EP1013914B1 - Circuit d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne - Google Patents
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- EP1013914B1 EP1013914B1 EP19990403253 EP99403253A EP1013914B1 EP 1013914 B1 EP1013914 B1 EP 1013914B1 EP 19990403253 EP19990403253 EP 19990403253 EP 99403253 A EP99403253 A EP 99403253A EP 1013914 B1 EP1013914 B1 EP 1013914B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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- F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
- F02D2250/31—Control of the fuel pressure
Definitions
- the present invention relates to a circuit fuel supply for a combustion engine internal.
- the invention applies to direct injection engines.
- Power circuits usually encountered in internal combustion engines of motor vehicles include a high pump pressure, an injector manifold which is supplied with fuel through the high pressure pump and means for controlling the operation of the injectors, the control means now closed the injectors during a fraction of the engine start-up phase and allowing the opening of the injectors when the pressure in the injector manifold has reached a threshold value predetermined, the control means comprising means which reconstitute the value of the pressure at from an operating model incorporating engine operating parameters.
- the pressure in fuel inside the fuel system can be low due to prolonged shutdown or because it has been intentionally made weak to avoid leakage to injectors when stopped.
- the injectors send fuel into engine cylinders under the forms a regular spray pattern.
- the injection is all the better as the fuel admitted to the injectors is high pressure.
- the object of the present invention is to remedy the aforementioned disadvantages in providing a circuit power supply which allows to establish, from the start, a optimal fuel pressure in the injectors when operation of these.
- a circuit of the aforementioned type is essentially characterized in that the threshold value is determined and modulated by the control means as a function of parameters engine operation such as temperature.
- the invention further relates to a motor for motor vehicle comprising a supply circuit fuel as defined above and a starter whose features allow the engine to be driven at a sufficient speed to reach the value of fuel threshold pressure in a time interval reduced.
- the time interval is significantly less than or equal to one second
- the power circuit 1 shown in Figure 1 is intended to supply fuel to a combustion engine internal of a motor vehicle.
- This power circuit includes a high pressure injection pump 2 and a ramp 4 downstream of which are injectors 5.
- the pump 2 is supplied with fuel from a tank (not shown) by an inlet duct 3 in the direction of arrow F.
- Ramp 4 is supplied with high fuel pressure by an outlet pipe 6 connecting the pump 2 to the rail 4.
- the injectors 5 spray the fuel at the inside of engine cylinders (not shown) under the jet shape 8.
- injectors 5 are controlled by control means 7. These control means also control the high pressure pump operation 2.
- the high pressure injection pump 2 is by example a pump whose speed of rotation is linked to that of the engine with which it is associated.
- a starter known per se (not shown) drives the engine: the rotation speed of the pump is proportional to the rotation speed of the engine.
- the fuel pressure delivered by the pump is then insufficient for proper functioning of the injectors 5.
- FIG. 2 shows that, during the engine starting phase, an operator actuates the starter at an instant t 1 , which causes the engine to a speed R d .
- the control means 7 keep the injectors 5 closed so that the injection of fuel into these injectors is prohibited.
- the fuel pressure delivered by this pump then increases continuously from time t 1 to time t 2 . This increase is relatively slow due to the phenomena of elasticity of the circuit and compressibility of the fuel.
- the pressure reaches a threshold value P s . This threshold value is considered sufficient to obtain good spraying of the fuel by the injectors 5.
- the control means 7 then authorize the opening of the injectors 5 at this instant t 2 .
- the injectors 5 are kept closed for a fraction of the start-up phase corresponding to the start of this phase.
- the good quality of the spray jet obtained by the present invention allows proper engine operation from the start, which reduces pollutant emissions.
- the fuel pressure delivered by the injection pump 2 continues to increase regularly. Simultaneously, the engine speed increases and the action on the starter is stopped in an instant t 3 . The number of engine revolutions increases until reaching a nominal speed necessary for the proper functioning of the vehicle on which it is installed.
- control means 7 comprise means for measuring, such as a sensor, the fuel pressure delivered into the rail 4 as well as means for comparison allowing the measured value to be compared with the threshold value stored in the control means 7.
- the measurement means reconstitute the pressure value from an operating model stored in the control means, this model incorporating engine operating parameters.
- the measuring means can be associated with the sensor.
- the threshold value at time t 2 is determined and modulated by the control means 7 as a function of other engine parameters such as, for example, the engine temperature.
- the engine has a positive ignition, it may also be advantageous not to order ignition as long as the injectors 5 are kept closed by the control means 7.
- the threshold pressure is generally reached in three or four engine revolutions.
- the starter used has mechanical characteristics making it possible to obtain the instant t 2 after a very short duration, typically of the order of one second. .
- threshold pressure can still be determined either directly at the exit of high pressure pump, either at the injectors.
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
La présente invention est relative à un circuit
d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion
interne.
Plus particulièrement, l'invention s'applique aux
moteurs à injection directe.
