FR2571782A1

FR2571782A1 - Systeme de commande de distribution de combustible pour moteur a combustion interne a allumage par compression

Info

Publication number: FR2571782A1
Application number: FR8515130A
Authority: FR
Inventors: Robert Edwin Gravestock
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1984-10-13
Filing date: 1985-10-11
Publication date: 1986-04-18
Also published as: IT8522421A0; JPH0759903B2; FR2571782B1; DE3536207C2; JPS61229957A; GB8425926D0; ES547817A0; ES8705569A1; DE3536207C5; IT1185408B; DE3536207A1; US4655187A

Abstract

CE SYSTEME DE COMMANDE POUR DISPOSITIF D'ALIMENTATION COMPRENANT UNE OU PLUSIEURS VANNES ACTIONNEES POUR DISTRIBUER DU COMBUSTIBLE AUX CHAMBRES DE COMBUSTION DU MOTEUR ASSOCIE COMPREND DES PREMIERS MOYENS 28 SENSIBLES A DES SIGNAUX DE POSITION DU MOTEUR ET A UN SIGNAL DE DEMANDE DE COMBUSTIBLE POUR FOURNIR UNE SEQUENCE DE SIGNAUX DE COMMANDE DESDITES VANNES 19, DES SECONDS MOYENS 35 AGISSANT LORSQUE LES PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR SE TROUVENT DANS UNE PLAGE PREDETERMINEE POUR MODIFIER LEDIT SIGNAL DE DEMANDE ET POUR FOURNIR UN SIGNAL D'ETAT, ET DES TROISIEMES MOYENS 36 SENSIBLES AUDIT SIGNAL D'ETAT POUR INTERROMPRE LA SEQUENCE DE SIGNAUX DE COMMANDE DESDITES VANNES, GRACE A QUOI L'ALIMENTATION EN COMBUSTIBLE DES CHAMBRES DE COMBUSTION EST EMPECHEE TOUR A TOUR, LE SIGNAL DE DEMANDE MODIFIE ASSURANT QUE LES AUTRES CHAMBRES RECOIVENT UNE QUANTITE ACCRUE DE COMBUSTIBLE.

Description

La présente invention est relative à un dispositif

de commande pour un dispositif d'alimentation en combusti-

ble d'un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres

du type à allumage par compression, ce dispositif d'ali-

mentation comprenant une ou plusieurs vannes électromagné- tiques qui est, ou qui sont actionnées pour provoquer la distribution de combustible aux chambres de combustion du

moteur associé.

Lorsque la vitesse du moteur augmente, la vanne,

ou les vannes sont actionnées avec une fréquence croissan-

te et bien que l'intervalle de temps, en-:termes de degrés

de rotation du vilebrequin, durant lequel les vannes -

sont actives reste à peu près le même, en supposant un ni-

veau constant du combustible, l'intervalle de temps, en

termes réels, diminue. Les vannes nécessitent un temps pré-

déterminé pour passer dans leur état actif et inversement et

par suite il devient de plus en plus difficile de comman-

der la vanne ou les vannes, lorsque la vitesse du moteur

augmente, de manière à assurer une commande précise du com-

bustible. La situation est aggravée si la quantité de com-

bustible qui doit être distribuée au moteur est réduite,

du fait que lorsque la quantité de combustible qui est dis-

tribuée au moteur-est réduite, le temps durant lequel la vanne ou les vannes demeurent dans leur état actif se trouve réduit. En outre, on a trouvé que si par exemple la

vanne est fermée dans son état actif une certaine dis-

tribution de combustible se produit avant que la vanne atteigne sa position de fermeture totale et la distribution de-combustible se poursuit après que la vanne ait commencé

à s'ouvrir.

