EP1597468A1 - Procede de determination du gain d'un injecteur de carburant - Google Patents

Procede de determination du gain d'un injecteur de carburant

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EP1597468A1
EP1597468A1 EP04711386A EP04711386A EP1597468A1 EP 1597468 A1 EP1597468 A1 EP 1597468A1 EP 04711386 A EP04711386 A EP 04711386A EP 04711386 A EP04711386 A EP 04711386A EP 1597468 A1 EP1597468 A1 EP 1597468A1
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injector
fuel
injection
injectors
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Henri Mazet
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Marelli Argentan France SAS
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Magneti Marelli Motopropulsion France SAS
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    • F02D2200/0614—Actual fuel mass or fuel injection amount

Definitions

  • the invention relates to a method for determining in real time the gain, or static flow rate, of at least one fuel injector, of the electrically controlled type, supplying an internal combustion engine, and mounted in a fuel supply circuit. of the engine, this circuit comprising at least one pump, supplied from a fuel tank, and connected to a common fuel supply rail of each injector of the engine.
  • each injector the gain of which is to be determined by the method according to the invention, is mounted in a supply circuit of the type with fixed volume and without permanent return of fuel from downstream to upstream of said pump. which is flow controlled, each injector and said pump being controlled by at least one computer, generally belonging to an electronic engine control and control unit, so that at each engine cycle the pump delivers a mass of fuel into the circuit known to the computer, and that each injector delivers to the engine a mass of injected fuel determined by an injector flow characteristic, expressing the mass injected as an increasing function of the duration of injection of said injector, controlled by said computer, and for which corresponds, to each value of the injection duration, a local gain defined by a ratio of a variation in injected mass, consecutive ve to a variation in injection duration, to said variation in injection duration (the local gain thus corresponding to the local slope at any point on the curve representing the injector flow characteristic).
  • Injectors of this type are generally qualified by their manufacturer by a theoretical characteristic of injector flow, a substantially linear part of which is determined by a theoretical gain in injector as well as by a theoretical offset, or theoretical offset, corresponding to a minimum order duration for a zero injected mass, and obtained at the intersection of the extrapolation, towards the origin of the durations of command, of the linear part of the characteristic with the x-axis, expressing the command durations, on a plane diagram on which the injected masses are indicated along the y-axis, while a non-linear part of the characteristic , at low values of the injection time, can be stored in the computer in the form of a map or theoretical table.
  • Electrically controlled fuel injectors of this type can be fitted to diesel or spark-ignition engines, and be fitted in direct or indirect injection fuel circuits.
  • the injectors used to inject a predetermined amount of fuel by an engine control computer exhibit dispersions and changes over time in their characteristics, which means that the injection of a mass fuel data requires a different injection time command depending on the injector ordered and the age of the latter.
  • the dispersions of the characteristics of the injectors result from the manufacturing tolerances of the physical components of the injectors, and therefore from their dimensional dispersions and of physical characteristics, in particular the number and diameter (s) of the injection orifices of the injectors, their orientations, the elastic characteristic of their springs, etc., and the development over time of the flow characteristics of the injectors results in particular from the aging of the physical components of the injectors.
  • the components concerned are those which make it possible to calculate the flow rate of intake air to the engine and to control the flow rate of fuel injected into the engine, so that these components include the injectors.
  • the closed-loop richness controls do not allow the characteristics of each of the components concerned to be identified, whether globally or individually.
  • the metering of the air-fuel mixture consists in controlling a flow rate of intake air to the engine and a corresponding fuel flow rate, and the richness controls in closed loop make it possible to compensate for the ratio of air flow rate to flow rate. of fuel, without identifying the part of correction to be made to the air flow or to the fuel flow, and, in addition, these richness checks do not make it possible to calculate an individual correction for each cylinder, and therefore each injector.
  • the problem underlying the invention therefore consists, from the knowledge of a theoretical injector flow characteristic, of determining in real time the gain of at least one fuel injector of an engine, in order to learn the relationship between the mass of fuel injected and the duration of control of at least one considered injector, during learning phases that take place regularly, during engine operation, on points of operation which are not necessarily in steady state, and for sufficiently short learning periods so that the driver of the vehicle does not feel any modification of the operation of the engine which would be due to these learning phases.
  • the object of the invention is therefore to allow a better knowledge of the flow characteristic of at least one injector of an engine in operation by a determination in real time of the gain of the injector considered, in order to have a follow-up the evolution of the individual flow characteristic of each injector.
  • the method according to the invention for determining in real time the gain of at least one electrically controlled fuel injector, supplying an internal combustion engine and mounted in a supply circuit in fuel of the type presented above is characterized in that it comprises at least one step consisting in determining the local gain of said at least one injector considered from the variation in the mass of fuel injected into said engine by the assembly injectors resulting from the application to said at least one considered injector of an injection duration control different from that applied to the other injector (s).
  • this method comprises at least one step consisting in determining said variation in the mass of fuel injected into said engine by taking into account a variation in a pressure drop in said supply circuit, which pressure drop results from a command for a disturbance in the operation of said pump, said variation in the pressure drop resulting from said control of a different injection duration during said disturbance.
  • the implementation of this method provides the advantage of allowing, without having to produce the injectors, and therefore their components, with very tight tolerances, and thus without increasing the cost of the injection system, to guarantee greater accuracy.
  • the mass of fuel injected into each cylinder of the engine and, consequently, to guarantee the accuracy of the air-fuel dosage and the torque developed by the engine. This results in good control of emissions in the exhaust gases, and better driving pleasure of the motor vehicle. It is thus possible to be satisfied with equipping the engine with less efficient injectors, since the implementation of the method according to the invention makes it possible to compensate for the dispersions at the level of the physical components of the injectors.
  • the method of the invention comprises at minus the steps consisting, during engine operation, in: a) identifying a relatively stable engine operating condition, in which the average applied injection time Tinj.moy is equal to the value of an injection duration Tinj for which it is desired to define the local gain G, and, as long as the condition of stability is observed, b) introduce, in the control of said pump, a disturbance such as to cause a drop in pressure in said common rail, and maintain said disturbance during a first phase, at the end of which a first pressure variation DP1 is obtained, c) determining a first mass of fuel M1 injected by all of the engine injectors and corresponding to said first pressure variation DP1, d) calculating an average local gain Gmoy of all the injectors as being equal to the ratio of the first mass of fuel 1 to the sum ( ⁇ Tinjl) of all the injection times Tinj
  • M2 Gmoy x ( ⁇ Tinj) 2 + ( ⁇ Tinj) x G
  • ( ⁇ Tinj) 2 is the sum of all the injection times Tinj applied during said second phase
  • G is the local gain of said injector considered
  • g) calculate said local gain G of said injector considered by the formula:
  • the method according to the invention also consists in repeating steps a) to g) presented above for different engine operating points and / or for a plurality of different values of the injection durations corresponding to different parts of the injector flow characteristic, so as to determine the individual gain of said at least one injector considered. Learning the gain is thus carried out for different engine operating points.
  • the behavior model of the circuit can be a model which takes into account the flow or mass entering the common rail, imposed by the high pressure pump and determined by the computer, the flow or mass leaving the common rail and injected into the engine, and also determined by the computer, as well as the rigidity of the circuit.
  • the method of the invention can thus consist in determining the individual gain of a single engine injector at a time, by applying to this single injector commands of injection durations different from those applied to the other engine injectors, during said second phase of the process.
  • the method consists in determining, in succession, the individual gain of each of the injectors of the same engine in operation, in order to optimize the contribution of each injector to the supply of the corresponding cylinder of the engine.
  • FIG. 1 is a diagram of a fuel supply circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle by direct injection, for the implementation of the method of the invention
  • - Figure 2 shows a characteristic of flow rate of an injector of the circuit of FIG. 1, and
  • FIG. 3 represents the evolution of the pressure in the common rail of the circuit of FIG. 1, as a function of time, in the case of two pressure drops caused by the stopping of the pump of the circuit of FIG. 1, and each of which is obtained for one of two different injection durations respectively, controlled for a number of injections, which may be the same or different, on the same injector.
