FR2724760A1 - Procede de determination de l'instant d'impact de retombee de l'armature mobile, lors de la desexcitation d'une soupape electromagnetique. - Google Patents
Procede de determination de l'instant d'impact de retombee de l'armature mobile, lors de la desexcitation d'une soupape electromagnetique. Download PDFInfo
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Abstract
L'invention se rapporte à un procédé ainsi qu'à un dispositif destiné à identifier l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile d'une soupape électromagnétique, notamment un injecteur de carburant, lors de la désexcitation. En vue d'obtenir un signal d'impact de retombée de l'armature mobile, de forte vraisemblance, il est prévu, durant le mouvement de retombée de l'armature mobile, d'établir de manière active dans la bobine d'excitation magnétique, un courant de mesure, pour produire un champ magnétique de mesure, lors de la variation duquel, produite par le mouvement de l'armature mobile, est maintenue une tension induite même dans le cas de la désexcitation. Le dispositif de désexcitation rapide de la soupape électromagnétique est avantageusement également utilisé pour la régulation du courant de mesure.
Description
L'invention concerne un procédé destiné à identifier l'instant d'impact de
retombée d'une armature mobile de soupape, d'une soupape électromagnétique, pouvant être déplacée au moyen d'une interaction magnétique, selon lequel l'interruption du courant d'excitation amorce une phase de chute de l'armature mobile de soupape, une tension étant induite dans la bobine d'excitation magnétique lors de la phase de chute, et l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile étant déterminé par le suivi de l'allure du signal de la tension induite. L'invention se rapporte également à un dispositif destiné à identifier l'instant d'impact de retombée d'une armature mobile de soupape, d'une soupape électromagnétique et notamment d'un injecteur de carburant, pouvant être déplacée au moyen d'une interaction magnétique, comprenant un circuit de courant d'excitation destiné à l'actionnement de la soupape électromagnétique, qui, au moyen d'un commutateur peut être interrompu sélectivement, pour ainsi amorcer la phase de chute de l'armature mobile de soupape, une unité de commande actionnant le commutateur conformément aux temps d'injection souhaités, un circuit fermé de déconnexion comprenant au moins une diode de roue libre, ainsi qu'un dispositif destiné à déterminer l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile, à l'aide de l'allure du signal de la tension existant au
niveau de la bobine d'excitation magnétique.
Dans la technique d'injection de carburant, il est essentiel de déterminer de la manière la plus précise possible, le comportement à l'ouverture et à la fermeture des injecteurs utilisés, pour, à partir de là, être en mesure de commander, sans dispersion d'injection à injection, des courbes de limitation, par exemple prévues pour l'optimisation des émissions de gaz. Dans la mesure o les instants d'ouverture et de fermeture de l'injecteur sont connus, il est en conséquence possible de déterminer la quantité de carburant injecté au cours de la phase ouverte de l'injecteur, à partir de la séquence du mouvement intérieur de l'injecteur. Ces instants d'ouverture et de fermeture sont quant à eux, déterminés par l'impact de soulèvement d'armature mobile lors de l'excitation et l'instant d'impact de retombée d'armature mobile après la désexcitation de la bobine d'excitation magnétique. Sur le plan fonctionnel, les deux instants d'impact se situent, dans la chaîne d'action, après la contrainte de ressort de l'armature mobile de soupape, de sorte que des variations du comportement à l'ouverture et à la fermeture des injecteurs, engendrées par des tolérances du ressort, le support de ressort et des tolérances mécaniques d'implantation, peuvent être compensées par une régulation appropriée sur le plan de la technique d'injection. Des méthodes de mesure de l'impact de soulèvement à l'excitation sont décrites, par exemple, dans le document DE 42 37 706 A1 de la demanderesse et dans le document DE 37 30 523 A1 en relation avec le début de refoulement; dans la suite on ne reviendra pas plus en détail sur les méthodes de mesure lors de l'excitation. En ce qui concerne l'instant d'impact de retombée d'armature mobile après désexcitation de la soupape électromagnétique, à savoir la fin effective d'injection, il est proposé dans le document DE 37 30 523 A1, après interruption du courant dans la bobine d'excitation magnétique, actionnant l'armature mobile de soupape, d'élever à un niveau de signal pouvant être identifié, au moyen d'une source d'énergie externe, la tension induite par le mouvement de l'armature mobile de la soupape électromagnétique dans la bobine d'excitation magnétique, en vue de pouvoir mieux contrôler les instants de commutation mécanique rendus ainsi plus nets. Bien que le mode opératoire évoqué, dans le cas de l'excitation par un courant rend nettement décelable l'instant de d'interruption du courant d'actionnement, il présente toutefois l'inconvénient de ne réaliser qu'un simple traitement de signal dont le
but est d'amplifier un signal existant, même faible.