Dans la technique des moteurs à combustion inter-

ne, il a été proposé de couper certains cylindres d'un mo-

teur dans des conditions particulières de fonctionnement de celui-ci. Cette mesure peut être prise pour obtenir une économie de combustible ou une commande des gaz nocifs dans

l'échappement du moteur. On peut utiliser une telle techni-

que avec un moteur à allumage par compression. Par exemple, si un cylindre d'un moteur est rendu inactif en coupant son alimentation en combustible, l'alimentation des autres cy- lindres doit être augmentée afin de maintenir la puissance

développée par le moteur et la vanne ou les vannes qui com-

mandent l'alimentation des autres cylindres doivent être fermées pendant un temps supplémentaire. On a cependant trouvé que si l'alimentation en combustible d'une chambre d'un moteur à allumage par compression est coupée et que si

la durée de cette coupure se prolonge pendant plus de quel-

ques cycles de travail, la chambre de combustion refroidit

dans une mesure telle que lorsque l'alimentation en combus-

tible est reprise, il se produit une mauvaise combustion de celui-ci, qui a pour résultat l'émission de gaz nocifs,

jusqu'à ce que la chambre de combustion atteigne sa tempé-

rature convenable de fonctionnement.

Le but de la présente invention est de fournir un ispositifde commande de combustible du type précité sous

une forme simple et commode.

Suivant l'invention un dispositifde commande de

combustible dans le but précité comprend des moyens pou-

vant être actionnés lorsque les paramètres de fonctionne-

ment du moteur se trouvent dans une plage prédéterminée; afin d'empêcher la distribution de combustible aux chambres de combustion du moteur tour à tour et afin d'augmenter la distribution de combustible aux autres chambres, grâce à quoi les temps de fonctionnement de la vanne ou des vannes

se trouvent prolongés.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, un dispositif de commande de combustible dans le but précité comprend des premiers moyens sensibles à des signaux de position du moteur et à un signal de demande de combustible

pour fournir une séquence de signaux de commande pour ladi-

te ou lesdites vannes, des seconds moyens agissant lorsque

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les paramètres de fonctionnement du moteur se trouvent dans

une plage prédéterminée pour modifier ledit signal de deman-

de de combustible et fournir un signal d'état, et des troi-

sièmes moyens sensibles audit signal d'état pour interrom-

pre la séquence des signaux de commande appliqués à ladite ou auxdites vannes de telle sorte que la distribution de

combustible aux chambres de combustion tour à tour se trou-

ve empêchée, le signal modifié de demande de combustible assurant que les autres chambres de combustion reçoivent

une quantité accrue de combustible.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention apparaitront au cours de la description qui va sui-

vre faite en se référant aux dessins annexés donnés unique-

ment à titre d'exemples et dans lesquels:

la Fig.l est une vue schématique de la partie hy-

draulique d'un dispositif d'alimentation en combustible; - la Fig.2 est un schéma synoptique dudispositif de

commande de combustible.

En se référant à la Fig.1, on a représenté les

injecteurs 10, 11, 12 et 13 d'un moteur à allumage par com-

pression à quatre cylindres. En considérant l'injecteur 10,

son entrée est reliée à la chambre de pompage 14 d'une pom-

pe à haute pression qui est désignée dans son ensemble par

la référence 15 et qui comprend un piston 16 pouvant se dé-

placer en va-et-vient dans un alésage 17. Le piston est actionné au moyen d'une came entrainée de façon coordonnée dans le temps avec le moteur associé. Il est prévu dans la

paroi de l'alésage 17 un orifice 18 d'entrée de combusti-

ble qui est relié à une source de combustible non représen-

tée se trouvant sous une faible pression. En outre, une vanne 19 qui est actionnée de façon électromagnétique est reliée à la chambre de pompage, le courant d'alimentation de la vanne étant commandé par un système de commande de

combustible qui va être décrit.

