EP4048884A1 - Procédé de régulation d'une pression dans un système d'injection d'eau pour un moteur à combustion interne - Google Patents

Procédé de régulation d'une pression dans un système d'injection d'eau pour un moteur à combustion interne

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EP4048884A1
EP4048884A1 EP20796806.6A EP20796806A EP4048884A1 EP 4048884 A1 EP4048884 A1 EP 4048884A1 EP 20796806 A EP20796806 A EP 20796806A EP 4048884 A1 EP4048884 A1 EP 4048884A1
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EP
European Patent Office
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water
water injection
pressure
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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Pending
Application number
EP20796806.6A
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German (de)
English (en)
Inventor
Joël OP DE BEECK
Stéphane Leonard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Plastic Omnium Advanced Innovation and Research SA
Original Assignee
Plastic Omnium Advanced Innovation and Research SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Plastic Omnium Advanced Innovation and Research SA filed Critical Plastic Omnium Advanced Innovation and Research SA
Publication of EP4048884A1 publication Critical patent/EP4048884A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • F02M25/028—Adding water into the charge intakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/02—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0227—Control aspects; Arrangement of sensors; Diagnostics; Actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221—Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to the field of motor vehicles with thermal engines such as cars for example.
  • the invention relates more particularly to a method for regulating a pressure in a water injection system for an internal combustion engine as well as to the system implementing said method.
  • the invention also relates to a motor vehicle with a thermal engine comprising a water injection system for an internal combustion engine implementing said pressure regulation method.
  • the invention is intended to be used in particular in the field of injecting water into the air intake circuit of the engine of a vehicle.
  • this water mixes with the intake gas and makes it possible to reduce combustion temperatures and emissions of pollutants called NO x , but also to increase the performance, for example, of a gasoline engine by reducing the knock sensitivity. It is therefore necessary to control the quality of the inlet water-gas mixture at all times.
  • Patent application US2018 / 0028974 A1 discloses a process for regulating the pressure within a diesel engine exhaust gas pollution control system and therefore to better control the pollution control of said gases.
  • a method has the disadvantage of being intended for a liquid exhibiting very different properties from the water used in the field of water injection for a heat engine, but also of requiring injection frequencies that are totally different from the one. process presented in application US2018 / 0028974 A1.
  • an objective of the invention in at least one of its embodiments, is to implement a method making it possible to regulate the pressure within a water injection system for an internal combustion engine. able to work at high injection frequency.
  • Another objective of the invention in at least one of its embodiments, is to provide a water injection system for an internal combustion engine as well as a computer program allowing the implementation of the method of pressure regulation in a water injection system for an internal combustion engine.
  • Another objective of the invention in at least one of its embodiments, is to provide a vehicle comprising said water injection system for an internal combustion engine.
  • the invention relates to a method of regulating a pressure in a water injection system for an internal combustion engine.
  • such a method comprises the following steps:
  • the general principle of the invention is based on the use of the measurement of the pressure in the water injection system, P sys , of at least one parameter of a water injection pump governing the flow rate. injection of water and at least one parameter of the internal combustion engine to determine the pressure variation required in the system to ensure the quality of the water-gas mixture intake. Said pressure variation being linked to the difference between the measured pressure, P syst , and a reference pressure, P ref .
  • the reference pressure, P ref depends in particular on the characteristics of the injector, the dimensions of the injection system pipes, the air flow rate and the temperature, it corresponds to the ideal pressure for water injection. by the injector guaranteeing an optimum water-gas intake mixture.
  • the invention is based on a completely new and inventive approach to implementing a method for regulating a pressure in a water injection system for an internal combustion engine making it possible to guarantee the quality of the fuel. inlet gas-water mixture. Furthermore, such a method also makes it possible to avoid excessively large fluctuations and constraints on the pump because it makes it possible to determine the pressure variation and the generation of pulses linked to the speed of the injection pump. It is possible to determine the operating speed of the pump and the energy required to compensate and stabilize the system pressure at the injector.
