Afin d'obtenir des explosions dans les cylindres, des injecteurs, généralement un par cylindre, sont utilisés pour injecter du carburant en fonction d'une stratégie déterminée. Malgré les soins apportés à la fabrication des injecteurs, ceux-ci peuvent présenter des dispersions dimensionnelles pouvant engendrer des différences de performances. Ainsi, par exemple il existe sur des injecteurs d'un même moteur à combustion interne des dispersions de quantité de carburant injectée pouvant entrainer des acyclismes. Pour compenser ces acyclismes et donc pour compenser la dispersion des injecteurs d'un moteur à combustion interne des solutions techniques ont été développées et sont connues de l'homme de l'art. Le document EP 2136056 propose d'analyser un signal provenant d'un capteur vilebrequin en fonction du cycle moteur. La relation entre l'injecteur activé et la vitesse de rotation du vilebrequin permet d'identifier les acyclismes lors d'un cycle moteur et par conséquent permet la détection du ou des injecteurs présentant une dérive. Cette solution technologique est dépendante de la chaine de traction et donc est dépendante du régime moteur. En outre, cette solution exige des ressources logicielles relativement lourdes pour pouvoir traiter en temps réel toutes les informations. Le document DE 19726756 propose une autre solution et concerne un procédé pour faire fonctionner un moteur à combustion interne, en particulier d'un véhicule automobile, dans lequel du carburant sous pression est directement injecté dans une chambre de combustion du moteur à combustion interne et dans laquelle la pression est mesurée à l'aide d'un capteur de pression. Le document propose d'analyser la pression dans le rail d'injection en temps réel et ainsi d'en déduire la dispersion des injections et donc d'en déduire l'injecteur défaillant. Cette solution exige des ressources logicielles importantes et en outre ne permet pas d'évaluer la quantité de carburant injecté si la pompe à injection délivre du carburant en même temps que le processus d'injection. 3060656 2 L'invention propose un procédé de gestion d'un système d'injection d'un moteur à combustion interne permettant de remédier partiellement ou totalement aux manques techniques de l'art antérieur cité. A cet effet, un premier aspect de l'invention propose dans son acceptation la 5 plus grande un procédé de gestion d'un système d'injection d'un moteur à combustion interne, le moteur à combustion interne comprenant au moins un premier piston et un deuxième piston logés respectivement dans un premier cylindre et un deuxième cylindre, au moins un premier injecteur et un deuxième injecteur adaptés pour délivrer une quantité déterminée d'un carburant et étant dédiés respectivement au premier cylindre et au 10 deuxième cylindre, le système d'injection comportant entre autre une pompe hydraulique ayant un seul piston pompe et adaptée pour délivrer une quantité déterminée de carburant dans un rail d'injection commun à tous les injecteurs, un capteur de pression disposé au niveau du rail d'injection et adapté pour mesurer une pression dans ledit rail d'injection, 15 le procédé comprenant les étapes suivantes : a- mesures de la pression par le capteur de pression dans le rail durant au moins un segment de calculs, un segment de calculs correspondant à d'une part l'ensemble des injections réalisées pour un cylindre (12, 14) donné et d'autre part à l'intégralité d'une phase de livraison de la pompe hydraulique pour ledit cylindre 20 (12, 14), b- calcul de la moyenne des mesures de la pression dans le rail d'injection sur le segment de calcul dudit cylindre, c- comparaison de la valeur moyenne des mesures de pression dans le rail d'injection à une valeur de pression référence, 25 d- modification d'au moins un paramètre de contrôle du système d'injection lorsque le résultat de la comparaison est hors d'une valeur seuil. Avantageusement, avec un tel procédé il est possible d'analyser la dérive de quantité de carburant injecté cylindre à cylindre. Afin d'optimiser l'utilisation des ressources logicielles, la valeur de pression de 30 référence est par exemple la valeur de pression moyenne calculée durant un cycle moteur précedent. En variante, la valeur de pression de référence est par exemple la valeur de pression moyenne calculée durant un segment précedent. Pour contrôler et compenser la dispersion cylindre à cylindre, à l'étape d) il est 35 proposé par exemple que le paramètre de contrôle soit le débit du système d'injection. 