  • Figure 1 is shown schematically an internal combustion engine 1 for a motor vehicle.
  • the engine considered 1 is an in-line four-cylinder engine, with spark ignition and with a four-stroke engine cycle, supplied with fuel by so-called direct injection, although the method of the invention is applicable to an injection engine.
  • indirect and / or diesel type is a fuel type of the invention.
  • Fuel is injected into each cylinder of the engine 1 by one of the four injectors 2 respectively.
  • injectors 2 are supplied with fuel at high pressure by a common fuel rail 3, in which the fuel pressure is measured, at least at certain times of the engine cycle, by a pressure sensor 4 transmitting the pressure signal measured to a engine control unit 5.
  • the engine control unit 5 is an electronic unit controlling the injection of fuel into the engine 1, by controlling by the bundle of electrical control conductors 6 the instants and durations of injection control injectors 2, as well as the ignition in the cylinders of engine 1, in the example considered of a spark ignition engine, and possibly other functions, such as the control of air intake to the engine, by means of a motorized throttle body, depending in particular on the depressing of the accelerator pedal, and other safety functions, such as anti-skid, traction control and / or anti-lock of the vehicle wheels.
  • This electronic unit 5 comprises, in a well-known manner, at least one computer with calculation means, memory means and comparison means in particular, and in its injection control function, the command and control unit 5 the quantity of fuel injected by each of the injectors 2 into the corresponding cylinder of the engine 1, as a function of the engine times in each of the cylinders, of the parameters and operating conditions of the engine, in particular its speed, its load or its temperature, and fuel demand, depending in particular on the air intake flow rate in engine 1 and the torque to be developed by the engine, these parameters being entered at 7 in the engine control unit 5.
  • the common rail 3 is supplied with high pressure fuel by a high pressure pump 8, controlled in flow and connected to the rail 3 by a line 9, in which the fuel flows in the direction of the arrow F1, and l the engine control unit 5 controls the high pressure pump 8 via the logic link 10 and thus determines the mass of fuel sent by the high pressure pump 8 into the rail 3, at each cycle of the engine 1.
  • the high pressure pump 8 is rotated by the motor 1 via a mechanical connection shown diagrammatically at 11, in a manner known per se.
  • the high pressure pump 8 is itself supplied with fuel by a booster circuit comprising, from upstream to downstream, a fuel tank 12, a booster pump or low pressure pump 13, immersed in the tank 12 and supplied through a filter (not shown), and a fuel pressure regulator 14, one outlet of which allows excess fuel to be returned to the tank 12, and another outlet of which is connected to the inlet of the high pump pressure 8, at the level of which is installed a solenoid valve (not shown) controlled in all or nothing from the unit 5 by the logic link 10, so that the fuel flow rate of the high pressure pump 8 is known to the unit 5 control, which can control this input solenoid valve so as to impose on the high pressure pump 8 a zero flow.
  • the fuel supply circuit for the engine 1 by direct injection is thus a high pressure circuit, comprising the high pressure pump 8 and the members downstream of the latter, namely the line 9 and the common rail 3, and this high circuit pressure, which is a fixed volume circuit and without permanent fuel return or without fuel recirculation from downstream to upstream of the high pressure pump 8, is supplied by a low pressure booster circuit, upstream of the high pressure pump 8, and comprising the reservoir 12, the pump 13 and the regulator 14.
  • the mass of fuel present in the high pressure circuit results only from filling actions by the high pressure pump 8 and fuel injection into the engine 1 by the injectors 2, these actions being controlled by the unit 5.
  • the flow characteristic of an injector 2 expressing the mass of fuel injected ivl as a function of the injection control time Tinj, determined by unit 5, corresponds to an increasing function whose curve, represented in FIG. 2 , has a slope equal to the local gain G of the injector, which is associated with any value of the duration of injection and defined by the ratio between a variation of mass injected following a small variation of duration of injection , and this same variation in injection duration.
  • This curve comprises a substantially linear part 15, in which the gain is constant, and a non-linear part 16 at low values of the injection duration (values less than the injection control duration corresponding to the lower limit of linearity TinfL ), and in which the local gain is rapidly variable.
  • the linear part 15 of the characteristic is determined not only by its constant slope or gain of the injector in this part, but also by an offset at the origin or offset Ot, at the intersection of the extrapolation or extension of the linear part 15 of the curve towards the origin with the abscissa axis indicating the injection times Tinj.
  • the mass MinfL which is injected for an injection control duration equal to the lower limit TinfL of the linear part 15 is equal to the sum of the masses injected during the transient phases corresponding to the establishment and cut-off phases respectively.
  • the injectors 2 of the same type are qualified by a theoretical characteristic of injector flow, determined, on the one hand, by a theoretical gain Gt and a theoretical offset Ot, to define the theoretical linear part 15 of the curve, and, on the other hand, by a theoretical non-linear part 16, stored in unit 5 in the form of tables or maps indicating the injected mass M for an injection control duration Tinj comprised between the lower limit of linearity TinfL and the theoretical offset Of and in the injection duration range corresponds to the non-linear part 16.
  • the method of the invention aims to determine in real time (engine 1 in operation) the local gain G, as defined above, in order to have a better knowledge of the masses injected as a function controlled injection durations, and taking into account the dispersions of characteristics from one injector to another, and / or variations in the characteristic of an injector as a function of time, in particular due to the aging of this injector.
  • the method makes it possible to learn the individual characteristic of an injector 2 considered, then by changing the injector considered, to learn the individual characteristics of all the injectors equipping the same engine.
  • the method of the invention comprises two main phases. These phases lead to determining the variation ⁇ M of the mass M of fuel which is injected into the engine 1 by all of the injectors 2, and which results from the application to the injector 2 for which the gain G, d is to be known.
  • an injection duration control which is different from that applied to the other injectors 2 of the engine 1, with respect to the mass of fuel injected into the engine 1 by all of the injectors 2 on which the same control is applied injection duration, preferably a normal injection duration, taking into account the operating point considered of the engine 1.
  • This variation in mass therefore corresponds to the contribution of the injector 2, the injection control duration of which has been modified relative to that of the other injectors 2.
  • the variation ⁇ M of the mass of fuel injected is determined, according to the method of the invention, taking into account a variation of a pressure drop in the supply circuit, in which the pressure drop results from a control of a disturbance in the operation of the pump 8, while the variation of the pressure drop results from the control of the different injection duration, applied on injector 2, whose gain G is to be known, for the duration of the disturbance.
  • This disturbance in the operation of the pump 8 preferably consists in stopping the operation of this pump, the flow of which is thus canceled, so that the pressure drop in the common rail 3 results from the continued application of commands injection injection times 2, the correspondence between the pressure drop in the rail 3 and the mass of fuel injected into the engine 1 being ensured in the unit 5 by a module 18 of behavior of the high pressure supply circuit , this module comprising a memory in which is stored, in the form of tables or maps, a law giving the variation in fuel mass in the high pressure circuit as a function of the pressure drop determined in this circuit during the stopping of the pump 8, and which can be constituted as described in French patent FR 2 803 875, to which reference will be made for further details on this subject.
  • the method consists in starting from of an operating point of the engine 1 in steady state and in a first learning phase, to be controlled by the unit 5 to cancel the flow of the high pressure pump 8, and to maintain this command for a predetermined number of engine cycles, this number being sufficient to obtain a first pressure variation, determinable with sufficient precision, in the common rail 3, while a number N of injections is applied during this time to all the injectors 2 of the engine 1, with the same injection control duration Tinj, for example normally established by the unit 5 as a function of the operating point of the engine 1.
  • a number N of injections is applied during this time to all the injectors 2 of the engine 1, with the same injection control duration Tinj, for example normally established by the unit 5 as a function of the operating point of the engine 1.
  • circuit behavior model stored in module 18 of unit 5 and based for example on the mass entering ramp 3 and imposed by high pressure pump 8 being determined by computer 17, and on the mass leaving the ramp 3 being injected into the motor 1, and also determined by the unit 5, as well as on the rigidity of the high pressure circuit, it corresponds to the pressure difference DP1 thus determined, a first mass M1 of fuel injected into engine 1 by all injectors 2.