  • the method according to the invention unlike a water injection system which only reacts to pressure variations after the opening or closing of the water injector, anticipates them by varying one or more parameters of the injection pump even before the opening or closing of the water injector to compensate for the pressure variation resulting from the opening or closing of the injector on the basis of a internal combustion engine parameter. For example, the pump flow rate is increased even before the injector opens so as to prevent the pressure in the water injection system from falling from a reference pressure. Thanks to this anticipation, the injected water flow rate is guaranteed and the quality and precision of the water-gas intake mixture is maintained.
  • the method according to the invention makes it possible to limit the pressure variations in the water injection system during variations in the flow rate to be injected and also to have better metering precision.
  • the pressure in the system d water injection, P syst is measured either on the injection rail or at the outlet of the water injection pump, preferably on the injection rail.
  • P ref maintain the pressure in the water injection system, P syst , close to a reference pressure value, P ref
  • a pressure between 80% of the reference pressure, P ref , and 120% of the reference pressure, P ref therefore such as 0.8xP ref £ Psyst £ 1, 2xP ref
  • the method of regulating a pressure in a water injection system for an internal combustion engine according to the invention is such that the at least one parameter of the injection pump of water is the operating speed of the water injection pump.
  • the method for regulating a pressure in a water injection system for an internal combustion engine according to the invention is such that the injection system comprises a plurality of injectors.
  • the expression “plurality of injectors” is understood to denote a number of water injectors in the air intake chamber greater than or equal to 2, more preferably greater than or equal to three. More particularly, the number of water injectors is at least equal to the number of cylinders of the internal combustion engine.
  • the method of regulating a pressure in a water injection system for an internal combustion engine according to the invention is such that the operating speed of the water injection pump is a rotational speed of the water injection pump.
  • the method of regulating a pressure in a water injection system for an internal combustion engine according to the invention is such that the at least one parameter of the internal combustion engine is selected from among the quantity of water to be injected, the temperature of the injection chamber which is the combustion chamber of the engine in the case of a direct injection engine, the fuel injection flow rate, the engine load and the speed engine.
  • the method for regulating a pressure in a water injection system for an internal combustion engine according to the invention is such that the at least one parameter of the internal combustion engine is the amount of water to inject.
  • the quantity of water to be injected into a combustion chamber of the engine is obtained from information based on the load of the engine, for example the useful pressure in the combustion chamber of the engine. engine.
  • the quantity of water to be injected is obtained from information based on a request for acceleration of the vehicle.
  • the quantity of water to be injected is the quantity of water to be injected so as to obtain a stoichiometric air-fuel mixture in the combustion chamber of the engine.
  • the term “stoichiometric mixture” is understood here to mean a mixture of which the proportion between the quantity of air and of fuel makes it possible to ensure complete combustion of the fuel.
  • a stoichiometric mixture of air and gasoline to ensure complete combustion of the fuel comprises 14.5 kg of air per 1 kg of fuel.
  • a stoichiometric mixture corresponds to an air-fuel equivalence ratio (“air-fuel equivalence ratio” in English terminology or “Verbrennungs Kunststoffverhàltnis” in Germanic terminology), often designated by the symbol l, equal to 1.
  • air-fuel equivalence ratio in English terminology or “Verbrennungs Kunststoffverhàltnis” in Germanic terminology
  • l equal to 1.
  • a mixture whose air-fuel equivalence ratio is greater than 1, that is to say which contains less air than the proportion allowing total combustion is called a rich mixture.
  • Such an embodiment advantageously makes it possible to reduce the number of calculations of the first electronic control unit, ECU1, and to reduce the number of calibrations because it is the at least one parameter of the engine which directly influences the opening command. closing the injector.
  • the method of regulating a pressure in a water injection system for an internal combustion engine according to the invention is such that the value of the reference pressure, P ref , is: Either pre-recorded in the first electronic control unit,
  • the method of regulating a pressure in a water injection system for an internal combustion engine according to the invention is such that the pressure in the water injection system, P SyS is such that it is between 90% of the reference pressure P ref, and 110% of the reference pressure P ref, therefore 0.9 x P r ef £ £ P system 1.1xP ref before the opening or closing at least one water injector of the water injection system.
