FR2610993A1 - Method and device for controlling fuel injection into a multi-cylinder heat engine - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commande d'injection de combustible dans un moteur thermique à plusieurs cylindres alimentés respectivement en combustible par des pompes d'injection individuelles à débit variable en fonction de la vitesse de rotation et de la puiSsance exigées du moteur. The present invention relates to a method and a device for controlling the injection of fuel into a combustion engine with several cylinders supplied respectively with fuel by individual injection pumps with variable flow according to the speed of rotation and the power required of the engine.
Actuellement les injecteurs de moteurs h combustion interne, notamment de moteurs diesel, sont alimentés en combustible sous pression par des pompes d'injections individuelles qui aspirent le combustible à partir d'un réservoir commun et le refoulent sous pression en direction d'injecteurs respectifs montés sur les différents cylindres. Currently, the injectors of internal combustion engines, in particular of diesel engines, are supplied with pressurized fuel by individual injection pumps which suck the fuel from a common tank and discharge it under pressure towards the respective mounted injectors. on the different cylinders.
Ces pompes d'injection sont pourvues d'organes de réglaqe de débit qui permettent d'ajuster le débit du combustible en fonction du régime de marche du.moteur et de la puissance devant être fournie par celui-ci. Dans les moteurs connus la commande des pompes d'injection individuelles est réalisée À partir d'un régulateur de commande dont l'organe de sortie agit simultanément sur toute les pompes d'injection, par l'intermédiaire d'une tringlerie reliant tous les ensembles d'injection des pompes au régulateur de commande.Du fait que cette tringlerie est constituée par un ensemble de barres rigide, le régulateur de commande provoque, en fonction du régime et de la puissance du moteur désirés, ùn seul et même déplacement de la tringlerie qui 8 son tour crée un déplacement identique des organes de réglage de débit des diverses pompes d'injection.These injection pumps are provided with flow regulating members which make it possible to adjust the flow of the fuel as a function of the running speed of the engine and of the power to be supplied by it. In known engines, the control of the individual injection pumps is carried out from a control regulator, the outlet member of which acts simultaneously on all the injection pumps, by means of a linkage connecting all the assemblies. injection of the pumps to the control regulator. Because this linkage consists of a set of rigid bars, the control regulator causes, depending on the speed and the engine power desired, one and the same displacement of the linkage which in turn creates an identical displacement of the flow control members of the various injection pumps.
Un tel dispositif de commande présente l'inconvénient qu'il ne tient pas compte des différences de caractéristiques des pompes d'injection individuelles. Or ceci peut entrainer un mauvais fonctionnement du moteur avec une perte de rendement, et même, dans certains cas, le non allumage de certains cylindres du moteur, avec un risque de détérioration de celui-ci. Such a control device has the disadvantage that it does not take into account the differences in characteristics of the individual injection pumps. However, this can cause the engine to malfunction with a loss of efficiency, and even, in certain cases, the non-ignition of certain engine cylinders, with a risk of deterioration of the latter.
La présente invention vise h remédier h ces inconvénients en procurant un procédé et un dispositif qui, en rendant chaque pompe d'injection indépendante et personnalisée, permet de corriger les différences des caractéristiques propres des diverses pompes. The present invention aims to remedy these drawbacks by providing a method and a device which, by making each injection pump independent and personalized, makes it possible to correct the differences in the specific characteristics of the various pumps.
A cet effet ce procédé de commande d'injection de combustible dans un moteur thermique à plusieurs cylindres alimentés respectivement en combustible par des pompes d'injection individuelles à débit variable en fonction de la vitesse de rotation et de la puissance exigées du moteur, est caractérisé en ce que l'on détermine expérimentalement pour chaque vitesse de rotation du moteur, c'est-à-dire de la pompe d'injection, la loi de variation qui existe entre le débit refoulé par la pompe et le déplacement de l'or- gane de réglage de débit de la pompe, on stocke dans chacune de plusieurs mémoires individuelles associées respectivement aux diverses pompes sous la forme de valeurs numériques enregistrées dans les diverses positions des mémoires, les lois de variation, pour les différentes vitesses du moteur, entre le débit refoulé par la pompe et le déplacement de l'organe de réglage du débit de la pompe, et on sélectionne, à partir de ces lois de variation enregistrées, pour une vitesse du moteur et un débit d'alimentation sélectionnés, les déplacements individuels exigés pour les organes de réglage de débit respectifs pour obtenir des débits d'alimentation identiques pour les différents cylindres du moteur. To this end, this method of controlling the injection of fuel into a combustion engine with several cylinders supplied respectively with fuel by individual injection pumps with variable flow according to the speed of rotation and the power required of the engine, is characterized. in that one determines experimentally for each speed of rotation of the engine, that is to say of the injection pump, the law of variation which exists between the flow discharged by the pump and the displacement of the gold - pump flow adjustment valve, we store in each of several individual memories associated respectively with the various pumps in the form of digital values recorded in the various memory positions, the variation laws, for the different motor speeds, between the flow delivered by the pump and the displacement of the adjustment member of the pump flow, and one selects, from these recorded variation laws, for a speed of engine and a selected feed rate, the individual displacements required for the respective flow control members to obtain identical feed rates for the different cylinders of the engine.