Pendant le déplacement du piston 16 vers l'inté-

rieur et lorsque l'orifice 18 est recouvert, du combustible

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est chassé de la chambre de pompage 14. Si la vanne 19 se trouve dans son état actif (fermée), le combustible

s'écoule vers l'injecteur 10 mais, si la vanne 19 se trou-

ve dans son état inactif le combustible s'écoule vers une évacuation. Dans un agencement du dispositif d'alimentation en combustible il est prévu autant de pompes 15 à haute pression et de vannes associées 19 qu'il y a d'injecteurs, de sorte que dans l'exemple particulier, quatre pompes à haute pression seraient prévues avec quatre vannes. En

variante, on peut utiliser un distributeur hydraulique ac-

tionné mécaniquement pour délivrer la sortie d'une pompe à haute pression aux injecteurs tour à tour et dans ce cas

une seule vanne 19 est nécessaire.

En se référant maintenant à la Fig.2, on a re-

présenté undispositifde commande destiné à être'utilisé avec le dispositif d'alimentation en combustible de la Fig.l,

c'est à dire un dispositif qui utilise quatre pompes à hau-

te, pression et vannes associées.

Pour augmenter le temps de fonctionnement des

vannes 19, il a été proposé d'empêcher l'écoulement du com-

bustible vers un injecteur de la série, séquentiellement.

Ceci signifierait que sur une période d'un certain nombre de cycles du moteur, la quantité globale de combustible distribuée à celui-ci serait réduite et par conséquent que

la puissance de sortie du moteur serait réduite. Pour main-

tenir la puissance de sortie du moteur, ceux des injecteurs

qui reçoivent du combustible distribuent une quantité sup-

plémentaire suffisante de combustible afin d'assurer que

la puissance de sortie du moteur reste à peu près la même.

Il est envisagé que la vitesse du moteur soit supérieure à

une valeur prédéterminée et que le niveau moyen du combus-

tible soit inférieur à une valeur supérieure prédéterminée, avant que se produise la cessation de la distribution de

combustible à l'injecteur.

Le dispositif comprend un premier comparateur 20 qui reçoit d'un transducteur 21 un signal de vitesse du moteur ou de vitesse de la pompe. Le signal de vitesse est comparé à un signal de référence fourni par une source 22

de référence et, lorsque la vitesse du moteur est supé-

rieure à la valeur déterminée par la source 22 de référen- ce, le comparateur fournit une sortie qui est appliquée à

une entrée d'une porte ET 23. Il est prévu un second com-

parateur 24 qui reçoit un signal de demande de combustible

en provenance d'un circuit 25 qui peut être un circuit ré-

gulateur sensible à plusieurs paramètres, par exemple

la vitesse du moteur et la demande du conducteur. La sor-

tie du circuit 25 est appliquée à une entrée du compara-

teur 24 dont l'autre entrée reçoit un signal en provenance d'une source 26 de référence. Lorsque le signal de demande de combustible est inférieur à la valeur déterminée par la source de référence 26, le comparateur 24 fournit une sortie qui est appliquée à l'autre entrée de la porte ET 23. Par conséquent lorsque la vitesse du moteur est supérieure à la

valeur prédéterminée réglée par la source 22 et que le ni-

veau de combustible est inférieur au niveau réglé par la source 26, la porte ET fournit un signal qui est utilisé comme signal de commande de commutation pour commander un

circuit électronique 27 de commutation.

Lorsque la vitesse du moteur est inférieure à la

valeur déterminée par la source 22 ou que la demande de com-

bustible est supérieure à la valeur déterminée par la sour-

ce 26 la porte ET ne fournit aucune sortie et le commuta-

teur relie la sortie du circuit 25 à un circuit logique 28

qui détermine la durée du temps pendant lequel les van-

nes 19 doivent être actives et également l'instant de

cet actionnement. Le circuit 28 reçoit des signaux de posi-

tion du moteur en provenance d'un transducteur 29 et la sortie de ce circuit est appliquée à une entrée d'une porte ET 30 dont l'autre entrée est reliée à la sortie d'une

porte OU 31. Une entrée de la porte OU est reliée à la sor-

tie d'un inverseur 32 dont l'entrée est reliée à la sortie

de la porte ET 23 de sorte que lorsqu'aucun signal de sor-

tie n'est obtenu de la porte ET, indiquant que le fonction-

nement normal est demandé, une entrée est appliquée à la porte OU qui à son tour applique une entrée à la porte ET