  • P syst makes it possible to obtain better metering precision.
  • An object of the invention is a water injection system for an internal combustion engine as well as a computer program allowing the implementation of the pressure regulation method in a water injection system. for an internal combustion engine.
  • the invention relates to a computer program comprising instructions which, when the program is executed by a computer, lead the latter to implement the steps of the method for regulating the pressure in a system. injection of water for an internal combustion engine according to the invention.
  • the invention relates to a water injection system of an internal combustion engine suitable for implementing the method for regulating a pressure in a water injection system for an internal combustion engine according to the invention, comprising a water injector connected to a water tank, a water pressure sensor, a water injection pump, at least one water pipe connecting the water tank to the water injector and a control system consisting of at least a first electronic control unit, ECU 1.
  • An object of the invention is also a motor vehicle suitable for implementing the method of regulating pressure in a water injection system for an internal combustion engine according to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic view of a water injection system of an internal combustion engine suitable for implementing the method of regulating a pressure in a water injection system for an internal combustion engine according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic representation of an embodiment of the steps of the method of regulating pressure in a water injection system for an internal combustion engine according to the invention.
  • FIG. 1 shows a water injection system 1 of an internal combustion engine 2 suitable for implementing the method for regulating a pressure in a water injection system for an engine.
  • internal combustion 2 according to the invention.
  • the system comprises a plurality of water injectors 10, 11, 12 and 13, connected to a water tank 14, a water pressure sensor 15, a water injection pump 16, at least one water pipe 17 connecting the water tank 14 to the plurality of water injectors 10, 11, 12 and 13, and a control system composed of at least a first electronic control unit, ECU 1, 18
  • the water injection pump 16 can be a piston pump or a rotary pump, preferably the water injection pump 16 is a rotary pump. In the example described here, the water injection pump 16 is located within a water injection module 19.
  • the water injectors 10, 11, 12, 13 are placed on a ramp of injection 20.
  • the water pressure sensor 15 is placed upstream of the injection rail 20.
  • the parameters linked to the water injection pump 16, preferably the operating speed of the injection pump d the water 16, and the pressure in the water injection system, P syst , measured by the pressure sensor 15, are transmitted to the first electronic control unit, ECU 1, 18.
  • the first electronic control unit, ECU 1, 18, is connected to a second electronic control unit, ECU 2, 21.
  • the second electronic control unit, ECU 2, 21 receives engine parameters such as the amount of water to be injected, the temperature of injection chamber, fuel injection flow, engine load and engine speed and transmits at least one of these parameters to the first one control unit, ECU 1, 18.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the method for regulating a pressure in a water injection system 1 for an internal combustion engine 2 according to the invention.
  • the method comprises a measurement step 22, by sensors controlled by a first electronic control unit, ECU 1, 18, the evolution of the pressure in the water injection system, P sys , and at least a parameter of a water injection pump 16 governing the water injection flow rate, preferably the parameter of the water injection pump 16 is the operating speed of the water injection pump 16.
  • the method also comprises a recording step 23 by the first electronic control unit 18, ECU 1, of at least one parameter of the internal combustion engine 2 coming from a second electronic control unit, ECU 2, 21, preferably the at least one parameter of the combustion engine 2 is selected from the quantity of water to be injected, the temperature of the injection chamber, the fuel injection flow rate, the engine load and the engine speed, more preferably said at least one parameter of the combustion engine 2 is the quan amount of water to be injected.
  • the method further comprises an engagement step 24, before the opening or closing of at least one water injector 10, 11, 12, 13 of the water injection system 1, a variation of said at least a parameter of the water injection pump 16 so as to maintain the pressure in the water injection system, P sys , close to a reference pressure value, P ref .
  • This reference pressure being either pre-recorded in the first electronic control unit 18, ECU 1; either predetermined, on the basis of data from the sensors controlled by the first electronic control unit 18, ECU 1, by an iteration calculation based on the measurement of at least one parameter, said parameter being selected from the operating speed of the pump injection, preferably the speed of rotation of the injection pump, the quantity of water to be injected, the temperature of the injection chamber, the fuel injection flow rate, the engine load and the engine speed, preferably said parameter being selected from the quantity water to be injected, the temperature of the injection chamber, the fuel injection rate, the engine load and the engine speed.