  • a second phase of the process for learning the real gain of the injector 2 considered is initiated, and consists in reintroducing the same disturbance as previously on the operation of the high pressure pump 8, namely to cut its flow during a time interval corresponding to the same predetermined number of engine cycles as in the previous phase, and by controlling l application of the same number N of injections on all the injectors 2 as during the previous phase, but with a modification of a known value of the injection durations applied to the particular injector 2, which one seeks to determine the gain G, while we continue to apply to the other injectors 2 of the engine the same injection durations as during the previous phase, this is i.e. for the same number N of injections occurring during the same predetermined number of engine cycles, this latter number as well as the known value of the modification of the injection times being chosen to be also sufficient to obtain a second pressure variation, determinable with sufficient precision, in the
  • DP2 is greater than DP1
  • that module 18 of unit 5, in which the behavior model is recorded and memorized of the high pressure supply circuit corresponds to the pressure drop DP2 a second mass M2 of fuel having left this high pressure circuit, and therefore having been injected by the injectors 2 into the engine 1.
  • the practically instantaneous gain G of l injector 2 considered is then given, in the case hy simplified prosthetics specified above, by the following formula:
  • G is the local gain of the injector 2 to which the specific or different injection duration control has been applied
  • ⁇ M and ⁇ Tinj are the variations respectively of the masses injected and of the injection durations between the two phases
  • M1 and M2 are the masses of fuel injected, determined according to the behavior model of the high pressure circuit respectively during the first and the second of the two learning phases described above, N is the number of injections applied to the injector 2 considered during each of these two learning phases, and ⁇ Tinj is the variation of the injection time applied to the injector 2 considered, that is to say the difference T'inj - Tinj, where Tinj is the injection time, from normal preference, ordered during the first phase, and T'inj is the specific injection duration, greater in this example, ordered on the only injector 2 considered during the aforementioned second phase.
  • the two phases can be reversed, the mass injected M2 with specific injection duration being determined before the mass 1V11 with normal or reference injection duration, or the non-adjacent succession of the two phases can be repeated a certain number of times by alternating the order of the phases, but, in order to achieve good learning of the individual gain G of the injector 2 considered, this learning procedure must be repeated for a sufficient number of values of the control time, and for different stabilized engine operating points.
  • the process remains substantially as described above, except that the number of injections N applied during the first and second phases is not necessarily identical, each phase being interrupted when the corresponding pressure drop has reached a sufficient value to be measurable with a sufficient degree of precision.
  • the processing of the measurements consists in finding by calculation what the mass M1 would have been if, during the first phase, the integral of the fuel requirement of the engine had been the same as during the second learning phase. In this case, we start by identifying an operating condition of the motor 1 which is relatively stable, that is to say, for example, a time interval during which the difference between the values maximum and minimum of the injection duration (Tinj.max - Tinj.
  • the procedure is as follows: the first phase takes place as in the ideal example described above, namely that one introduces, in the control of the pump 8, a disturbance, namely the cut off in the flow rate of the pump 8, which causes a pressure drop in the common rail 3, and this disturbance is maintained during this first phase, at the end of which a first pressure variation DP1 is obtained in the ramp 3 (therefore ordering the same injection duration Tinj, not necessarily constant, applied to all the injectors 2 for all the injections carried out during this first phase).
  • the same disturbance namely the cutoff of its flow rate
  • this disturbance is maintained during this second phase, which is not necessarily of the same duration as the first, and at the end of which the second pressure variation DP2 is obtained in the common rail 3, by modifying the control of the single injector 2 for which it is desired to determine the local gain of a variation in injection duration ⁇ Tinj, for each of the injections carried out during this second learning phase.
  • the variation in injection duration ⁇ Tinj is not necessarily constant. In general, ⁇ Tinj is not constant, because, typically, this variation can be relative, and fixed at a few percent, for example 10%, of the duration of injection Tinj, which is precisely not strictly constant during the second learning phase.
  • the second phase takes place by therefore applying injection durations the sum of which is equal to ( ⁇ Tinj) 2 increased by ⁇ Tinj, where ⁇ Tinj is the sum of all the variations in injection duration applied to the injector 2 considered during the second phase, and ( ⁇ Tinj) 2 is the sum of all the injection times Tinj applied to all the injectors 2 during this same second phase.
  • ⁇ Tinj is the sum of all the variations in injection duration applied to the injector 2 considered during the second phase
  • ( ⁇ Tinj) 2 is the sum of all the injection times Tinj applied to all the injectors 2 during this same second phase.
  • the sum ( ⁇ Tinj) 2 has a value close to the sum ( ⁇ Tinj) 1, but differs from it, however, since the operating conditions of the motor probably changed during the course of the two phases and between them.
  • the second injected mass M2 determined as explained above, from the behavior model of the circuit and the second pressure drop DP2, can also be considered to be equal to:

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Abstract

Le procédé de détermination en temps réel du gain d'un injecteur (2) de carburant d'un moteur (1), alimenté par un circuit à volume fixé et sans retour permanent vers l'amont d'une pompe (8) reliée à une rampe commune (3) d'alimentation des injecteurs (2) commandés comme la pompe (8) par au moins un calculateur (5) est tel que le gain local d'au moins un injecteur (2) est déterminé d'après la variation de la masse du carburant injecté dans le moteur (1) par l'ensemble des injecteurs (2) et résultant de l'application sur ledit injecteur (2) considéré d'une commande de durée d'injection différente de celle appliquée sur le ou les autres injecteurs (2). Application à la détermination des caractéristiques de débit des injecteurs de moteurs à combustion interne.

Description

« PROCEDE DE DETERMINATION DU GAIN D'UN INJECTEUR DE CARBURANT »
L'invention concerne un procédé de détermination en temps réel du gain, ou débit statique, d'au moins un injecteur de carburant, du type à commande électrique, alimentant un moteur à combustion interne, et monté dans un circuit d'alimentation en carburant du moteur, ce circuit comprenant au moins une pompe, alimentée depuis un réservoir de carburant, et reliée à une rampe commune d'alimentation en carburant de chaque injecteur du moteur.
Plus précisément, chaque injecteur, dont le gain est à déterminer par le procédé selon l'invention, est monté dans un circuit d'alimentation du type à volume fixé et sans retour permanent de carburant depuis l'aval vers l'amont de ladite pompe qui est pilotée en débit, chaque injecteur et ladite pompe étant commandés par au moins un calculateur, appartenant généralement à une unité électronique de commande et contrôle moteur, de sorte qu'à chaque cycle du moteur la pompe délivre dans le circuit une masse de carburant connue du calculateur, et que chaque injecteur délivre audit moteur une masse de carburant injectée déterminée par une caractéristique de débit d'injecteur, exprimant la masse injectée selon une fonction croissante de la durée d'injection dudit injecteur, commandée par ledit calculateur, et pour laquelle il correspond, à chaque valeur de la durée d'injection, un gain local défini par un rapport d'une variation de masse injectée, consécutive à une variation de durée d'injection, à ladite variation de durée d'injection (le gain local correspondant ainsi à la pente locale en tout point de la courbe représentant la caractéristique de débit de Tinjecteur).
Les injecteurs de ce type sont généralement qualifiés par leur constructeur par une caractéristique théorique de débit d'injecteur, dont une partie sensiblement linéaire est déterminée par un gain théorique d'injecteur ainsi que par un décalage à l'origine théorique, ou offset théorique, correspondant à une durée de commande minimale pour une masse injectée nulle, et obtenue à l'intersection de l'extrapolation, vers l'origine des durées de commande, de la partie linéaire de la caractéristique avec l'axe des abscisses, exprimant les durées de commande, sur un diagramme plan sur lequel les masses injectées sont indiquées selon l'axe des ordonnées, tandis qu'une partie non linéaire de la caractéristique, aux faibles valeurs de la durée d'injection, peut être mémorisée dans le calculateur sous la forme de cartographie ou table théorique.