L'invention a également pour objet dispositif de commande d'injection de combustible dans un moteur thermique à plusieurs cylindres alimentés respectivement en combustible par des pompes d'injection individuelles à débit variable en fonction de la vitesse de rotation et de la puissance exigées du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs mémoires individuelles, associées respectivement aux diverses pompes dans chacune desquelles sont stockées, sous la forme de valeurs numériques enregistrées dans les diverses positions des mémoires, les lois de variation, pour les différentes vitesses du moteur, entre le débit refoulé par la pompe et le déplacement de l'organe de réglage du débit de la pompe un circuit d'adressaqe des différentes mémoires, ce circuit recevant à son entrée des signaux représentant respectivement la vitesse de rotation et le débit requis en provenance d'un régulateur de commande générale, et des moyens de commande de l'organe de réglage du débit de chaque pompe de manière à déplacer individuellement les organes de réglage de débit respectifs de distances telles que, quelles que soient les carectéristi- ques propres des pompes individuelles, on obtienne des débits d'alimentation identiques pour les différents cylindre. Another subject of the invention is a device for controlling the injection of fuel into a heat engine with several cylinders supplied respectively with fuel by individual injection pumps with variable flow according to the speed of rotation and the power required of the engine. , characterized in that it comprises several individual memories, associated respectively with the various pumps in each of which are stored, in the form of digital values recorded in the various positions of the memories, the laws of variation, for the different motor speeds, between the flow discharged by the pump and the displacement of the flow regulation member of the pump a circuit for addressing the different memories, this circuit receiving signals at its input representing respectively the speed of rotation and the flow required from '' a general control regulator, and means for controlling the flow control member of each pump so as to move the respective flow rate adjusting members individually by distances such that, whatever the specific characteristics of the individual pumps, identical flow rates are obtained for the different cylinders.
On décrira ci-après,b titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé qui représente un schéma synoptique d'un dispositif de commande d'injection de combustible suivant l'invention. An embodiment of the present invention will be described below, by way of non-limiting example, with reference to the appended drawing which represents a block diagram of a fuel injection control device according to the invention.
Le dispositif de commande qui est illustré sur le dessin, est destiné au réglage du débit de pompes d'injection individuelles alimentant les divers cylindres A...P d'un moteur thermique, notamment d'un moteur à combustion interne. Les pompes d'injection individuelles la... lp alimentant respectivement les cylindres A...P en combustible sont reliées en commun à un réservoir de combustible 2 et elles comportent des dispositifs à organes mobiles 3a... 3p pour régler les débits de combustible fournis à des injecteurs individuels 4a. . . 4p montés respectivement sur les cylindres A...P. Naturellement la représentation schématique des pompes la... lp et des organes mobiles de réglage de débit 3a...3p sur le dessin n'est donnée qu'à titre schématique et illustratif. The control device which is illustrated in the drawing, is intended for adjusting the flow rate of individual injection pumps supplying the various cylinders A ... P of a heat engine, in particular an internal combustion engine. The individual injection pumps la ... lp respectively supplying the cylinders A ... P with fuel are connected in common to a fuel tank 2 and they include devices with movable members 3a ... 3p for regulating the flow rates of fuel supplied to individual injectors 4a. . . 4p mounted respectively on cylinders A ... P. Naturally, the schematic representation of the pumps la ... lp and of the mobile flow adjustment members 3a ... 3p in the drawing is given only for schematic and illustrative purposes.