  • the pressure in the water injection system, P SySt is such that it is between 80% of the reference pressure, P ref , and 120% of the reference pressure, P ref , therefore such as 0 , 8XP ref £ £ Psyst 1,2xP ref, preferably between 90% of the reference pressure P ref, and 110% of the reference pressure P ref, so 0.9xP ref Psyst £ £ 1.1 x Pr and - where the pressure in the system, P syst , is equal to or close to zero as in the case of a vehicle when starting for example, there will be no opening of the injectors 10, 11, 12 and 13, the pressure in the system, P syst , deviating too much from the reference pressure, P ref .
  • the method comprises a step of controlling the opening or closing of at least one water injector 10, 11, 12, 13 of the water injection system 1 on the basis of said at least one parameter. internal combustion engine 2.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de régulation d'une pression dans un système d'injection d'eau pour un moteur à combustion interne et un dispositif mettant en œuvre ledit procédé. Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes: - Mesurer, par des capteurs commandés par une première unité de commande électronique, ECU 1, l'évolution: - de la pression dans le système d'injection d'eau, Psyst; - d'au moins un paramètre d'une pompe d'injection d'eau régissant le débit d'injection d'eau; - Enregistrer par la première unité de commande électronique, ECU 1, au moins un paramètre du moteur à combustion interne provenant d'une seconde unité commande électronique, ECU 2, - Enclencher, avant l'ouverture ou la fermeture d'au moins un injecteur d'eau du système d'injection d'eau, une variation dudit au moins un paramètre de la pompe d'injection d'eau de manière à maintenir la pression dans le système d'injection d'eau, Psyst, proche d'une valeur de pression de référence, Pref; - Commander l'ouverture ou la fermeture d'au moins un injecteur d'eau du système d'injection d'eau sur base dudit au moins un paramètre du moteur à combustion interne.

Description

Description
Titre de l’invention : Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne
L’invention concerne le domaine des véhicules automobiles à moteur thermique tels que les voitures par exemple. L’invention concerne plus particulièrement un procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne ainsi que le système mettant en œuvre ledit procédé. L’invention concerne également un véhicule automobile à moteur thermique comprenant un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne mettant en œuvre ledit procédé de régulation d’une pression.
L’invention est destinée à être utilisée notamment dans le domaine de l’injection d’eau dans le circuit d'admission d’air du moteur d’un véhicule. Dans le cas de l’injection d’eau, cette eau se mélange au gaz d'admission et permet de réduire les températures de combustion et les émissions de polluants appelés NOx, mais également d'augmenter les performances, par exemple, d'un moteur à essence en diminuant la sensibilité au cliquetis. II est donc nécessaire de maîtriser à tout moment la qualité du mélange eau -gaz d’admission.
La demande de brevet US2018/0028974 A1 divulgue un procédé permettant de réguler la pression au sein d’un système de dépollution des gaz d’échappement de moteur diesel et donc de mieux contrôler la dépollution desdits gaz. Un tel procédé présente toutefois le désavantage d’être destiné à un liquide présentant des propriétés très différentes de l’eau utilisée dans le domaine de l’injection d’eau pour un moteur thermique mais également de nécessiter des fréquences d’injection totalement différentes du procédé présenté dans la demande US2018/0028974 A1 .
L’invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur. Plus précisément, un objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de mettre en œuvre un procédé permettant de réguler la pression au sein d’un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne pouvant travailler à haute fréquence d’injection.
L’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a encore pour objectif de fournir un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne ainsi qu’un programme d'ordinateur permettant la mise en œuvre du procédé de régulation de la pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne. Un autre objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir un véhicule comprenant ledit système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne.
Conformément à un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne.