Toutefois, notamment dans le cas de la désexcitation, un tel signal est extrêmement peu distinct et de ce fait difficilement exploitable. La raison en est que la bobine d'excitation magnétique doit être totalement
désexcitée pour engendrer la chute de l'armature mobile.
Cela s'effectue dans la pratique, par l'application d'une tension d'effacement élevée. Comme la bobine de l'électroaimant n'est toutefois pas excitée durant la
phase de chute, le circuit magnétique est démagnétisé.
Comme durant cette phase il ne s'établit donc pas de champ magnétique dans la bobine d'excitation magnétique, il ne se produit pas non plus d'interactions magnétiques entre l'état d'arrêt en position et l'état de mouvement de l'armature mobile de soupape et la bobine d'excitation magnétique. En conséquence, on ne peut donc pas non plus s'attendre à une tension induite pour
identifier l'impact de retombée.
Aussi, le but de l'invention consiste-t-il à développer un procédé destiné à déterminer l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile, de manière à pouvoir réaliser à l'aide de moyens techniques simples, une détermination sans équivoque de l'instant d'impact
de retombée de l'armature mobile après la désexcitation.
Par ailleurs, l'invention doit également fournir un dispositif économique, permettant de déterminer sans équivoque l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile, après la désexcitation de la soupape électromagnétique. Conformément à l'invention, ce but est atteint en ce qui concerne un procédé du type de celui mentionné en introduction, grâce au fait qu'après le début et au moins durant la phase de chute de l'armature mobile de soupape, dans la bobine d'excitation magnétique est établi un courant de mesure, qui engendre dans la bobine d'excitation magnétique, un champ magnétique suffisant à des fins de mesure, mais n'entravant toutefois pas le mouvement de chute de l'armature mobile, et l'instant d'impact de retombée est déterminé comme étant une variation de signal apparaissant lors de l'impact de retombée. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le courant de mesure, durant la phase de chute de l'armature mobile de soupape, dans la bobine d'excitation magnétique, est régulé à une valeur constante. Pour la régulation du courant de mesure à une valeur constante, une tension auxiliaire négative est appliquée à la bobine d'excitation magnétique. La tension auxiliaire négative maximale réglable pouvant être appliquée à la bobine d'excitation magnétique, est supérieure, quant à sa valeur, à la tension induite dans
la bobine d'excitation magnétique.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la tension auxiliaire est appliquée de manière cadencée ou analogique à la bobine d'excitation magnétique. Dans le cas o la bobine d'excitation magnétique est alimentée par un courant de mesure cadencé, la variation de signal apparaissant lors de l'impact de retombée de l'armature mobile, est convertie en une variation du taux d'impulsions du courant de mesure, et est mise à profit pour identifier l'instant d'impact de retombée. Conformément à l'invention, on prévoit donc un procédé selon lequel après avoir quitté le point d'accrochage de l'armature mobile, c'est à dire après le début de la phase de chute de l'armature mobile, un faible courant de mesure est établi dans la bobine d'excitation magnétique. Ce courant de mesure doit être suffisamment grand pour engendrer dans la bobine d'excitation magnétique, un champ magnétique suffisamment grand, qui conduit alors, lors de l'apparition de variations, à une tension induite pouvant être identifiée. En même temps, ce courant de mesure devra toutefois être suffisamment faible pour que le champ magnétique qu'il produit n'entrave pas la chute
de l'armature mobile.