530. La sortie de la porte ET est appliquée à un distribu-

teur électronique 33 qui reçoit également une entrée du transducteur 29. Les sorties du distributeur sont appliquées

aux vannes 19 respectivement. -

En fonctionnement et en supposant bien entendu que le fonctionnement normal des injecteurs soit nécessaire,

les signaux provenant du circuit logique 28 passent direc-

tement au distributeur 33:'avec les signaux de position du moteuret du combustible est distribué aux injecteurs 10 à 13 inclusivement tour à tour. Chaque injecteur doit par conséquent délivrer la même quantité de combustible à la

chambre de combustion qui lui est associée.

L'alimentation normale du moteur en combustible est obtenue pourvu qu'il n'y ait pas de sortie provenant de la porte ET 23. Par conséquent,dans des conditions étendues de fonctionnement du moteur, une distribution normale de combustible se produitpar exemple dans des conditions de pleine charge 1 'alimentation se produit indépendamment de la vitesse du moteur et d'une façon analogue aux faibles vitesses du

moteurl'alimentation normale en cambustible se produit in-

dépendamment de la quantité de combustible qui est distri-

buée au moteur. Cependant, si les comparateurs 20 et 24 produisent tous deux une sortie, un signal de sortie est

obtenu de la porte ET 23 et ce signal est appliqué au cir-

cuit 27 de commutation pour le commuter dans son autre po-

sition. En outre,- l'inverseur 32 cesse de fournir un signal d'autorisation à la porte OU 31. Lorsque le commutateur 27

se trouve dans son second état, le signal de demande de com-

bustible engendré par le circuit 25 est modifié avant d'être

appliqué au circuit logique 28.

Le signal réel de demande de combustible provenant du circuit 25 est appliqué à un circuit de sélection 34 qui

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établit l' étendue de la modification de la séquence de fonc-

tionnement des injecteurs qui est nécessaire et la sortie du circuit 34 est appliquée à un circuit 35 qui a une entrée reliée au circuit 25 et sa sortie reliée au circuit logique 28 lorsque le commutateur 27 se-trouve dans son second état. Le circuit de sélection 34 et le circuit 35 déterminent la

quantité accrue de combustible qu'il est nécessaire de dis-

tribuer à chaque injecteur pour compenser le fait que d'une

façon cyclique, un injecteur cesse de distribuer du combus-

tible. La sortie du circuit 35 est par conséquent plus élevée que son entrée et'lesmiccu:itsz34,35 peuvent être, et dans l'exemple particulier, sont agencés pour fournir des

séquences d'actionnement pour au moins deux injecteurs dif-

férents.

' La sortie du circuit de sélection 34 est appli-

quée comme signal d'état à un circuit 36 de détermination de séquence qui reçoit également les signaux de position

du moteur provenant du transducteur 29. Le circuit 36 com-

prend de façon appropriée un nombre de registres à décalage approprié pour les séquences d'injection qui peuvent être

choisies par- le circuit 34 de sélection respectivement. Cha-

que registre à décalage comprend un masque au moyen duquel les signaux fournis par le transducteur 29 sont appliqués en sortie à la porte ET 31 dans une séquence particulière

d'injection.

Par exemple, le premier registre à décalage peut être agencé dans le cas d'un moteur à quatre cylindres,de

façon telle que chaque troisième signal provenant du trans-

ducteur 29 ne soit pas appliqué en sortie à la porte OU.