Selon l’invention, un tel procédé comprend les étapes suivantes :
• Mesurer, par des capteurs commandés par une première unité de commande électronique, ECU 1 , l’évolution : o de la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst ; o d’au moins un paramètre d’une pompe d’injection d’eau régissant le débit d’injection d’eau;
• Enregistrer par la première unité de commande électronique, ECU 1 , au moins un paramètre du moteur à combustion interne provenant d’une seconde unité commande électronique, ECU 2,
• Enclencher, avant l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau, une variation dudit au moins un paramètre de la pompe d’injection d’eau de manière à maintenir la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst, proche d’une valeur de pression de référence, Pref, sur base dudit au moins un paramètre du moteur à combustion interne ;
• Commander l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau sur base dudit au moins un paramètre du moteur à combustion interne.
Le principe général de l’invention repose sur l’utilisation de la mesure de la pression dans le système d’injection d’eau, Psys , d’au moins un paramètre d’une pompe d’injection d’eau régissant le débit d’injection d’eau et d’au moins un paramètre du moteur à combustion interne pour déterminer la variation de pression nécessaire dans le système en vue de garantir la qualité du mélange eau-gaz d’admission. Ladite variation de pression étant liée à la différence entre la pression mesurée, Psyst, et une pression de référence, Pref. La pression de référence, Pref, est notamment fonction des caractéristiques de l’injecteur, des dimensions des conduites du système d’injection, du débit d’air et de la température, elle correspond à la pression idéale pour une injection d’eau par l’injecteur garantissant un mélange eau-gaz d’admission optimum.
Ainsi, l’invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive de mise en œuvre d’un procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne permettant de garantir la qualité du mélange eau-gaz d’admission. Par ailleurs un tel procédé permet également d’éviter de trop grandes fluctuations et contraintes sur la pompe car il permet de déterminer la variation de pression et la génération de pulsations liées au régime de la pompe d’injection. Il est possible de déterminer la vitesse de fonctionnement de la pompe et l'énergie nécessaire pour compenser et stabiliser la pression du système au niveau de l'injecteur. Autrement dit, le procédé selon l’invention, contrairement à un système d’injection d’eau qui ne fait que réagir à des variations de pression après l’ouverture ou la fermeture de l’injecteur d’eau, les anticipe en faisant varier un ou plusieurs paramètres de la pompe d’injection avant même l’ouverture ou la fermeture de l’injecteur d’eau pour compenser la variation de pression qui résulte de l’ouverture ou de la fermeture de l’injecteur sur base d’un paramètre du moteur à combustion interne. Par exemple, on augmente le débit de la pompe avant même que l'injecteur ne s'ouvre de sorte à éviter que la pression dans le système d’injection d’eau ne chute par rapport à une pression de référence. Grâce à cette anticipation, le débit d'eau injectée est garanti et la qualité et la précision du mélange eau-gaz d’admission est maintenue. Finalement, le procédé selon l’invention permet de limiter les variations de pression dans le système d’injection d’eau lors de variations de débit à injecter et également d’avoir une meilleure précision de dosage.Avantageusement, la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst, est mesurée soit sur la rampe d’injection, soit à la sortie de la pompe d’injection d’eau, préférentiellement sur la rampe d’injection. Par l’expression « maintenir la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst, proche d’une valeur de pression de référence, Pref », on entend désigner une pression comprise entre 80% de la pression de référence, Pref, et 120% de la pression de référence, Pref, donc telle que 0,8xPref £ Psyst £ 1 ,2xPref
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que le au moins un paramètre de la pompe d’injection d’eau est la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection d’eau.
Selon un mode particulier du mode précédent, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que le système d’injection comprend une pluralité d’injecteurs. Par l’expression « pluralité d’injecteurs », on entend désigner un nombre d’injecteurs d’eau dans la chambre d’admission d’air supérieur ou égal à 2, plus préférentiellement supérieur ou égal à trois. Plus particulièrement, le nombre d’injecteurs d’eau est au moins égal au nombre de cylindres du moteur à combustion interne. Selon un mode de réalisation préféré du mode précédent, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection d’eau est une vitesse de rotation de la pompe d’injection d’eau.