Des injecteurs de carburant à commande électrique de ce type peuvent équiper des moteurs diesel ou à allumage commandé, et être montés dans des circuits d'alimentation à injection directe ou indirecte. On sait que les injecteurs utilisés pour réaliser l'injection d'une quantité de carburant prédéterminée par un calculateur de contrôle moteur présentent des dispersions et des évolutions dans le temps de leurs caractéristiques, ce qui a pour conséquence que l'injection d'une masse donnée de carburant nécessite une commande de durée d'injection différente suivant l'injecteur commandé et l'âge de ce dernier. En effet, les dispersions des caractéristiques des injecteurs résultent des tolérances de fabrication des composants physiques des injecteurs, et donc de leurs dispersions dimensionnelles et de caractéristiques physiques, notamment les nombre et diamètre(s) des orifices d'injection des injecteurs, leurs orientations, la caractéristique élastique de leurs ressorts, etc ..., et l'évolution dans le temps des caractéristiques de débit des injecteurs résulte notamment du vieillissement des composants physiques des injecteurs.
Par ailleurs, la grande majorité des systèmes de commande et contrôle de l'injection, directe ou indirecte, équipant des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles assure un contrôle de richesse en boucle fermée, et en continu pendant le fonctionnement du moteur, à l'aide d'une sonde détectant la teneur en oxygène des gaz d'échappement du moteur, et reliée au calculateur, de façon à garantir le dosage du mélange air-carburant avec la grande précision qui est requise pour l'utilisation de catalyseurs trifonctionnels. Ce contrôle de richesse en boucle fermée permet de compenser de façon satisfaisante les dispersions de tous les composants qui interviennent dans la détermination du dosage air-carburant, et qui auraient un impact sur la performance en terme de contrôle des émissions dans les gaz d'échappement du moteur, si les dispersions précitées n'étaient pas compensées. Les composants concernés sont ceux qui permettent de calculer le débit d'air d'admission au moteur et de piloter le débit de carburant injecté dans le moteur, de sorte que ces composants comprennent les injecteurs. Mais, à moins de stratégies particulières, les contrôles de richesse en boucle fermée ne permettent pas d'identifier les caractéristiques de chacun des composants concernés, que ce soit de façon globale ou individuelle. Autrement dit, le dosage du mélange air-carburant consiste à piloter un débit d'air d'admission au moteur et un débit de carburant correspondant, et les contrôles de richesse en boucle fermée permettent de compenser le rapport du débit d'air au débit de carburant, sans identifier la part de correction à apporter au débit d'air ou au débit de carburant, et, en outre, ces contrôles de richesse ne permettent pas de calculer une correction individualisée pour chaque cylindre, et donc chaque injecteur.
Le problème à la base de l'invention consiste donc, à partir de la connaissance d'une caractéristique théorique de débit d'injecteur, de déterminer en temps réel le gain d'au moins un injecteur de carburant d'un moteur, afin de faire l'apprentissage de la relation qui existe entre la masse de carburant injectée et la durée de commande d'au moins un injecteur considéré, au cours de phases d'apprentissage qui se déroulent régulièrement, au cours du fonctionnement du moteur, sur des points de fonctionnement qui ne sont pas nécessairement en régime stabilisé, et pendant des périodes d'apprentissage suffisamment courtes pour que le conducteur du véhicule ne ressente pas de modification du fonctionnement du moteur qui serait due à ces phases d'apprentissage.
Le but de l'invention est donc de permettre une meilleure connaissance de la caractéristique de débit d'au moins un injecteur d'un moteur en fonctionnement par une détermination en temps réel du gain de l'injecteur considéré, afin d'avoir un suivi de l'évolution de la caractéristique individuelle de débit de chaque injecteur. Il est particulièrement intéressant de faire l'apprentissage du gain en temps réel pour une meilleure connaissance de la caractéristique de débit d'injecteur sur les moteurs équipés de systèmes d'injection directe fonctionnant en mélange pauvre, car, par rapport aux systèmes d'injection indirecte, d'une part les injecteurs peuvent être sollicités dans des zones à faible durée d'injection commandée, où la loi de débit est fortement dispersée (zone non linéaire de la caractéristique de débit d'injecteur), et, d'autre part, les erreurs sur la masse de carburant injectée sont ressenties proportionnellement sur le couple interne développé par le moteur, ce qui est source d'inconfort pour les passagers du véhicule.
A l'effet de remédier aux inconvénients précités, le procédé selon l'invention de détermination en temps réel du gain d'au moins un injecteur de carburant à commande électrique, alimentant un moteur à combustion interne et monté dans un circuit d'alimentation en carburant du type présenté ci- dessus, se caractérise en ce qu'il comprend au moins une étape consistant à déterminer le gain local dudit au moins un injecteur considéré d'après la variation de la masse de carburant injectée dans ledit moteur par l'ensemble des injecteurs résultant de l'application sur ledit au moins un injecteur considéré d'une commande de durée d'injection différente de celle appliquée sur le ou les autres injecteurs.
Avantageusement de plus, ce procédé comprend au moins une étape consistant à déterminer ladite variation de la masse de carburant injectée dans ledit moteur en prenant en compte une variation d'une chute de pression dans ledit circuit d'alimentation, laquelle chute de pression résulte d'une commande d'une perturbation du fonctionnement de ladite pompe, ladite variation de la chute de pression résultant de ladite commande de durée d'injection différente pendant ladite perturbation.
La mise en œuvre de ce procédé procure l'avantage de permettre, sans avoir à réaliser les injecteurs, et donc leurs composants, avec des tolérances très serrées, et ainsi sans augmenter le coût du système d'injection, de garantir une plus grande exactitude de la masse de carburant injectée dans chaque cylindre du moteur, et, par voie de conséquence, de garantir l'exactitude du dosage air-carburant et du couple développé par le moteur. Il en résulte un bon contrôle des émissions dans les gaz d'échappement, et un meilleur agrément de conduite du véhicule automobile. On peut ainsi se contenter d'équiper le moteur d'injecteurs moins performants, car la mise en œuvre du procédé selon l'invention permet de compenser les dispersions au niveau des composants physiques des injecteurs.
Dans un mode de réalisation préféré, car approprié aux conditions réelles de fonctionnement du moteur, dans lesquelles le besoin en carburant du moteur n'est pas rigoureusement stable au cours de phases sensiblement successives de fonctionnement du moteur, le procédé de l'invention comprend au moins les étapes consistant, pendant le fonctionnement du moteur, à : a) identifier une condition de fonctionnement du moteur relativement stable, dans laquelle la durée d'injection moyenne appliquée Tinj.moy est égale à la valeur d'une durée d'injection Tinj pour laquelle on souhaite définir le gain local G, et, tant que la condition de stabilité est observée, b) introduire, dans la commande de ladite pompe, une perturbation de nature à provoquer une chute de pression dans ladite rampe commune, et maintenir ladite perturbation pendant une première phase, à la fin de laquelle est obtenue une première variation de pression DP1 , c) déterminer une première masse de carburant M1 injectée par l'ensemble des injecteurs du moteur et correspondant à ladite première variation de pression DP1 , d) calculer un gain local moyen Gmoy de l'ensemble des injecteurs comme étant égal au rapport de la première masse de carburant 1 à la somme (∑Tinjl) de toutes les durées d'injection Tinj appliquées à tous les injecteurs pendant ladite première phase, e) introduire dans la commande de ladite pompe la même perturbation et la maintenir pendant une deuxième phase, à la fin de laquelle est obtenue une seconde variation de pression DP2 dans la rampe commune, en modifiant la commande de l'injecteur dont on veut déterminer le gain local d'une variation δTinj pour chacune des injections effectuées pendant ladite deuxième phase, et telle que la somme des variations de durée d'injection appliquées pendant la deuxième phase sur ledit injecteur est égale à ∑δTinj, f) déterminer une seconde masse de carburant M2 injectée par l'ensemble des injecteurs du moteur et correspondant à ladite seconde variation de pression DP2, et considérer que ladite seconde masse M2 est égale à :
M2 = Gmoy x (∑Tinj)2 + (∑δTinj) x G où (∑Tinj)2 est la somme de toutes les durées d'injection Tinj appliquées pendant ladite deuxième phase, et G est le gain local dudit injecteur considéré, et g) calculer ledit gain local G dudit injecteur considéré par la formule :
G = M2 - Gmov x (7Tini)2 . ∑δTinj
Compte-tenu de ce que le gain d'une caractéristique de débit d'injecteur dépend, entre autres paramètres, de la pression d'air dans le collecteur d'admission au moteur, qui conditionne la charge du moteur, donc la durée d'injection appliquée (Tinj), et la pression de carburant qui peut être variable, le procédé selon l'invention consiste de plus à renouveler les étapes a) à g) présentées ci-dessus pour différents points de fonctionnement du moteur et/ou pour une pluralité de valeurs différentes des durées d'injection correspondant à différentes parties de la caractéristique de débit d'injecteur, de sorte à déterminer le gain individuel dudit au moins un injecteur considéré. L'apprentissage du gain est ainsi réalisé pour différents points de fonctionnement du moteur.