Un avantage essentiel du mode opératoire conforme à l'invention, réside dans le fait que l'on n'effectue pas un traitement quantitatif d'un signal difficilement décelable, mais que le signal de tension induite mis à profit pour déterminer l'instant d'impact de retombée est produit de façon à pouvoir être décelé de manière sensiblement plus nette, même sur le plan qualitatif. Un tel renforcement de la cause a lieu, en outre, indépendamment d'un éventuel traitement ultérieur
du signal de tension induite.
Grâce à l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile pouvant être décelé sans équivoque, en combinaison avec la détermination de l'instant d'impact de l'armature mobile dans le cas de l'excitation par un courant, connue de par l'état de la technique, il est possible de renoncer à un réglage de la contrainte initiale du ressort d'armature mobile. Comme de ce fait les injecteurs n'ont plus besoin d'être calibrés, leur manipulation lors de la fabrication et du remplacement
est plus économique.
Par ailleurs, il est possible, dans des injecteurs, en raison du signal d'instant de fermeture de forte vraisemblance obtenu conformément à l'invention, de renoncer à des dispositifs d'amplification de signal, complexes sur le plan de la technique de réalisation des circuits et donc coûteux, ce qui permet de simplifier et de réduire l'encombrement de ces injecteurs et de la soupape électromagnétique que
renferme chacun d'eux.
Selon un développement de l'invention, il est prévu de réguler de manière constante à une valeur prédéterminée, le courant de mesure établi dans la bobine d'excitation électromagnétique durant la phase de chute de l'armature mobile de soupape, pour obtenir ainsi un signal de tension induit exclusivement par le
mouvement de chute de l'armature mobile.
Ainsi est donc généré, conformément au procédé, un signal de tension induite pouvant être décelé sans équivoque, de sorte qu'il est possible d'éviter des erreurs de lecture et/ou de reconnaissance reposant sur un signal faible ou trop peu distinct. Dans le cas d'une régulation avantageuse appropriée du courant de mesure établi provisoirement dans la bobine d'excitation électromagnétique, il est par ailleurs possible d'atteindre de manière inductive, par le mouvement de l'armature mobile dans la bobine d'excitation magnétique, des valeurs de signal de tension d'une intensité adaptée à des fins de régulation, sans traitement ni amplification de signal supplémentaires. En-dehors du fait que cela permet de renoncer à des dispositifs d'amplification de signal nécessaires jusqu'à présent, et de la simplification de mise en oeuvre du régulateur, ainsi obtenue, le procédé conforme à l'invention est caractérisé notamment par une allure de signal libre de distorsion, sans interférence d'influences parasites temporelles ou qualitatives,
supplémentaires.
Un signal de mouvement de l'armature mobile d'aimant libre de parasites, ainsi obtenu, présentant un coude de signal de forte vraisemblance lors de l'impact de retombée de l'armature, et qui est décelable invariablement sans équivoque, au-delà d'un grand nombre de cycles d'injection, autorise donc un mode de réalisation préféré du procédé conforme à l'invention, selon lequel le courant de mesure appliqué durant la phase de chute de l'armature mobile, est régulé à une valeur constante. Le but recherché par le maintien constant du courant consiste à compenser des variations de champ magnétique dans la bobine d'excitation magnétique, qui sont dues à l'apparition d'éventuelles variations du courant d'excitation de champ magnétique,
à savoir le courant de mesure.
Un avantage de principe de cette régulation du courant de mesure réside dans le fait qu'il est possible d'empêcher une compensation réciproque de la tension induite dans la bobine d'excitation magnétique et la tension auxiliaire d'attaque du courant de mesure, essentiellement de sens opposé. Cela permet de garantir que, vu dans le temps, durant toute la phase de chute de l'armature mobile, il est existe un champ magnétique constant sur le plan énergétique dans la bobine d'excitation magnétique de soupape, et qu'ainsi, seules les variations de champ magnétique produites par l'état d'arrêt en position et l'état de mouvement de l'armature
mobile déterminent l'allure du signal.
Pour une régulation du courant de mesure à une valeur constante souhaitée, il est prévu selon une autre configuration avantageuse du procédé conforme à l'invention, d'appliquer alternativement, suivant les conditions considérées, une tension auxiliaire aussi bien positive que négative, à la bobine d'excitation magnétique, en vue de pouvoir garantir la possibilité de régulation du courant indépendamment du sens et de la
grandeur de la tension induite.