Les circuits d'alimentation habituellement
rencontrés dans les moteurs à combustion interne de
véhicules automobiles comprennent une pompe à haute
pression, une rampe d'injecteurs qui est alimentée en
carburant par l'intermédiaire de la pompe à haute pression
et des moyens de commande du fonctionnement des injecteurs,
les moyens de commande maintenant fermés les injecteurs
pendant une fraction de la phase de démarrage du moteur et
autorisant l'ouverture des injecteurs lorsque la pression
dans la rampe d'injecteurs a atteint une valeur de seuil
prédéterminée, les moyens de commande comprenant des moyens
de mesure qui reconstituent la valeur de la pression à
partir d'un modèle de fonctionnement incorporant des
paramètres de fonctionnement du moteur.
Lorsque le moteur ne fonctionne pas, la pression en
carburant à l'intérieur du circuit d'alimentation peut être
faible du fait d'un arrêt prolongé ou parce qu'elle a été
rendue intentionnellement faible pour éviter des fuites aux
injecteurs lorsqu'ils sont à l'arrêt.
Pour obtenir un fonctionnement optimal des moteurs à
combustion interne, il est nécessaire que les injecteurs
envoient le carburant dans des cylindres du moteur sous la
forme d'un jet de pulvérisation régulier. L'injection est
d'autant meilleure que le carburant admis dans les
injecteurs est à haute pression.
Or, lors de la phase de démarrage du moteur,
l'établissement de la haute pression par la pompe à haute
pression est gêné d'une part, par la compressibilité du
carburant et d'autre part, par la dilatation du circuit
d'alimentation.
La présente invention a pour but de remédier aux
inconvénients précités en fournissant un circuit
d'alimentation qui permette d'établir, dès le démarrage, une
pression optimale du carburant dans les injecteurs lors du
fonctionnement de ceux-ci.
A cet effet, selon l'invention, un circuit
d'alimentation du type précité, est essentiellement
caractérisé en ce que la valeur de seuil est déterminée et
modulée par les moyens de commande en fonction de paramètres
de fonctionnement du moteur tels que la température.
Ainsi, il est possible d'obtenir une bonne
pulvérisation du carburant tout en utilisant une pompe à
haute pression de dimensions raisonnables, qui est optimisée
pour le fonctionnement nominal du moteur, permettant une
faible consommation de puissance pour son entraínement et un
faible échauffement du carburant ainsi qu'une bonne
précision de contrôle du dosage de petites quantités de
carburant nécessaires au moteur dans des conditions de
faible charge.
Le circuit d'alimentation suivant l'invention peut
éventuellement comporter en outre une ou plusieurs des
caractéristiques suivantes :
- les moyens de commande comprennent des moyens de mesure de la pression de carburant dans la rampe et des moyens de comparaison de la valeur mesurée à la valeur de seuil ;
- lors du démarrage du moteur, le nombre de tours de la pompe à haute pression est proportionnel au nombre de tours du moteur ;
- la pompe à haute pression est une pompe à injection directe ; et
- la pompe à injection directe à haute pression possède des caractéristiques correspondant au régime de fonctionnement nominal du moteur.
L'invention a en outre pour objet un moteur de
véhicule automobile comprenant un circuit d'alimentation en
carburant tel que défini ci-dessus et un démarreur dont les
caractéristiques permettent d'entraíner le moteur à une
vitesse suffisante pour permettre d'atteindre la valeur de
pression de seuil de carburant dans un intervalle de temps
réduit.
De manière préférée, l'intervalle de temps est
sensiblement inférieur ou égal à une seconde
Un exemple de l'invention va maintenant être décrit
en regard des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique du circuit d'alimentation selon la présente invention ; et
- la figure 2 représente des diagrammes illustrant le fonctionnement du circuit d'alimentation de la figure 1.
Le circuit d'alimentation 1 représenté à la figure 1
est destiné à alimenter en carburant un moteur à combustion
interne d'un véhicule automobile. Ce circuit d'alimentation
comprend une pompe à injection à haute pression 2 et une
rampe 4 en aval de laquelle sont situés des injecteurs 5. La
pompe 2 est alimentée en carburant à partir d'un réservoir
(non représenté) par un conduit d'arrivée 3 selon le sens de
la flèche F. La rampe 4 est alimentée en carburant à haute
pression par un conduit de sortie 6 reliant la pompe 2 à la
rampe 4. Les injecteurs 5 pulvérisent le carburant à
l'intérieur de cylindres du moteur (non représentés) sous la
forme de jets 8.
Lors des différentes étapes du cycle de
fonctionnement du moteur à combustion interne, les
injecteurs 5 sont contrôlés par des moyens de commande 7.
Ces moyens de commande contrôlent également le
fonctionnement de la pompe à haute pression 2.
La pompe à injection à haute pression 2 est par
exemple une pompe dont la vitesse de rotation est liée à
celle du moteur auquel elle est associée. Lors de la phase
de démarrage du moteur, un démarreur connu en soi(non
représenté) entraíne le moteur : la vitesse de rotation de
la pompe est proportionnelle la vitesse de rotation du
moteur. La pression de carburant délivrée par la pompe est
alors insuffisante pour un bon fonctionnement des injecteurs
5.
Lorsque le moteur ne tourne pas, les injecteurs 5
sont fermés.