Lorsque le procédé selon l'invention est mis en œuvre sur un circuit d'alimentation en carburant du moteur qui est un circuit d'injection directe, dans lequel ladite rampe commune est alimentée par une pompe à haute pression, elle-même alimentée par une pompe de gavage reliée audit réservoir, il est avantageux que ladite perturbation dans la commande de la pompe à haute pression consiste à provoquer un arrêt de ladite pompe à haute pression. Dans ce cas, conformément aux enseignements du brevet FR 2 803 875 de la Demanderesse, la détermination desdites première et deuxième masses de carburant injectées par l'ensemble des injecteurs du moteur en correspondance avec ladite détermination desdites première et deuxième variations de pression est avantageusement assurée au moyen d'un modèle de comportement du circuit d'alimentation. Comme proposé dans le brevet français précité, le modèle de comportement du circuit peut être un modèle qui prend en compte le débit ou la masse entrant dans la rampe commune, imposé(e) par la pompe à haute pression et déterminé(e) par le calculateur, le débit ou la masse sortant de la rampe commune et injecté(e) dans le moteur, et également déterminé(e) par le calculateur, ainsi que la rigidité du circuit.
Le procédé de l'invention peut ainsi consister à déterminer le gain individuel d'un seul injecteur du moteur à la fois, en appliquant à ce seul injecteur des commandes de durées d'injection différentes de celles appliquées aux autres injecteurs du moteur, pendant ladite seconde phase du procédé. Dans ce dernier cas, il est avantageux que le procédé consiste à déterminer, en succession, le gain individuel de chacun des injecteurs d'un même moteur en fonctionnement, afin d'optimiser la contribution de chaque injecteur à l'alimentation du cylindre correspondant du moteur.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'un exemple de réalisation décrit en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est un schéma d'un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile par injection directe, pour la mise en œuvre du procédé de l'invention, - la figure 2 représente une caractéristique de débit d'un injecteur du circuit de la figure 1 , et
- la figure 3 représente l'évolution de la pression dans la rampe commune du circuit de la figure 1 , en fonction du temps, dans le cas de deux chutes de pression provoquées par l'arrêt de la pompe du circuit de la figure 1 , et dont chacune est obtenue pour l'une respectivement de deux durées différentes d'injection, commandées pour un nombre d'injections, pouvant être le même ou différent, sur un même injecteur. Sur la figure 1 est représenté schématiquement un moteur à combustion interne 1 pour véhicule automobile. Par exemple, le moteur considéré 1 est un moteur à quatre cylindres en ligne, à allumage commandé et à cycle moteur à quatre temps, alimenté en carburant par injection dite directe, bien que le procédé de l'invention soit applicable à un moteur à injection indirecte et/ou de type diesel.
L'injection de carburant est assurée dans chaque cylindre du moteur 1 par l'un respectivement des quatre injecteurs 2.
Ces injecteurs 2 sont alimentés en carburant à haute pression par une rampe commune de carburant 3, dans laquelle la pression de carburant est mesurée, au moins à certains instants du cycle moteur, par un capteur de pression 4 transmettant le signal de pression mesurée à une unité de contrôle moteur 5.
L'unité de contrôle moteur 5 est une unité électronique commandant l'injection du carburant dans le moteur 1 , en commandant par le faisceau de conducteurs électriques de commande 6 des instants et durées de commande d'injection des injecteurs 2, ainsi que l'allumage dans les cylindres du moteur 1 , dans l'exemple considéré d'un moteur à allumage commandé, et, éventuellement, d'autres fonctions, telles que la commande d'admission d'air au moteur, par l'intermédiaire d'un corps papillon motorisé, en fonction notamment de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, et d'autres fonctions de sécurité, telles qu'antidérapage, antipatinage et/ou antiblocage des roues du véhicule. Cette unité électronique 5 comprend, de manière bien connue, au moins un calculateur avec des moyens de calcul, des moyens de mémoire et des moyens de comparaison notamment, et dans sa fonction de commande de l'injection, l'unité 5 commande et contrôle la quantité de carburant injectée par chacun des injecteurs 2 dans le cylindre correspondant du moteur 1 , en fonction des temps moteur dans chacun des cylindres, des paramètres et conditions de fonctionnement du moteur, en particulier de son régime, de sa charge ou encore de sa température, et de la demande en carburant, en fonction notamment du débit d'admission d'air dans le moteur 1 et du couple que doit développer le moteur, ces paramètres étant entrés en 7 dans l'unité 5 de contrôle moteur.
La rampe commune 3 est alimentée en carburant à haute pression par une pompe à haute pression 8, pilotée en débit et reliée à la rampe 3 par une conduite 9, dans laquelle le carburant s'écoule dans le sens de la flèche F1 , et l'unité de contrôle moteur 5 pilote la pompe haute pression 8 par la liaison logique 10 et détermine ainsi la masse de carburant envoyée par la pompe haute pression 8 dans la rampe 3, à chaque cycle du moteur 1.
La pompe haute pression 8 est entraînée en rotation par le moteur 1 par l'intermédiaire d'une liaison mécanique schématisée en 11 , de manière connue en soi. La pompe haute pression 8 est elle-même alimentée en carburant par un circuit de gavage comprenant, de l'amont vers l'aval, un réservoir de carburant 12, une pompe de gavage ou pompe à basse pression 13, immergée dans le réservoir 12 et alimentée à travers un filtre (non représenté), et un régulateur de pression de carburant 14, dont une sortie permet de retourner du carburant en excès dans le réservoir 12, et dont une autre sortie est reliée à l'admission de la pompe haute pression 8, au niveau de laquelle est implantée une électrovanne (non représentée) commandée en tout ou rien depuis l'unité 5 par la liaison logique 10, de sorte que le débit de carburant de la pompe haute pression 8 est connu de l'unité de contrôle 5, laquelle peut commander cette électrovanne d'entrée de façon à imposer à la pompe haute pression 8 un débit nul.
Le circuit d'alimentation du moteur 1 en carburant par injection directe est ainsi un circuit haute pression, comprenant la pompe haute pression 8 et les organes en aval de cette dernière, à savoir la conduite 9 et la rampe commune 3, et ce circuit haute pression, qui est un circuit de volume fixé et sans retour permanent de carburant ou sans recirculation de carburant de l'aval vers l'amont de la pompe haute pression 8, est alimenté par un circuit de gavage à basse pression, en amont de la pompe haute pression 8, et comprenant le réservoir 12, la pompe 13 et le régulateur 14.
Ainsi, la masse de carburant présente dans le circuit haute pression ne résulte que des actions de remplissage par la pompe haute pression 8 et d'injection de carburant dans le moteur 1 par les injecteurs 2, ces actions étant contrôlées par l'unité 5.