Un régulateur général de commande 5 est prévu pour commander la vitesse et la puissance du moteur, suivant les conditions de marche désirées par l'utilisateur. Ce régulateur 5 émet à sa sortie des signaux électriques n et q, le signal n correspondant À la vitesse de rotation du moteur tandis que le signal q correspond au débit devant être fourni. Ces deux signaux n et q, qui constituent des paramètres d'entrée, sont appliqués 9 un circuit de traitement 6 qui est en fait un circuit d'adressage de mémoires 7e.. .7p associées respectivement aux pompes Ia...lp. Dans chacune des mémoires est stocké, sous forme de valeurs numériques, un réseau de courbe personnalisées correspondant aux caractéristiques propres de la pompe d'injection la...lu alimentant le cylindre A...P considéré. Plus particulière- ment chacune des mémoires 7a. . .7p continent, dans ses diverses positions de mémoire, des valeurs numériques identifiant respectivement les déplacements de...dp des divers organes mobiles de réglage de débit 3e.. .3p qui permettent d'obtenir à la sortie un débit de combustible déterminé.Les courbes enregistrées dans les mémoires 7a...7p sont déterminées expérimentalement, é partir des caractéristiques propres des diverses pompes d'injection la.. p. Autrement dit pour chacune de ces pompes on détermine,pour chaque vitesse de rotation du moteur, c'est-à-dire de pompe d'injection, la loi de variation qui existe entre le débit 9 refoulé par la pompe et le déplacement d de l'organe de réglage de débit de la pompe, cet organe pouvant être une cremaillère de commande de la pompe. Par conséquent le circuit d'adressage 6 délivre å sa sortie un signal d'adressage x qui est transmis en parallèle à toutes les mémoires 7a...7p.Ce signal x correspond au débit Qi qui doit être fourni à la sortie de chaque pompe pour la vitesse de rotation n du moteur. Dans chacune des mémoires 7a...7p le signal d'adressage x sélectionne une position de mémoire où se trouve stockée, sous forme numérique, la valeur du déplacement d de l'organe mobile de réglage du débit de la pompe d'injection. Par conséquent les mémoires 7a...7p délivrent à leurs sorties des signaux respectifs da...dp qui représentent les dépls- cements relatifs des divers organes mobiles de réglage de débit 3a...3p qui sont nécessaires pour obtenir un même débit i à la sortie de ceux-ci. Les signaux de.. .dp sont appliqués respectivement à une entrée de circuits comparateurs 8a...8p dont les sorties sont reliées å un étage 9e.. .9p commandant l'alimentation d'un moteur électrique pas-a-pas lOa...lOp. Ce moteur pas-a-pas 10e.. .lOp commande le déplacement de l'organe mobile de réglage de débit asso cié 3a...3p. La position de cet organe mobile est relevée par un capteur de position lla...llp tel qu'un encodeur, qui délivre à sa sortie un signal appliqué à la seconde entrée du circuit compareteur correspondant Be.. Bp. ce signal représentant le position effective de l'organe mobile de réglage de débit. A general control regulator 5 is provided for controlling the speed and the power of the engine, according to the operating conditions desired by the user. This regulator 5 emits at its output electrical signals n and q, the signal n corresponding to the speed of rotation of the motor while the signal q corresponds to the flow rate to be supplied. These two signals n and q, which constitute input parameters, are applied to a processing circuit 6 which is in fact a memory addressing circuit 7e ... 7p associated respectively with the pumps Ia ... lp. In each of the memories is stored, in the form of numerical values, a network of personalized curves corresponding to the specific characteristics of the injection pump la ... lu supplying the cylinder A ... P considered. More particularly, each of the memories 7a. . .7p continent, in its various memory positions, numerical values identifying respectively the displacements of ... dp of the various mobile flow adjustment members 3e. .3p which make it possible to obtain a determined fuel flow rate at the outlet. The curves recorded in the memories 7a ... 7p are determined experimentally, on the basis of the specific characteristics of the various injection pumps la .. p. In other words, for each of these pumps, the law of variation which exists between the flow rate 9 pumped by the pump and the displacement d of the engine is determined for each rotation speed of the engine, that is to say of the injection pump. the pump flow adjustment member, this member being able to be a pump control rack. Consequently the addressing circuit 6 delivers at its output an addressing signal x which is transmitted in parallel to all the memories 7a ... 7p. This signal x corresponds to the flow rate Qi which must be supplied at the output of each pump for the engine speed n. In each of the memories 7a ... 7p the addressing signal x selects a memory position where the value of the displacement d of the movable member for adjusting the flow rate of the injection pump is stored, in digital form. Consequently, the memories 7a ... 7p deliver at their outputs respective signals da ... dp which represent the relative displacements of the various mobile flow adjustment members 3a ... 3p which are necessary to obtain the same flow i at the exit of these. The signals of ... dp are applied respectively to an input of comparator circuits 8a ... 8p whose outputs are connected to a stage 9e ... 9p controlling the supply of a stepping electric motor lOa. ..lOp. This 10th stepper motor ... lOp controls the movement of the associated associated flow adjustment member 3a ... 3p. The position of this movable member is recorded by a position sensor lla ... llp such as an encoder, which delivers at its output a signal applied to the second input of the corresponding comparator circuit Be .. Bp. This signal representing the position effective of the mobile flow control member.