Un tel mode de réalisation permet d’obtenir grâce à l’utilisation d’une pompe rotative une pression plus stable comparée à la pression obtenue à l’aide d’une pompe à piston. Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que le au moins un paramètre du moteur à combustion interne est sélectionné parmi la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection qui est la chambre de combustion du moteur dans le cas d’un moteur à injection directe, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur.
Selon un mode de réalisation préféré du mode précédent, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que le au moins un paramètre du moteur à combustion interne est la quantité d’eau à injecter. Selon un mode de réalisation préféré du mode précédent, la quantité d’eau à injecter dans une chambre de combustion du moteur est obtenue à partir d’une information basée sur la charge du moteur, par exemple la pression utile dans la chambre de combustion du moteur.
Selon un mode de réalisation préféré du mode précédent, la quantité d’eau à injecter est obtenue à partir d’une information basée sur une demande d’accélération du véhicule.
Selon un mode de réalisation préféré du mode précédent, la quantité d’eau à injecter est la quantité d’eau à injecter de sorte à obtenir un mélange air-carburant stoechiométrique dans la chambre de combustion du moteur. On entend ici par mélange stoechiométrique un mélange dont la proportion entre la quantité d’air et de carburant permet d’assurer une combustion complète du carburant. Par exemple, pour l’essence, un mélange stoechiométrique d’air et d’essence permettant d’assurer une combustion complète du carburant comprend 14,5 kg d’air pour 1 kg de carburant. Dans le contexte de la présente invention, un mélange stoechiométrique correspond à un rapport d’équivalence air-carburant (« air-fuel équivalence ratio » en terminologie anglo-saxonne ou « Verbrennungsluftverhàltnis » en terminologie germanique), souvent désigné par le symbole l, égal à 1. Un mélange dont le rapport d’équivalence air- carburant est inférieur à 1 , c’est-à-dire qui contient davantage d’air que la proportion permettant la combustion totale, est qualifié de mélange pauvre. A l’inverse, un mélange dont le rapport d’équivalence air-carburant est supérieur à 1 , c’est-à-dire qui contient moins d’air que la proportion permettant la combustion totale, est qualifié de mélange riche.
Un tel mode de réalisation permet avantageusement de diminuer le nombre de calculs de la première unité de commande électronique, ECU1 , et de réduire le nombre de calibrations car c’est le au moins un paramètre du moteur qui influence directement la commande d’ouverture / fermeture de l’injecteur.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que la valeur de la pression de référence, Pref, est : · Soit préenregistrée dans la première unité de commande électronique,
ECU 1 ;
• Soit déterminée, sur base des données des capteurs commandés par la première unité de commande électronique, ECU 1 , par un calcul par itération basé sur la mesure d’au moins un paramètre, ledit paramètre étant sélectionné parmi la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection, la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur, préférentiellement ledit paramètre étant sélectionné parmi la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur.
La détermination de la valeur de la pression de référence, Pref, sur base des données des capteurs commandés par la première unité de commande électronique, ECU 1 , par un calcul par itération basé sur la mesure d’au moins un paramètre permet une autocalibration du procédé de régulation de pression. Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que la pression dans le système d’injection d’eau, PSyS est telle qu’elle est comprise entre 90% de la pression de référence, Pref, et 110% de la pression de référence, Pref, donc 0.9 x P ref £ Psyst£ 1.1xPref avant l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau.
Avantageusement une telle pression dans le système d’injection d’eau, Psyst permet d’obtenir une meilleure précision de dosage.
Un objet de l’invention est un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne ainsi qu’un programme d'ordinateur permettant la mise en œuvre du procédé de régulation de la pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne. Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé de régulation de la pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un système d’injection d’eau d’un moteur à combustion interne adapté à la mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention, comprenant un injecteur d’eau relié à un réservoir d’eau, un capteur de pression d’eau, une pompe d’injection d’eau, au moins une conduite d’eau reliant le réservoir d’eau à l’injecteur d’eau et un système de commande composé d’au moins une première unité de commande électronique, ECU 1.
Un objet de l’invention est également un véhicule automobile adapté à la mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention.
Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lequel : [Fig. 1 ] la figure 1 est une vue schématique d’un système d’injection d’eau d’un moteur à combustion interne adapté à la mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention.
[Fig. 2] la figure 2 est une représentation schématique d’un mode de mise en œuvre des étapes du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention.
Description détaillée
On a représenté sur la figure 1 un système d’injection d’eau 1 d’un moteur à combustion interne 2 adapté à la mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne 2 selon l’invention. Le système comprend une pluralité d’injecteurs d’eau 10, 11, 12 et 13, reliés à un réservoir d’eau 14, un capteur de pression d’eau 15, une pompe d’injection d’eau 16, au moins une conduite d’eau 17 reliant le réservoir d’eau 14 à la pluralité d’injecteurs d’eau 10, 11 , 12 et 13, et un système de commande composé d’au moins une première unité de commande électronique, ECU 1 , 18. La pompe d’injection d’eau 16 peut être une pompe à piston ou une pompe rotative, préférentiellement la pompe d’injection d’eau 16 est une pompe rotative. Dans l’exemple décrit ici, la pompe d’injection d’eau 16 est située au sein d’un module d’injection d’eau 19. Les injecteurs d’eau 10, 11, 12, 13 sont placés sur une rampe d’injection 20. Le capteur de pression d’eau 15 est placé en amont de la rampe d’injection 20. Les paramètres liés à la pompe d’injection d’eau 16, préférentiellement la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection d’eau 16, et la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst, mesurée par le capteur de pression 15, sont transmis à la première unité de commande électronique, ECU 1 , 18. La première unité de commande électronique, ECU 1 ,18, est connectée à une seconde unité de commande électronique, ECU 2, 21. La deuxième unité de commande électronique, ECU 2, 21 , reçoit les paramètres du moteur tels que la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur et transmet au moins un de ces paramètres à la première unité de commande, ECU 1 , 18.
On a représenté sur la figure 2, un mode de mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau 1 pour un moteur à combustion interne 2 selon l’invention. Le procédé comprend une étape de mesure 22, par des capteurs commandés par une première unité de commande électronique, ECU 1 , 18, l’évolution de la pression dans le système d’injection d’eau, Psys, et d’au moins un paramètre d’une pompe d’injection d’eau 16 régissant le débit d’injection d’eau, préférentiellement le paramètre de la pompe d’injection d’eau 16 est la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection d’eau 16. Le procédé comprend également une étape d’enregistrement 23 par la première unité de commande électronique 18, ECU 1 , d’au moins un paramètre du moteur à combustion interne 2 provenant d’une seconde unité commande électronique, ECU 2, 21 , préférentiellement le au moins un paramètre du moteur à combustion 2 est sélectionné parmi la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur, plus préférentiellement ledit au moins un paramètre du moteur à combustion 2 est la quantité d’eau à injecter. Le procédé comprend en outre une étape d’enclenchement 24, avant l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau 10, 11 , 12, 13 du système d’injection d’eau 1 , une variation dudit au moins un paramètre de la pompe d’injection d’eau 16 de manière à maintenir la pression dans le système d’injection d’eau, Psys , proche d’une valeur de pression de référence, Pref. Cette pression de référence étant soit préenregistrée dans la première unité de commande électronique 18, ECU 1 ; soit prédéterminée, sur base des données des capteurs commandés par la première unité de commande électronique 18, ECU 1 , par un calcul par itération basé sur la mesure d’au moins un paramètre, ledit paramètre étant sélectionné parmi la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection, préférentiellement la vitesse de rotation de la pompe d’injection, la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur, préférentiellement ledit paramètre étant sélectionné parmi la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur. La pression dans le système d’injection d’eau, PSySt ,est telle qu’elle est comprise entre 80% de la pression de référence, Pref, et 120% de la pression de référence, Pref, donc telle que 0,8xPref £ Psyst £ 1,2xPref, préférentiellement entre 90% de la pression de référence, Pref, et 110% de la pression de référence, Pref, donc 0.9xPref £ Psyst £ 1.1 x Prêt- Lorsque la pression dans le système, Psyst, est égale ou proche de zéro comme dans le cas d’un véhicule au démarrage par exemple, il n’y aura pas d’ouverture des injecteurs 10, 11 , 12 et 13, la pression dans le système, Psyst, s’écartant trop de la pression de référence, Pref. Finalement, le procédé comprend une étape de commande 25 de l’ouverture ou de la fermeture d’au moins un injecteur d’eau 10, 11 , 12, 13 du système d’injection d’eau 1 sur base dudit au moins un paramètre du moteur à combustion interne 2.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes :
■ Mesurer, par des capteurs commandés par une première unité de commande électronique, ECU 1 , l’évolution :
• de la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst ;
• d’au moins un paramètre d’une pompe d’injection d’eau régissant le débit d’injection d’eau;
■ Enregistrer par la première unité de commande électronique, ECU 1 , au moins un paramètre du moteur à combustion interne provenant d’une seconde unité commande électronique, ECU 2,
■ Enclencher, avant l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau, une variation dudit au moins un paramètre de la pompe d’injection d’eau de manière à maintenir la pression dans le système d’injection d’eau, PSySt, proche d’une valeur de pression de référence, Pref , sur base dudit au moins un paramètre du moteur à combustion interne ;
■ Commander l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau sur base dudit au moins un paramètre du moteur à combustion interne.
[Revendication 2] Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon la revendication
1, tel que le au moins un paramètre de la pompe d’injection d’eau est la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection d’eau.
[Revendication 3] Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon la revendication
2, tel que la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection d’eau est une vitesse de rotation de la pompe d’injection d’eau.
[Revendication 4] Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’une quelconque des revendications précédentes, tel que le au moins un paramètre du moteur à combustion interne est sélectionné parmi la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur.
[Revendication 5] Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon la revendication 4, tel que le au moins un paramètre du moteur à combustion interne est la quantité d’eau à injecter.
[Revendication 6] Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon la revendication 5, tel que la quantité d’eau à injecter dans une chambre de combustion du moteur est obtenue à partir d’une information basée sur la charge du moteur, par exemple la pression utile dans ladite chambre de combustion du moteur.
[Revendication 7] Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon la revendication 5 ou 6, tel que la quantité d’eau à injecter est obtenue à partir d’une information basée sur une demande d’accélération du véhicule.
[Revendication 8] Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’une quelconque des revendications 6 à 7, dans lequel la quantité d’eau à injecter est la quantité d’eau à injecter de sorte à obtenir un mélange air- carburant stoechiométrique dans la chambre de combustion du moteur.
[Revendication 9] Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’une quelconque des revendications précédentes, tel que la valeur de la pression de référence, Pref, est : ■ Soit préenregistrée dans la première unité de commande électronique, ECU 1 ;
■ Soit prédéterminée, sur base des données des capteurs commandés par la première unité de commande électronique, ECU 1 , par un calcul par itération basé sur la mesure d’au moins un paramètre, ledit paramètre étant sélectionné parmi la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection, préférentiellement la vitesse de rotation de la pompe d’injection, la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur, préférentiellement ledit paramètre étant sélectionné parmi la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur.
[Revendication 10] Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’une quelconque des revendications précédentes, tel que la pression dans le système d’injection d’eau, Psys est telle qu’elle est comprise entre
90% de la pression de référence, Pref, et 110% de la pression de référence, Pref, donc 0.9xPref £ Psyst£ 1.1xPref avant l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau.
[Revendication 11 ] Programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé de régulation de la pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’une quelconque des revendications précédentes.
[Revendication 12] Système d’injection d’eau d’un moteur à combustion interne adapté à la mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant un injecteur d’eau relié à un réservoir d’eau, un capteur de pression d’eau, une pompe d’injection d’eau, au moins une conduite d’eau reliant le réservoir d’eau à l’injecteur d’eau et un système de commande composé d’au moins une première unité de commande électronique, ECU 1 .
[Revendication 13] Véhicule automobile adapté à la mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’une quelconque des revendications 1 à 10.
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