La caractéristique de débit d'un injecteur 2, exprimant la masse de carburant injecté ivl en fonction de la durée de commande d'injection Tinj, déterminée par l'unité 5, correspond à une fonction croissante dont la courbe, représentée sur la figure 2, a une pente égale au gain local G de l'injecteur, qui est associé à toute valeur de la durée d'injection et défini par le rapport entre une variation de masse injectée à la suite d'une petite variation de durée d'injection, et cette même variation de durée d'injection. Cette courbe comprend une partie sensiblement linéaire 15, dans laquelle le gain est constant, et une partie non linéaire 16 aux faibles valeurs de la durée d'injection (valeurs inférieures à la durée de commande d'injection correspondant à la limite inférieure de linéarité TinfL), et dans laquelle le gain local est rapidement variable. La partie linéaire 15 de la caractéristique est déterminée non seulement par sa pente ou gain constant de l'injecteur dans cette partie, mais également par un décalage à l'origine ou offset Ot, à l'intersection de l'extrapolation ou prolongation de la partie linéaire 15 de la courbe vers l'origine avec l'axe des abscisses indiquant les durées d'injection Tinj. On sait que la masse MinfL qui est injectée pour une durée de commande d'injection égale à la limite inférieure TinfL de la partie linéaire 15 est égale à la somme des masses injectées pendant les phases transitoires correspondant aux phases respectivement d'établissement et de coupure du débit instantané d'un injecteur 2 provoquées respectivement par l'ouverture et la fermeture de l'injecteur résultant des déplacements d'un obturateur respectivement à l'établissement et à la coupure d'un courant d'excitation dans une bobine de l'injecteur à commande électromagnétique, et faisant suite respectivement au début et à la fin d'un ordre logique de commande d'injection élaboré dans l'unité 5 et transmis par cette dernière à l'injecteur 2 considéré par le conducteur correspondant du faisceau 6.
En général, les injecteurs 2 d'un même type sont qualifiés par une caractéristique théorique de débit d'injecteur, déterminée, d'une part, par un gain théorique Gt et un offset théorique Ot, pour définir la partie linéaire théorique 15 de la courbe, et, d'autre part, par une partie non linéaire 16 théorique, mémorisée dans l'unité 5 sous la forme de tables ou de cartographies indiquant la masse injectée M pour une durée de commande d'injection Tinj comprise entre la limite inférieure de linéarité TinfL et l'offset théorique Of et dans la plage de durée d'injection correspond à la partie non linéaire 16.
Partant de cette caractéristique théorique, le procédé de l'invention a pour but de déterminer en temps réel (moteur 1 en fonctionnement) le gain local G, tel que défini ci-dessus, afin d'avoir une meilleure connaissance des masses injectées en fonction des durées d'injection commandées, et en tenant compte des dispersions de caractéristiques d'un injecteur à l'autre, et/ou des variations de la caractéristique d'un injecteur en fonction du temps, en raison notamment du vieillissement de cet injecteur. Le procédé permet de faire l'apprentissage de la caractéristique individuelle d'un injecteur 2 considéré, puis en changeant d'injecteur considéré, de faire l'apprentissage des caractéristiques individuelles de tous les injecteurs équipant un même moteur.
Pour faire l'apprentissage du gain local d'un injecteur 2 considéré individuellement, sur un point de fonctionnement du moteur 1 , le procédé de l'invention comprend deux phases principales. Ces phases conduisent à déterminer la variation ΔM de la masse M de carburant qui est injectée dans le moteur 1 par l'ensemble des injecteurs 2, et qui résulte de l'application sur l'injecteur 2 dont on veut connaître le gain G, d'une commande de durée d'injection qui est différente de celle appliquée sur les autres injecteurs 2 du moteur 1 , par rapport à la masse de carburant injecté dans le moteur 1 par l'ensemble des injecteurs 2 sur lesquels est appliquée la même commande de durée d'injection, de préférence une durée d'injection normale, compte tenu du point de fonctionnement considéré du moteur 1. Cette variation de masse correspond donc à la contribution de l'injecteur 2 dont on a modifié la durée de commande d'injection par rapport à celle des autres injecteurs 2. La variation ΔM de la masse de carburant injectée est déterminée, selon le procédé de l'invention, en prenant en compte une variation d'une chute de pression dans le circuit d'alimentation, dans lequel la chute de pression résulte d'une commande d'une perturbation du fonctionnement de la pompe 8, alors que la variation de la chute de pression résulte de la commande de la durée d'injection différente, appliquée sur l'injecteur 2, dont on veut connaître le gain G, pendant la durée de la perturbation.
Cette perturbation du fonctionnement de la pompe 8 consiste de préférence en l'arrêt du fonctionnement de cette pompe, dont le débit est ainsi annulé, de sorte que la chute de pression dans la rampe commune 3 résulte de la poursuite de l'application de commandes de durées d'injection aux injecteurs 2, la correspondance entre la chute de pression dans la rampe 3 et la masse de carburant injectée dans le moteur 1 étant assurée dans l'unité 5 par un module 18 de comportement du circuit d'alimentation haute pression, ce module comportant une mémoire dans laquelle est mémorisée, sous la forme de tables ou de cartographies, une loi donnant la variation de masse de carburant dans le circuit haute pression en fonction de la chute de pression déterminée dans ce circuit pendant l'arrêt de la pompe 8, et pouvant être constitué comme décrit dans le brevet français FR 2 803 875, auquel on se reportera pour davantage de précisions à ce sujet.
A titre d'exemple simplifié, pour faciliter la compréhension de l'invention, dans un mode de mise en œuvre idéal, en supposant que le besoin en carburant du moteur est stable au cours des phases d'apprentissage, le procédé consiste, à partir d'un point de fonctionnement du moteur 1 en régime stabilisé et dans une première phase d'apprentissage, à commander par l'unité 5 l'annulation du débit de la pompe haute pression 8, et à maintenir cette commande pendant un nombre prédéterminé de cycles moteur, ce nombre étant suffisant pour obtenir une première variation de pression, déterminable avec une précision suffisante, dans la rampe commune 3, tandis qu'un nombre N d'injections est appliqué pendant ce temps à tous les injecteurs 2 du moteur 1 , avec une même durée de commande d'injection Tinj, par exemple normalement établie par l'unité 5 en fonction du point de fonctionnement du moteur 1. Sur la figure 3, qui représente l'évolution de la pression P en fonction du temps t dans la rampe commune 3, on constate que la pression P chute de PO, à partir de l'instant tO d'arrêt de la pompe 8, jusqu'à P1 au temps t1 correspondant à la fin de la période de blocage du débit de la pompe 8, et donc après le nombre prédéterminé de cycles moteur correspondant au nombre N d'injections sur tous les injecteurs 2 ; la pression P a donc chuté d'une valeur DP1 par rapport à la pression initiale PO dans la rampe 3. Cette variation de pression DP1 = P1-P0 est mesurée par le capteur 4.
Grâce au modèle de comportement du circuit, mémorisé dans le module 18 de l'unité 5 et s'appuyant par exemple sur la masse entrant dans la rampe 3 et imposée par la pompe haute pression 8 en étant déterminée par le calculateur 17, et sur la masse sortant de la rampe 3 en étant injectée dans le moteur 1 , et également déterminée par l'unité 5, ainsi que sur la rigidité du circuit haute pression, il correspond à la différence de pression DP1 ainsi déterminée, une première masse M1 de carburant injectée dans le moteur 1 par tous les injecteurs 2.
Après suppression de la perturbation du fonctionnement de la pompe haute pression 8, et reprise d'un fonctionnement normal du moteur 1 sur le point de fonctionnement stabilisé considéré, une seconde phase du procédé d'apprentissage du gain réel de l'injecteur 2 considéré est initiée, et consiste à réintroduire la même perturbation que précédemment sur le fonctionnement de la pompe haute pression 8, à savoir à couper son débit pendant un intervalle de temps correspondant au même nombre prédéterminé de cycles moteur que dans la phase précédente, et en commandant l'application du même nombre N d'injections sur tous les injecteurs 2 qu'au cours de la phase précédente, mais avec une modification d'une valeur connue des durées d'injection appliquées sur l'injecteur particulier 2, dont on cherche à déterminer le gain G, alors que l'on continue à appliquer aux autres injecteurs 2 du moteur les mêmes durées d'injection qu'au cours de la phase précédente, c'est-à-dire pour le même nombre N d'injections intervenant pendant le même nombre prédéterminé de cycles moteur, ce dernier nombre ainsi que la valeur connue de la modification des durées d'injection étant choisis pour être également suffisant pour obtenir une deuxième variation de pression, déterminable avec une précision suffisante, dans la rampe commune 3.