Le second registre à décalage peut être agencé de façon que chaque cinquième signal provenant du transducteur 29 ne soit

pas appliqué en sortie à la porte OU et ainsi de suite. Lors-

que le circuit 36 ne fournit pas de sortie, il n'y a pas de

sortie de la porte ET 30 de sorte que même si-une vanne par-

ticulière 19 a été sélectionnée par le circuit distributeur 33 et même si une impulsion d'excitation est appliquée par le circuit logique 28, cette vanne ne reçoit pas de courant d'excitation. Les vannes restantes sont excitées à leur tour pendant une période de temps légèrement prolongée de

fagon que la valeur moyenne de l'alimentation en combusti-

ble au moteur reste la même. L'effet du circuit 36 est que

les injecteurs, tour à tour, ne distribuent pas de combus-

tible. Dans l'exemple donné, le premier registre doit être actionné au niveau le plus bas du combustible du fait

qu'il assure le nombre maximal possible de suspensions d'in-

jection sur une période prolongée de fonctionnement du mo-

teur. Le second registre peut être actionné à un niveau

plus élevé du combustible du fait que le nombre de suspen-

sions d'injection, sur ladite période prolongée, est infé-

rieur.

Dans le cas d'un moteur ayant un nombre différent de cylindres, les séquences sont différentes mais néanmoins il peut être prévu que les chambres de combustion du moteur, tour à tour, ne reçoivent pas de combustible. Le fait qu'une chambre de combustion ne reçoive pas de combustible pendant une course de travail signifie que sa température tombe

légèrement mais cette légère diminution n'est pas suffisan-

te pour affecter matériellement la combustion du combusti-

ble lors de la distribution suivante de combustible. Le fait que les vannes associées à ceux des injecteurs qui reçoivent

du combustible sont actionnées pendant une période prolon-

gée signifie qu'une commande plus précise du combustible est obtenue de ces injecteurs et le rendement global du moteur

est amélioré en actionnant les chambres de combustion lors-

qu'elles sont alimentées en combustible, pour un niveau de

charge accru. On remarquera que par exemple lorsque la de-

mande du moteur est augmentée par l'opérateur de manière qu'il soit nécessaire de distribuer une plus grande quantité

de combustible au moteur, le réglage de la quantité se pro-

duit également en même temps lorsque se produit une varia-

tion dans la séquence d'actionnement des injecteurs. Il n'y

a par conséquent pas de modification notable de la puissan-

ce de sortie du moteur lorsqu'une nouvelle séquence d'injec-

tion est choisie.

On comprend que la fonction de la plupart des circuits individuels peut être assurée par un microproces-

seur avec un logiciel approprié.

Le dispositif qui est représenté à la Fig.2 peut être appliqué très facilement au dispositif d'alimentation du type dans lequel on utilise seulement une vanne 19 et une pompe à haute pression. Tout ce qui est nécessaire est la suppression du circuit distributeur électronique 33, avec

la sortie de la porte ET 30 reliée à un circuit d'actionne-

ment qui fournit du courant à la vanne lorsqu'un signal est

présent à la sortie de la porte ET.

Dans cet exemple le moteur a quatre cylindres et un seul injecteur est rendu inactif à la fois. Dans un moteur ayant un plus grand nombre de cylindres et dans lequel deux chambres de combustion du moteur reçoivent du combustible en même temps, il est possible de faire en

sorte que deux injecteurs s'arrêtent de distribuer du com-

bustible.

Claims

REVENDICATIONS

1-Dispositif de commande de combustible pour dispo-

sitif d'alimentation en combustible d'un moteur à combus-

tion interne à plusieurs cylindres, du type à allumage par compression, le dispositif d'alimentation comprenant une ou plusieurs électrovannes (19) qui est ou qui sont ac- tionnées pour provoquer la distribution de combustible aux

chambre de combustion du moteur associé, ledispositifde com-

mande de combustible comprenant des moyens (34, 36) pou-

vant etre actionnés lorsque les paramètres de fonctionne-

ment du moteur se trouvent dans une plage prédéterminée, afin d'empêcher la distribution de combustible aux chambres

de combustion du moteur tour à tour et pour augmenter l'ali-

mentation en combustible des autres chambres de combustion de manière que les temps d'actionnement de la ou des vannes

19 soient prolongés.