Pour la concrétisation de l'invention, on met avantageusement en oeuvre des régulateurs de
courant/tension connus sur le plan de la réalisation.
Ces régulateurs ne sont toutefois en mesure de réguler un courant de mesure constant, que s'il existe un signal de tension auxiliaire approprié en tant que grandeur
d'entrée du régulateur.
Spécialement dans le cas d'un mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, selon lequel le courant de mesure est régulé à une valeur constante, il est obligatoirement nécessaire, pour obtenir un fonctionnement de régulation dénué de problèmes, de prévoir que la tension auxiliaire maximale réglable, pouvant être appliquée de manière positive ou négative à la bobine d'excitation magnétique, soit supérieure, quant à sa valeur, à la tension induite dans la bobine d'excitation magnétique, durant la phase de chute. A cet effet, la tension auxiliaire peut être appliquée de manière analogique à la bobine d'excitation magnétique, ce qui permet d'utiliser un agencement de
régulateur particulièrement économique.
Par ailleurs, il est avantageux d'appliquer à la bobine d'excitation magnétique, une tension auxiliaire cadencée, pour ainsi pouvoir maintenir au plus faible possible, la perte de puissance de l'étage
final.
En ce qui concerne le dispositif de mise en oeuvre, le but recherché est atteint pour un dispositif du type de celui décrit en introduction, grâce au fait que dans le circuit de déconnexion est prévue une source de tension auxiliaire, qui, lorsque le commutateur est ouvert, établit un courant dans la soupape électromagnétique. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif destiné à déterminer l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile, englobe au moins un comparateur et un calculateur numérique, la sortie du comparateur étant reliée au calculateur numérique, qui, à l'aide d'une partie de circuit pour l'analyse critique dans le temps de modèles d'impulsions, calcule l'instant
d'impact de retombée.
Par ailleurs, la source de tension auxiliaire est réalisée sous forme de régulateur dans lequel la
polarité peut être inversée.
Selon une autre caractéristique du dispositif conforme à l'invention, le régulateur est prévu en tant que régulateur de courant à deux positions ou en tant
que régulateur analogique.
Finalement, dans un dispositif conforme à l'invention, comportant un dispositif de désexcitation rapide de la bobine d'excitation électromagnétique au moyen d'une tension d'effacement pouvant être appliquée, la tension auxiliaire pouvant être régulée est fournie
par le dispositif de désexcitation rapide.
Ainsi, un dispositif adapté à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention prévoit donc une source de tension auxiliaire réglable, montée en série avec la bobine d'excitation magnétique. Cette source de tension auxiliaire peut se présenter sous la forme d'un calculateur analogique ou numérique. On obtient un dispositif particulièrement simple et économique lorsque le dispositif prévu pour la désexcitation rapide de la bobine d'excitation magnétique est également utilisé pour produire la tension auxiliaire pouvant être régulée. La tension pouvant être régulée peut ainsi âtre appliquée à la bobine d'excitation magnétique à l'aide de composants
existant de toute façon dans le dispositif.
D'autres configurations avantageuses et caractéristiques essentielles de l'invention, ainsi que des explications plus détaillées apparaîtront dans la
description suivante d'un exemple de réalisation
représenté sur les dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une courbe d'allure qualitative du courant de commande au cours d'un cycle d'injection, Fig. 2 l'allure de la courbe de la course de déplacement d'aiguille de deux aiguilles d'injecteur à contrainte initiale de ressort différente; Fig. 3 une représentation schématique simplifiée d'un mode de réalisation du circuit conforme à l'invention pour la commande d'une soupape électromagnétique; Fig. 4 une allure de courbe qualitative du courant de commande; Fig. 5 l'allure de la courbe de la course de déplacement d'une aiguille, correspondant à la courbe de courant de commande de la figure 4, dans le cas de la désexcitation; Fig. 6 un signal de tension obtenu à l'aide du procédé conforme à l'invention; Fig. 7 l'allure de la courbe du courant de mesure, conformément à l'invention; Fig. 8 le modèle d'impulsion d'un signal cadencé d'un
régulateur de courant à deux points.