Sur la figure 3, cette seconde phase d'apprentissage correspond, après l'arrêt de la pompe 8 à l'instant tO, et jusqu'à l'instant t1 postérieur, à la variation de pression DP2 = PO - P2, où PO est la pression initiale dans la rampe 3 et P2 la pression dans cette même rampe 3 à l'instant t1 , dans le cas d'une valeur modifiée des durées d'injection appliquées sur l'injecteur 2 considéré, qui est supérieure (par exemple de 10 %) à la valeur de la durée d'injection appliquée aux autres injecteurs 2. Il en résulte que DP2 est supérieur à DP1 , et que le module 18 de l'unité 5, dans lequel est enregistré et mémorisé le modèle de comportement du circuit d'alimentation haute pression, fait correspondre à la chute de pression DP2 une seconde masse M2 de carburant ayant quittée ce circuit haute pression, et donc ayant été injectée par les injecteurs 2 dans le moteur 1. Le gain G pratiquement instantané de l'injecteur 2 considéré est alors donné, dans le cas hypothétique simplifié précisé ci-dessus, par la formule suivante :
ΔM M2 - M1
G = ΔTinj NδTinj dans laquelle :
G est le gain local de l'injecteur 2 auquel il a été appliqué la commande spécifique ou différente de durée d'injection, ΔM et ΔTinj sont les variations respectivement des masses injectées et des durées d'injection entre les deux phases,
M1 et M2 sont les masses de carburant injectées, déterminées d'après le modèle de comportement du circuit haute pression respectivement lors de la première et de la deuxième des deux phases d'apprentissage décrites ci- dessus, N est le nombre d'injections appliquées à l'injecteur 2 considéré pendant chacune de ces deux phases d'apprentissage, et δTinj est la variation de la durée d'injection appliquée à l'injecteur 2 considéré, c'est-à-dire la différence T'inj - Tinj, où Tinj est la durée d'injection, de préférence normale, commandée pendant la première phase, et T'inj est la durée d'injection spécifique, supérieure dans cet exemple, commandée sur le seul injecteur 2 considéré pendant la deuxième phase précitée.
Il est à noter que les deux phases peuvent être inversées, la masse injectée M2 avec durée d'injection spécifique étant déterminée avant la masse 1V11 avec durée d'injection normale ou de référence, ou encore la succession non adjacente des deux phases peut être répétée un certain nombre de fois en alternant l'ordre des phases, mais, pour parvenir à un bon apprentissage du gain individuel G de l'injecteur 2 considéré, cette procédure d'appren- tissage doit être renouvelée pour un nombre suffisant de valeurs de la durée de commande, et pour différents points de fonctionnement stabilisés du moteur.
En considérant à présent le cas plus réel, dans lequel le besoin en carburant du moteur n'est pas rigoureusement stable au cours des deux phases successives d'apprentissage, ou, plus précisément, dans lequel les intégrales du profil de besoin en carburant du moteur, pendant la durée des deux phases, ne sont pas identiques, on comprend que la différence M2-M1 du numérateur de la formule donnée ci-dessus est due non seulement à l'application de la commande d'une durée d'injection spécifique sur l'injecteur 2 dont on veut déterminer le gain, mais aussi au fait que le moteur 1 n'a pas présenté la même demande en carburant pendant les deux phases.
Le procédé reste sensiblement tel que décrit ci-dessus, mis à part que le nombre d'injections N appliquées durant les première et seconde phases n'est pas nécessairement identique, chaque phase étant interrompue lorsque la baisse de pression correspondante a atteint une valeur suffisante pour être mesurable avec un degré suffisant de précision. Le traitement des mesures consiste à retrouver par calcul ce qu'aurait été la masse M1 si, pendant la première phase, l'intégrale du besoin en carburant du moteur avait été la même que pendant la seconde phase d'apprentissage. Dans ce cas, on commence par identifier une condition de fonctionnement du moteur 1 qui est relativement stable, c'est-à-dire, par exemple, un intervalle de temps au cours duquel la différence entre les valeurs maximum et minimum de la durée d'injection (Tinj.max - Tinj. min) reste inférieure à un seuil, et la durée d'injection moyenne Tinj.moy appliquée dans cette condition est égale à la valeur de la durée d'injection Tinj pour laquelle le gain local G de l'injecteur 2 considéré doit être défini. Puis, tant que cette condition de stabilité est observée, on procède de la manière suivante : la première phase se déroule comme dans l'exemple idéal décrit ci-dessus, à savoir qu'on introduit, dans la commande de la pompe 8, une perturbation, à savoir la coupure du débit de la pompe 8, qui provoque une chute de pression dans la rampe commune 3, et cette perturbation est maintenue pendant cette première phase, à la fin de laquelle on obtient une première variation de pression DP1 dans la rampe 3 (en commandant donc une même durée d'injection Tinj, pas nécessairement constante, appliquée à tous les injecteurs 2 pour toutes les injections effectuées pendant cette première phase). Puis, la première masse de carburant M1 injectée par l'ensemble des injecteurs 2 du moteur 1 , et correspondant à la première variation de pression DP1 , est déterminée par application du modèle de comportement du circuit. Si (∑Tinj)1 représente la somme de toutes les durées d'injection appliquées à tous les injecteurs 2 pendant la première phase, on calcule un gain local moyen Gmoy, tel que Gmoy = M1 (∑Tinj)1
Puis, pendant la seconde phase, on introduit à nouveau dans la commande de la pompe 8 la même perturbation, à savoir la coupure de son débit, et on maintient cette perturbation pendant cette seconde phase, qui n'est pas nécessairement de la même durée que la première, et à la fin de laquelle on obtient la seconde variation de pression DP2 dans la rampe commune 3, en modifiant la commande du seul injecteur 2 dont on veut déterminer le gain local d'une variation de durée d'injection δTinj, pour chacune des injections effectuées pendant cette seconde phase d'apprentissage. II faut noter que la variation de durée d'injection δTinj n'est pas nécessairement constante. En général, δTinj n'est pas constant, car, de manière typique, cette variation peut être relative, et fixée à quelques pourcents, par exemple 10 %, de la durée d'injection Tinj, laquelle n'est précisément par rigoureusement constante pendant la seconde phase d'apprentissage.
La seconde phase se déroule en appliquant donc des durées d'injection dont la somme est égale à (∑Tinj)2 augmentée de ∑δTinj, où δTinj est la somme de toutes les variations de durée d'injection appliquées à l'injecteur 2 considéré pendant la deuxième phase, et (∑Tinj)2 est la somme de toutes les durées d'injection Tinj appliquées à tous les injecteurs 2 pendant cette même deuxième phase. A l'aide du modèle de comportement du circuit, on détermine la seconde masse de carburant M2 injecté par l'ensemble des injecteurs 2 du moteur 1 , au cours de la seconde phase, et qui correspond à la seconde variation de pression DP2.
La somme (∑Tinj)2 a une valeur voisine de la somme (∑Tinj)1 , mais en diffère cependant, car les conditions de fonctionnement du moteur ont vraisemblablement changé au cours du déroulement des deux phases et entre ces dernières.