2-Dispositif de commande de combustible pour un

dispositif d'alimentation en combustible d'un moteur à com-

bustion interne à plusieurs cylindres du type à allumage par compression, le dispositif d'alimentation comprenant

une ou plusieurs électrovannes (19) qui est ou qui sont ac-

tionnées pour provoquer la distribution de combustible aux

chambres de combustion du moteur associé, le système de com-

mande de combustible comprenant des premiers moyens (28)

sensibles à des signaux de positions du moteur et à un si-

gnal de demande de combustible pour fournir une séquence de signaux de commande de la ou desdites vannes (19), des

seconds moyens (35) agissant lorsque les paramètres de fonc-

tionnement du moteur se trouvent dans une plage prédétermi-

née pour modifier ledit signal de demande de combustible et

fournir un signal d'état, des troisièmes moyens <36) sensi-

bles audit signal d'état pour interrompre la séquence des signaux de commande appliqués à ladite ou auxdites vannes

(19), grâce à quoi l'alimentation en combustible des cham-

bres de combustion tour à tour est empêchée, le signal mo-

difié de demande de combustible assurant que les autres chambres decombustion reçoivent une quantité accrue de combustible. 3-Dispositif de commande de combustible suivant la revendication 2, dans lequel lesdits seconds moyens com- prennent un commutateur (27) pouvant être actionné pour faire passer directement ledit signal de demande auxdits

premiers moyens (28) lorsque les paramètres de fonctionne-

ment du moteur sont hors de ladite plage prédéterminée.

4-Dispositif de commande de combustible suivant la

revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend des compa-

rateurs (20, 24) pour comparer un signal de vitesse du mo-

teur et le signal de demande de combustible respectivement avec des signaux de référence pour produire un signal de commande de commutation desdits moyens de commutation (27), de sorte que lorsque les paramètres de fonctionnement du

moteur se trouvent hors de ladite plage prédéterminée les-

dits moyens de commutation (27) sont actionnés pour appli-

quer le signal de demande auxdits premiers moyens (28) et,

lorsque les paramètres du fonctionnement du moteur se trou-

vent dans la plage'prédéterminée, les moyens de commuta-

tion (27) sont commutés pour appliquer le signal de demande

modifié auxdits premiers moyens (28).

-Dispositif de commande de combustible suivant la

revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une por-

te ET (30) dont la sortie commande l'actionnement de ladite ou desdites vannes (19), une entrée de la porte ET (30) étant reliée à la sortie desdits premiers moyens (28) pour recevoir ladite séquence de signaux de commande, et une porte OU (31) dont la sortie est reliée à l'autre entrée de la porte ET (30), et une entrée de la porte OU étant reliée à la sortie d'un inverseur (32) dont l'entrée reçoit ledit signal de commande de commutation, et l'autre entrée de la porte OU étant reliée à la sortie desdits troisièmes moyens

(36).

6-Dispositif de commande de combustible suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits troisièmes moyens (36) sont constitués par une pluralité de registres à décalage ayant des masques appropriés pour les séquences demandées d'injection respectivement, ledit signal d'état agissant pour sélectionner l'un desdits registres et le

registre associé, les troisièmes moyens (36) recevant égale-

ment à l'entrée lesdits signaux de position du moteur& 7-Dispositif de commande de combustible suivant la

revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un dis-

tributeur électronique (33) pour commander l'actionnement d'une pluralité de vannes (19), ledit distributeur ayant une entrée reliée à la sortie de ladite porte ET (30) et une autre entrée qui reçoit les signaux de position du moteur.