3060656 3 Pour améliorer le temps de réaction du procédé de l'invention, en variante il est proposé qu'à l'étape d) le paramètre de contrôle est une nouvelle requête de pression. En variante il est aussi proposé par exemple qu'après l'étape c) le résultat de comparaison est converti en une erreur de quantité absolue de carburant injecté. 5 Il peut aussi être envisagé qu'après l'étape d) un rapport d'erreur soit généré. Des détails et avantages de la présente invention apparaitront mieux dans la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel : - la figure 1 est une vue simplifiée d'un moteur à combustion interne, la figure 2 est une figure illustrant des graphiques représentatifs du 10 fonctionnement du moteur à combustion de la figure 1, et - la figure 3 est un logigramme du procédé de l'invention pouvant être implanté dans un véhicule automobile comportant le moteur à combustion interne représenté sur la figure 1. Sur la figure 1 est représentée une vue partielle d'un moteur à combustion 15 interne 2 pouvant être typiquement installé dans un véhicule automobile. Le moteur à combustion interne 2 comporte un premier cylindre 4, un deuxième cylindre 6, un troisième cylindre 8 et un quatrième cylindre 10 dans lesquels sont respectivement en mouvement un premier piston 12, un deuxième piston 14, un troisième piston 16 et un quatrième piston 18. Le premier piston 12, le deuxième piston 14, le troisième piston 16 et 20 le quatrième piston 18 sont agencés de manière à faire varier respectivement un volume du premier cylindre 4, du deuxième cylindre 6, du troisième cylindre 8 et du quatrième cylindre 10. Dans la suite de la description, un cylindre pourra aussi être nommé chambre de combustion. L'exemple ici présenté est simplement illustratif et est en aucun cas 25 limitatif quant à la portée de l'invention. Par exemple, le moteur à combustion interne 2 peut comporter plus ou moins de quatre cylindres et donc plus ou moins de quatre pistons. Cependant, le moteur à combustion interne 2 devra comporter au moins deux cylindres et donc au moins deux pistons. L'énergie développée par la combustion d'un carburant au sein des cylindres 30 est transmise par le premier piston 12, le deuxième piston 14, le troisième piston 16 et le quatrième piston 18 à un même arbre moteur appelé vilebrequin 20. La transmission de l'énergie est réalisée par des bielles 22. Le moteur à combustion interne 2 comporte, en outre, au moins un premier injecteur 24, un deuxième injecteur 26, un troisième injecteur 28 et un quatrième injecteur 35 30. Ces derniers sont positionnés, par exemple en partie haute des cylindres et sont adaptés pour injecter respectivement dans le premier cylindre 4, le deuxième cylindre 6, le troisième cylindre 8 et le quatrième cylindre 10 une quantité déterminée et contrôlée de 3060656 4 carburant. Le carburant est ici par exemple du gazole. Le type de carburant est donné à titre d'exemple et est en aucun cas limitatif quant à la portée du procédé de l'invention. Il en est de même concernant les injecteurs, ces derniers peuvent par exemple être deux par cylindre. 5 Le premier injecteur 24, le deuxième injecteur 26, le troisième injecteur 28 et le quatrième injecteur 30 sont par exemple des injecteurs piézoélectriques. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les injecteurs 24, 26, 28 et 30 présentent des dispersions de fuites négligeables par rapport aux dispersions de quantités de carburant injectées dans les cylindres respectifs. 10 Les injecteurs 24, 26, 28, 30 sont alimentés en carburant à travers par exemple un système d'injection à rampe commune ou aussi nommé rail. Le système d'injection est préférentiellement un système haute-pression. Le système d'injection haute-pression présente entre autre une pompe hydraulique à piston pour alimenter en carburant le rail. La pompe hydraulique est préférentiellement une pompe présentant un 15 seul piston pompe ou aussi nommée pompe mono-piston. Comme il sera présenté ultérieurement dans la description, l'utilisation d'une telle pompe hydraulique mono-piston permet avantageusement de s'affranchir d'éventuels problèmes de non homogénéité de pression ou de dispersion de quantité de carburant injecté dans le rail et donc de cylindre à cylindre. 