La figure 2 montre que, lors de la phase de
démarrage du moteur, un opérateur actionne le démarreur en
un instant t1, ce qui entraíne le moteur à un régime Rd.
Selon la présente invention, pendant cette phase, les moyens
de commande 7 maintiennent la fermeture des injecteurs 5 de
sorte que l'injection de carburant dans ces injecteurs est
interdite. La pression de carburant délivrée par cette pompe
augmente alors de façon continue à partir de l'instant t1
jusqu'en un instant t2. Cette augmentation est relativement
lente du fait des phénomènes d'élasticité du circuit et de
compressibilité du carburant. En l'instant t2, la pression
atteint une valeur de seuil Ps. Cette valeur de seuil est
jugée suffisante pour obtenir une bonne pulvérisation du
carburant par les injecteurs 5. Les moyens de commande 7
autorisent alors l'ouverture des injecteurs 5 en cet instant
t2. En pratique, les injecteurs 5 sont maintenus fermés
pendant une fraction de la phase de démarrage correspondant
au début de cette phase.
La bonne qualité du jet de pulvérisation obtenu par
la présente invention permet un bon fonctionnement du moteur
dès le démarrage, ce qui réduit les émissions de polluants.
Après l'instant t2, la pression de carburant
délivrée par la pompe à injection 2 continue à augmenter
régulièrement. Simultanément, le régime moteur augmente et
l'action sur le démarreur est arrêtée en un instant t3. Le
nombre de tours moteur augmente jusqu'à atteindre un régime
nominal nécessaire au bon fonctionnement du véhicule à bord
duquel il est installé.
Pour déterminer l'instant où la pression en
carburant atteint la pression de seuil Ps, les moyens de
commande 7 comprennent des moyens de mesure, tel qu'un
capteur, de la pression de carburant délivrée dans la rampe
4 ainsi que des moyens de comparaison permettant de comparer
la valeur mesurée à la valeur de seuil en mémoire dans les
moyens de commande 7.
En variante, les moyens de mesure reconstituent la
valeur de la pression à partir d'un modèle de fonctionnement
en mémoire dans les moyens de commande, ce modèle
incorporant des paramètres de fonctionnement du moteur. Les
moyens de mesure peuvent être associés au capteur.
Dans encore une autre variante, la valeur de seuil
en l'instant t2 est déterminée et modulée par les moyens de
commande 7 en fonction d'autres paramètres moteur tels que
par exemple, la température du moteur.
Dans le cas où le moteur est à allumage commandé, il
pourra être également avantageux de ne pas commander
l'allumage tant que les injecteurs 5 sont maintenus fermés
par les moyens de commande 7.
La pression de seuil est généralement atteinte en
trois ou quatre tours moteur. Afin de conserver le confort
d'utilisation du véhicule lors du démarrage du moteur, le
démarreur utilisé possède des caractéristiques mécaniques
permettant d'obtenir l'instant t2 au bout d'une durée très
courte, typiquement de l'ordre d'une seconde.
On comprend par ailleurs que la pression de seuil
peut encore être déterminée soit directement à la sortie de
pompe à haute pression, soit au niveau des injecteurs.
Claims (7)
- Circuit d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne comprenant une pompe à haute pression (2), une rampe (4) d'injecteurs (5) qui est alimentée en carburant par ladite pompe à haute pression (2) et de moyens de commande (7) du fonctionnement des injecteurs (5), les moyens de commande (7) maintenant fermés les injecteurs (5) pendant une fraction de la phase de démarrage du moteur et autorisant l'ouverture des injecteurs (5) lorsque la pression dans la rampe (4) d'injecteurs (5) a atteint une valeur de seuil (Ps) prédéterminée, les moyens de commande (7) comprenant des moyens de mesure qui reconstituent la valeur de la pression à partir d'un modèle de fonctionnement incorporant des paramètres de fonctionnement du moteur, caractérisé en ce que la valeur de seuil est déterminée et modulée par les moyens de commande (7) en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur tels que la température.
- Circuit d'alimentation en carburant selon la revendications 1, caractérisé en ce que les moyens de commande (7) comprennent des moyens de mesure de la pression de carburant dans la rampe (4) et des moyens de comparaison de la valeur mesurée à la valeur de seuil (Ps).
- Circuit d'alimentation en carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, lors du démarrage du moteur, le nombre de tours de la pompe à haute pression (2) est proportionnel au nombre de tours du moteur.
- Circuit d'alimentation en carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pompe à haute pression (2) est une pompe à injection directe.
- Circuit d'alimentation en carburant selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pompe à injection directe à haute pression (2) possède des caractéristiques correspondant au régime de fonctionnement nominal du moteur.
- Moteur de véhicule automobile comprenant un circuit d'alimentation en carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et un démarreur dont les caractéristiques permettent d'entraíner le moteur à une vitesse suffisante pour permettre d'atteindre la valeur de la pression de seuil de carburant dans un intervalle de temps réduit.
- Moteur de véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'intervalle de temps est sensiblement inférieur ou égal à une seconde.
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|---|---|---|---|
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