La seconde masse injectée M2, déterminée comme expliqué ci-dessus, à partir du modèle de comportement du circuit et de la seconde chute de pression DP2, peut également être considérée comme égale à :
M2 = Gmoy x (∑Tinj)2 + (∑δTinj) x G de sorte que le gain G de l'injecteur considéré, sur lequel a été appliquée la variation de durée d'injection (par exemple l'augmentation) δTinj, se calcule par la formule : G = M2 - Gmoy x (TTini)2 ∑δTinj
On constate que, par rapport à la formule donnée pour le cas hypothétique simplifié décrit ci-dessus, la première masse injectée M1 a été remplacée par Gmoy x (∑Tinj)2, qui représente ce qu'aurait été la première masse injectée M1 , si l'intégrale du profil du besoin en carburant du moteur au cours de la première phase d'apprentissage avait été identique à l'intégrale du profil du besoin en carburant du moteur au cours de la seconde phase d'apprentissage. Les différentes valeurs de M déterminées et de δTinj, ∑δTinj, (∑Tinj)1 , (∑Tinj)2 et Gmoy, commandées ou calculées sont mémorisées et réactualisées cycliquement pour suivre en temps réel les variations du gain G. Ce procédé d'apprentissage est en fait applicable sur n'importe quel point de la caractéristique de débit d'injecteur, c'est-à-dire non seulement sur n'importe quel point de sa partie linéaire 15 (voir figure 2) mais également sur n'importe quel point de sa partie non linéaire 16, pour de faibles valeurs de la durée de commande d'injection, lorsque le moteur 1 fonctionne au ralenti ou dans des zones de fonctionnement à faible charge. Après détermination du gain individuel d'un injecteur considéré 2 du moteur 1 , en appliquant à ce seul injecteur 2, comme décrit ci-dessus, des commandes de durées d'injection T'inj différentes de celles Tinj appliquées aux autres injecteurs du moteur, pendant l'une des deux phases au cours desquelles le débit de la pompe haute pression 8 est maintenu nul pour provoquer des chutes de pression dans la rampe 3, on peut successivement déterminer le gain individuel de chacun des autres injecteurs 2 de ce même moteur 1.
On peut ainsi piloter l'injection en tenant compte d'un gain individuel, spécifique à chacun des injecteurs 2. Comme les paramètres déterminant la caractéristique dépendent de la pression, en particulier de la pression de carburant, la répétition du processus d'apprentissage pour différents points de fonctionnement permet d'assurer un balayage en pression, pour une meilleure détermination du gain individuel local ses injecteurs 2, et on obtient ainsi une meilleure connaissance de la caractéristique individuelle de débit des injecteurs 2, en adoptant le gain déterminé en temps réel et en conservant l'offset théorique Ot, lequel peut en outre être avantageusement remplacé par un offset réel, dont l'apprentissage est obtenu par une stratégie appropriée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de détermination en temps réel du gain d'au moins un injecteur (2) de carburant à commande électrique, alimentant un moteur à combustion interne (1 ), et monté dans un circuit d'alimentation en carburant dudit moteur (1 ), ledit circuit comprenant au moins une pompe (8), alimentée depuis un réservoir (12) de carburant, et reliée à une rampe commune (3) d'alimentation en carburant de chaque injecteur (2) du moteur (1 ), ledit circuit étant du type à volume fixé et sans retour permanent de carburant depuis l'aval vers l'amont de ladite pompe (8), pilotée en débit, chaque injecteur (2) et ladite pompe (8) étant commandés par au moins un calculateur (5), de sorte qu'à chaque cycle du moteur ladite pompe (8) délivre dans ledit circuit une masse de carburant connue du calculateur (5), et que chaque injecteur (2) délivre audit moteur (1 ) une masse de carburant injectée (M) déterminée par une caractéristique de débit d'injecteur exprimant la masse injectée (M) selon une fonction croissante de la durée d'injection (Tinj) dudit injecteur, (2) commandée par ledit calculateur (5), et pour laquelle il correspond, à chaque valeur de la durée d'injection (Tinj), un gain local (G) défini par un rapport d'une variation de masse injectée, consécutive à une variation de durée d'injection, à ladite variation de durée d'injection, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape consistant à déterminer le gain local (G) dudit au moins un injecteur (2) considéré d'après la variation (ΔM) de la masse de carburant injectée (M) dans ledit moteur (1 ) par l'ensemble des injecteurs (2) résultant de l'application sur ledit au moins un injecteur (2) considéré d'une commande de durée d'injection (T'inj) différente de celle (Tinj) appliquée sur le ou les autres injecteurs (2).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape consistant à déterminer ladite variation .(ΔM) de la masse de carburant injectée dans ledit moteur (1) en prenant en compte une variation d'une chute de pression (DP1 , DP2) dans ledit circuit d'alimentation, laquelle chute de pression (DP1 , DP2) résulte d'une commande d'une perturbation du fonctionnement de ladite pompe (8), ladite variation de la chute de pression résultant de ladite commande de durée d'injection différente (T'inj) pendant ladite perturbation.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes consistant, pendant le fonctionnement du moteur (1), à : a) identifier une condition de fonctionnement du moteur (1) relativement stable, dans laquelle la durée d'injection moyenne appliquée (Tinj.moy) est égale à la valeur d'une durée d'injection (Tinj) pour laquelle on souhaite définir le gain local (G), et, tant que la condition de stabilité est observée, b) introduire, dans la commande de ladite pompe (8), une perturbation de nature à provoquer une chute de pression dans ladite rampe commune (3), et maintenir ladite perturbation pendant une première phase, à la fin de laquelle est obtenue une première variation de pression (DP1), c) déterminer une première masse de carburant (M1) injectée par l'ensemble des injecteurs (2) du moteur (1) et correspondant à ladite première variation de pression (DP1), d) calculer un gain local moyen (Gmoy) de l'ensemble des injecteurs (2) comme étant égal au rapport de la première masse de carburant (M1 ) à la somme (∑Tinj)1 de toutes les durées d'injection (Tinj) appliquées à tous les injecteurs (2) pendant ladite première phase, e) introduire dans la commande de ladite pompe (8) la même perturbation et la maintenir pendant une deuxième phase, à la fin de laquelle est obtenue une seconde variation de pression (DP2) dans la rampe commune (3), en modifiant la commande de l'injecteur (2) dont on veut déterminer le gain local d'une variation (δTinj) pour chacune des injections effectuées pendant ladite deuxième phase, et telle que la somme des variations de durée d'injection appliquées pendant la deuxième phase sur ledit injecteur (2) est égale à ∑δTinj , f) déterminer une seconde masse de carburant (M2) injectée par l'ensemble des injecteurs (2) du moteur (1 ) et correspondant à ladite seconde variation de pression (DP2), et considérer que ladite seconde masse (M2) est égale à :
M2 = Gmoy x (∑Tinj)2 + (∑δTinj) x G où (∑Tinj)2 est la somme de toutes les durées d'injection (Tinj) appliquées pendant ladite deuxième phase, et G est le gain local dudit injecteur (2) considéré, et g) calculer ledit gain local (G) dudit injecteur (2) considéré par la formule : G = M2 - Gmoy x (TTini)2
∑δTinj
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à renouveler les étapes a) à g) pour différents points de fonctionnement du moteur (1) et/ou pour une pluralité de valeurs différentes des durées d'injection (Tinj) correspondant à différentes parties (15, 16) de la caractéristique de débit d'injecteur, de sorte à déterminer le gain individuel dudit au moins un injecteur (2).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, mis en œuvre sur un circuit d'alimentation en carburant du moteur (1) qui est un circuit d'injection directe, dans lequel ladite rampe commune (3) est alimentée par une pompe (8) à haute pression, elle-même alimentée par une pompe de gavage (13) reliée audit réservoir (12), caractérisé en ce que ladite perturbation dans la commande de la pompe à haute pression (8) consiste à provoquer un arrêt de ladite pompe (8) à haute pression.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la détermination desdites première (M1) et deuxième (M2) masses de carburant injectées par l'ensemble des injecteurs (2) du moteur (1) en correspondance avec ladite détermination desdites première (DP1 ) et deuxième (DP2) variations de pression est assurée au moyen d'un modèle (18) de comportement du circuit d'alimentation.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit modèle de comportement du circuit est un modèle (18) qui prend en compte le débit entrant dans la rampe commune (3), imposé par la pompe à haute pression (8) et déterminé par le calculateur (5), le débit sortant de la rampe commune (3) et injecté dans le moteur (1), et également déterminé par le calculateur (5), ainsi que la rigidité du circuit.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer le gain individuel (G) d'un seul injecteur (2) du moteur (1) à la fois, en appliquant à ce seul injecteur (2) des commandes de durées d'injection différentes de celles (Tinj) appliquées aux autres injecteurs (2) du moteur (1), pendant ladite seconde phase.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer, en succession, le gain individuel (G) de chacun des injecteurs (2) d'un même moteur (1) en fonctionnement.
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