20 Il va être maintenant succinctement présenté le fonctionnement du moteur à combustion interne et plus précisément un cycle moteur complet dudit moteur à combustion interne 2 afin qu'il soit par la suite plus aisé de comprendre le procédé de l'invention. Comme mentionné plus haut dans la description, le moteur à combustion 25 interne 2 pour lequel l'invention va être présentée est un moteur quatre cylindres à quatre temps. Pour un tel moteur à combustion interne 2, le vilebrequin 20 exécute deux tours complets ou 720° d'angle avant qu'un piston donné oe retrouve dans sa position initiale. En outre, le moteur à combustion interne 2 présente un ordre d'allumage selon la séquence piston 12 - piston 16 - piston 18 - piston 14, c'est-à-dire que le premier piston 30 12 et le troisième piston 16 passent simultanément à la position point mort haut (PMH) mais à des phases différentes du cycle moteur, le premier piston 12 est par exemple en phase admission alors que le troisième piston 16 est en phase explosion. Le deuxième piston 14 et le quatrième piston 18 passent pendant ce temps simultanément à la position point mort bas (PMB) mais à des phases différentes du cycle moteur, le deuxième piston 35 14 est par exemple en phase compression alors que le troisième piston 18 est en phase échappement. Il ne sera pas plus présenté le cycle moteur du moteur à combustion interne 2. 3060656 5 Sur la figure 2 est représenté symboliquement les phases et actions du moteur à combustion 2 sur un cycle moteur. Sur ce graphe est représenté symboliquement tous les points morts hauts notés PMH des pistons du moteur à combustion interne 2. Il est aussi représenté des segments mentionnés segment 0, 5 segment 1, segment 2 et segment 3. Dans la suite de la description ces segments seront nommés segments de calculs. Dans un mode de réalisation préféré, un segment de calcul correspond à une durée fixe incluant d'une part l'ensemble des injections destinées à un cylindre donné et d'autre part l'intégralité d'une phase de livraison de la pompe hydraulique mono piston. 10 Ainsi, par exemple le segment 0 comme illustré à la figure 2 correspond à une durée fixe intégrant d'une part l'intégralité de la phase de livraison de la pompe mono-piston pour le premier cylindre 12 comme symbolisé par un rectangle 51 et d'autre part toute les phases d'injections correspondantes à ce premier cylindre 12 comme illustré sur le graphe pha inj. Bien entendu, il en est de même pour les autres segments de calculs. 15 En outre, l'homme de l'art comprendra aisément que la durée d'un segment est modifiable en fonction du moteur à combustion interne 2. Pour connaître la pression dans le rail durant un segment de calcul il est utilisé un capteur de pression. Le capteur de pression est par exemple couplé à un calculateur de pression adapté pour réguler ladite pression dans le rail en commandant le 20 système d'injection haute pression. Un tel capteur de pression est bien connu de l'homme de l'art par conséquent il ne sera pas présenté ici. En outre, préférentiellement, ledit capteur de pression est positionné sur le rail permettant une mesure directe de ladite pression dans le rail. Sur la figure 2 le graphe nommé P i représente pour chaque segment la 25 pression instantanée relevée par le capteur de pression et le graphe P a représente la pression moyenne calculée sur un segment de calcul. Dans la suite de la description va être présenté le procédé de l'invention. Avantageusement, la pression utilisée dans le procédé de l'invention est préférentiellement la pression moyenne du rail durant un segment de calcul. 30 Sur la figure 3 est représenté un algorigramme du procédé de l'invention. Les étapes représentées sur cet algorigramme sont illustratives d'un mode de réalisation du procédé de l'invention et sont en aucun cas limitatives quant à la portée de celui-ci. En effet, l'homme de l'art comprendra bien que des étapes peuvent être inversées et/ou des étapes complémentaires peuvent être ajoutées et/ou supprimées afin d'améliorer le 35 procédé de l'invention. Dans la suite de la description, il est considéré que sur un segment de calcul l'ensemble des injections destinées à un cylindre donné sont réalisées et que l'intégralité 3060656 6 de la phase de livraison de la pompe hydraulique mono piston pour ce cylindre est aussi effectuée. Lors d'une première étape el du procédé, il est effectué une analyse des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 2. Il est par exemple 5 analysé si la pression rail et/ou la quantité injectée durant le cycle d'admission sont bien correctes. Dans la suite de la description et