Par conséquent on peut voir que, même si les pompes d'injection la...lp présentent des caractéristiques respectives différentes, se traduisent par des lois différentes de variation du débit Q refoulé en fonction du déplacement de l'organe mobile de réglage du débit, pour différentes vitesses de rotation nl,n2,n3, ainsi qu'il est illustré par les courbes de le figure 1, il est possible de compenser ces variations de caractéristiques des pompes d'injection en sélectionnant les déplacementsrespectifs da...dp des divers organes mobiles de réglage de débit 3a...3p, .pour chaque vitesse de rotation n, de manière que l'on obtienne, à la sortie des diverses pompes d'injection, un débit Qi de combustible identique correspondant à la vitesse de rotation n, ce qui permet d obtenir le rendement optimal du moteur. Consequently we can see that, even if the injection pumps la ... lp have different respective characteristics, result in different laws of variation of the repressed flow Q as a function of the displacement of the mobile flow adjustment member , for different rotation speeds nl, n2, n3, as illustrated by the curves in FIG. 1, it is possible to compensate for these variations in the characteristics of the injection pumps by selecting the respective displacements da ... dp of various mobile flow adjustment members 3a ... 3p, .for each rotation speed n, so that one obtains, at the outlet of the various injection pumps, an identical fuel flow Qi corresponding to the speed of rotation n, which allows optimum engine performance to be obtained.
Bien que dans la forme d'exécution de l'invention qui a été décrite ci-dessus, on n'ait fait intervenir que deux paramètres de sélection à savoir la vitesse de rotation du moteur n et le débit demandé q, il est bien certain que l'on peut prévoir de sélectionner individuellement les déplacements da...dp en prenant en compte plus de deux paramètres de commande, par exemple en ajoutant un autre facteur tel que la température. Il suffit pour cela de prévoir des mémoires 7e.. .7p ayant des capacités suffisantes pour permettre 1R prise en compte d'un troisième paramètre tel que la température. Although in the embodiment of the invention which has been described above, only two selection parameters have been used, namely the speed of rotation of the motor n and the requested flow q, it is quite certain that one can plan to individually select the displacements da ... dp taking into account more than two control parameters, for example by adding another factor such as the temperature. For this, it suffices to provide memories 7e ... 7p having sufficient capacities to allow 1R to take into account a third parameter such as the temperature.
Par ailleurs le dispositif de commande suivant l'invention permet de couper à volonté le débit de combustible fourni a chacun des injecteurs 4a...4p. I1 suffit de commander l'alimentation électrique du ou des moteurs pas-a- pas associés aux cylindres A...P dont on veut couper l'alimentation, de manière à amener les organes mobiles de régle- ge de débit respectifs dans une position de fermeture tote le, pour interromptre le débit de combustible en direction de l'injecteur associé De cette façon il est possible de faire fonctionner le moteur thermique avec un nombre réduit de cylindres alimentés. Furthermore, the control device according to the invention makes it possible to cut the flow of fuel supplied to each of the injectors 4a ... 4p at will. It suffices to control the electrical supply of the stepper motor (s) associated with the cylinders A ... P for which the supply is to be cut off, so as to bring the respective mobile flow control members into a position closing tote, to interrupt the flow of fuel towards the associated injector In this way it is possible to operate the engine with a reduced number of cylinders supplied.
Le dispositif de commande permet également de faire fonctionner le moteur thermique avec des caractéristiques particulières. En effet en modifiant le contenu des mémoires 7a...7p, il est possible de faire fonctionner le moteur thermique, à un instant donné, avec des débits de combustible Qi différents pour chacun des injecteurs 4a...4p. The control device also makes it possible to operate the heat engine with particular characteristics. Indeed, by modifying the content of memories 7a ... 7p, it is possible to operate the heat engine, at a given instant, with different fuel flow rates Qi for each of the injectors 4a ... 4p.
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