dans l'exemple de réalisation du procédé ici présenté seule la pression rail est analysée. Par exemple, durant la première étape el du procédé, la pression rail est moyennée par le calculateur de pression. Une fonction de 10 filtrage peut aussi en variante être réalisée par le calculateur de pression afin d'ôter des aberrations de mesures du capteur de pression rail. Préférentiellement, la moyenne des mesures de la pression rail est effectuée à la fin du segment de calcul du premier cylindre 12. Ainsi, avantageusement, aucune ressource logicielle supplémentaire n'est nécessaire au bon fonctionnement du procédé 15 de l'invention. En outre, avec une telle moyenne sur chaque segment de calcul des cylindres 12, 14, 16, 18, il est maintenant possible de s'affranchir des phénomènes de mufti-injections. De surcroît, avec une telle moyenne, il est maintenant possible de s'affranchir également des phénomènes de livraison pompe durant des injections. En effet, comme 20 les injections multiples mais aussi les phases de livraison du système haute pression surviennent sur tous les cylindres durant leur segment de calcul respectif alors ces phénomènes se compensent. La valeur de pression rail moyenne du premier cylindre 12 calculée est dans une deuxième étape e2 du procédé de l'invention comparée à une valeur de pression de 25 référence. La valeur de pression de référence peut être, par exemple une valeur préalablement stockée dans une mémoire du calculateur de contrôle moteur ou du contrôleur de pression. En variante, cette valeur de pression de référence peut être la valeur moyenne de pression rail du cycle moteur précédent sur le même cylindre. Dans ce cas, par exemple la valeur de pression de référence est la valeur moyenne de pression 30 rail du cycle du deuxième piston 14. Dans le cas où le résultat de la comparaison est situé dans une première gamme d'erreur alors aucune correction sur le segment de calcul mesuré du cycle moteur suivant n'est réalisée. Il est ici entendu par aucune correction sur le segment de calcul suivant qu'aucune correction d'au moins un paramètre des injecteurs et/ou d'au moins un 35 paramètre du système d'injection haute pression n'est réalisée sur le cycle moteur suivant. Par exemple, la valeur de comparaison entre les deux valeurs de pression rail est dans une gamme d'erreur comprise entre ±1%. 3060656 7 Dans le cas où le résultat de la comparaison est supérieur à la valeur de pression de référence (±1%) alors il est selon le procédé de l'invention réalisée une troisième étape e3 consistant en une correction d'au moins un paramètre d'injection du système d'injection haute pression du segment mesuré sur le cycle moteur suivant. 5 Par exemple, la modification d'un paramètre d'injection peut consister en une augmentation de la pression dans le rail d'une valeur proportionnelle à l'erreur déduite durant la phase d'injection suivante. Bien entendu, la stratégie de correction des paramètres d'injection peut varier en fonction de la stratégie de correction sélectionnée. Une fois la correction effectuée alors le procédé de l'invention réalise à nouveau les 10 mêmes étapes pour le segment de calcul du cylindre suivant. En variante, il peut être généré un signal d'information pour le conducteur comme par exemple un voyant lumineux activé au niveau du tableau de bord du véhicule si le résultat de la comparaison entre la valeur de pression rail moyenne et la valeur de pression de référence est très supérieure à l'écart de ±1%. Egalement, un rapport 15 d'analyse de la défaillance peut être envoyé pour du diagnostic par exemple Grâce au procédé de l'invention, il est possible d'identifier si des injecteurs injectent une quantité de carburant identique entres eux ou s'ils sont décalés entre eux en analysant la dérive de pression rail durant un cycle moteur de cylindre à cylindre sans ressource logicielle supplémentaire tout en s'affranchissant par exemple de problème de 20 fuite de la pompe haute pression. En effet, le rendement de la pompe haute pression et les fuites éventuelles ont exactement le même effet sur l'ensemble des cylindres et donc sur l'ensemble des cycles moteur. Ainsi, avantageusement, il est maintenant possible de mesurer des écarts relatifs cylindre à cylindre tout en s'affranchissant du rendement de la pompe haute pression et de ses fuites. 25 De même, la valeur moyenne de la pression rail inclut l'ensemble de la phase de livraison de la pompe haute pression et l'ensemble des injections sur un cycle d'admission ce qui permet avantageusement de s'affranchir de ces deux phénomènes d'un cycle moteur à un autre. En variante de réalisation, le procédé de l'invention est effectué dans des 30 conditions moteur stabilisées, c'est-à-dire que la valeur de pression rail, le régime moteur et les quantités injectées ne varient pas de manière trop importante d'un cycle moteur à un autre. Ainsi, il est possible de s'assurer que les écarts de pression mesurées et calculées proviennent principalement d'écarts d'injecteurs à injecteurs et non pas de temps de réponse du contrôleur de pression ou d'aberrations de mesures. 35 Avantageusement, le procédé de l'invention ne nécessite pas de capteur additionnel, et ne nécessite pas non plus d'acquisitions rapides ou d'acquisitions particulières. Avantageusement, le procédé de l'invention est simple et ne nécessite pas 3060656 8 d'analyse de signal complexe mais récupère directement les informations du capteur de pression pour la régulation de la pression rail. Le procédé ici présenté peut être avantageusement implémenté dans le calculateur de contrôle moteur. En variante, le procédé peut aussi être implémenté dans 5 un autre calculateur comme par exemple le calculateur de contrôle moteur. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas au mode de réalisation préféré décrit ci-dessus et illustré sur le dessin et aux variantes de réalisation évoquées mais s'étend à toutes les variantes à la portée de l'homme du métier. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion d'un système d'injection d'un moteur (2) à combustion interne, le moteur (2) à combustion interne comprenant au moins un premier piston (12) et un deuxième piston (14) logés respectivement dans un premier cylindre (4) et un deuxième cylindre (6), au moins un premier injecteur (24) et un deuxième injecteur (26) adaptés 5 pour délivrer une quantité déterminée d'un carburant et étant dédiés respectivement au premier cylindre (4) et au deuxième cylindre (6), le système d'injection comportant entre autre une pompe hydraulique ayant un seul piston pompe et adaptée pour délivrer une quantité déterminée de carburant dans un rail d'injection commun à tous les injecteurs (24, 26), un capteur de pression disposé au niveau du rail d'injection et étant adapté pour 10 mesurer une pression dans ledit rail d'injection, le procédé comprenant les étapes suivantes : a- mesures de la pression par le capteur de pression dans le rail durant au moins un segment de calculs, un segment de calculs correspondant d'une part à l'ensemble des injections réalisées pour un cylindre (12, 14) donné et d'autre part 15 à l'intégralité d'une phase de livraison de la pompe hydraulique pour ledit cylindre (12, 14), b- calcul de la moyenne des mesures de la pression dans le rail d'injection sur le segment de calcul dudit cylindre (12, 14), c- comparaison de la valeur moyenne des mesures de pression dans le rail 20 d'injection à une valeur de pression référence, d- modification d'au moins un paramètre de contrôle du système d'injection lorsque le résultat de la comparaison est hors d'une valeur seuil. 2. Procédé de gestion d'un système d'injection d'un moteur (2) à combustion interne, selon la revendication 1 dans lequel la valeur de pression de référence est la valeur de 25 pression moyenne calculée durant un cycle moteur précedent. 3. Procédé de gestion d'un système d'injection d'un moteur (2) à combustion interne, selon la revendication 1 dans lequel la valeur de pression de référence est la valeur de pression du segment précedent. 4. Procédé de gestion d'un système d'injection d'un moteur (2) à combustion interne, 30 selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel à l'étape d) le paramètre de contrôle est le débit du système d'injection. 3060656 10 5. Procédé de gestion d'un système d'injection d'un moteur (2) à combustion interne, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel à l'étape d) le paramètre de contrôle est une nouvelle requête de pression. 6. Procédé de gestion d'un système d'injection d'un moteur (2) à combustion interne, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel après l'étape c) le résultat de comparaison est converti en une erreur de quantité relative de carburant injecté. 7. Procédé de gestion d'un système d'injection d'un moteur (2) à combustion interne, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel après l'étape d) un rapport d'erreur est généré.