Sur la figure 1 est représentée en fonction du temps, l'allure de la courbe caractéristique du courant d'excitation d'une soupape électromagnétique, commandé conformément au procédé de l'invention, durant un cycle d'injecteur complet, c'est à dire l'excitation et la désexcitation. Cette courbe du courant de commande peut être divisée sensiblement en cinq phases 11, 12, 13, 14, se succédant dans le temps, le courant I dans la zone 11 étant régulé avec la pente de montée la plus forte possible, jusqu'à la valeur de courant maximale Imax pour établir le plus rapidement possible dans la bobine d'excitation électromagnétique, un champ magnétique suffisant pour rendre actif, c'est à dire soulever l'armature mobile de soupape. La montée à la valeur maximale est ici nécessaire en vue de surmonter les résistances, qui agissent à l'encontre de l'établissement du champ magnétique, et qui sont dues à des variations et s'établissent lors de l'excitation par un courant, en raison de la loi de Lenz. Lorsque ces résistances initiales ont été surmontées et que l'armature mobile se trouve en mouvement, le courant plus faible Iouv régulé lors de la phase de soulèvement 12 suffit à déplacer l'armature mobile jusqu'à sa position d'ouverture. Lorsque l'armature mobile a atteint sa position d'ouverture, l'injecteur est ouvert
et du carburant est injecté.
Comme durant l'injection, l'armature mobile doit simplement être maintenue dans sa position d'ouverture, il suffit ici d'un faible courant de maintien Imaint (phase de maintien 13) pour surmonter les forces de fermeture statiques agissant au niveau du moteur. Finalement, avec la chute du courant de maintien Imaint à zéro, est amorcée la phase de fermeture de la soupape. Dans la pratique, la phase de fermeture et ainsi le mouvement de chute de l'armature mobile, sont souvent accélérés de manière active par le fait qu'une tension d'effacement est appliquée à la bobine d'excitation magnétique, en permettant ainsi de compenser le champ magnétique résiduel. Si à cette
occasion, après un temps déterminé, le courant chute en-
dessous d'une valeur propre au dispositif, les forces de maintien magnétiques ne suffisent plus et le mouvement de descente, à savoir la phase de chute de l'armature
mobile débute.
Jusque là la courbe d'excitation correspond au mode d'excitation connu de par l'état de la technique. A partir de là entre en jeu l'invention qui prévoit, à la suite de la phase de désexcitation 14, d'établir de manière active un courant de mesure Imes dans la bobine d'excitation magnétique, qui pour sa part engendre dans la bobine un faible champ magnétique en
tant que condition de base pour une induction.
Lors de l'application du courant de mesure, il est essentiel dans le cadre de l'invention, de réguler le courant de mesure à une valeur permettant de garantir l'établissement d'un champ magnétique dans la bobine d'excitation magnétique, qui, pour des paramètres de construction de l'armature mobile de la soupape, fournit un signal de tension induite pouvant être décelé sans équivoque. Ce courant de mesure est régulé de manière constante, durant toute la phase de mesure 15, à la valeur de courant prévue en vue de créer durant toute la phase de chute des conditions sensiblement constantes pour les variations de champ magnétique engendrées par le mouvement de chute de l'armature mobile. Pour une énergie pratiquement constante de la bobine d'excitation magnétique, l'on obtient de cette manière un signal de tension induite proportionnel au mouvement de l'armature mobile, à partir duquel il est possible de lire l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile. Ce mode d'alimentation en courant décrit est fourni en tant que signal de sortie d'un dispositif de régulation d'injection, à chaque soupape électromagnétique
d'injecteur correspondante.
A partir de la position extrême de la soupape, déterminée lors de l'impact de levée à l'excitation, de l'impact de retombée à la désexcitation, et de l'allure de la course de déplacement prévue de l'armature mobile, on détermine la quantité de carburant injecté. Une méthode de mesure de l'impact de levée de l'armature mobile lors de l'excitation est décrite dans le document DE 42 37 706 A1 de la demanderesse, en relation avec le début du refoulement. Dans ce cas, la bobine de la soupape électromagnétique est alimentée par un courant d'excitation cadencé et la variation du taux d'impulsions du courant d'excitation, c'est à dire du courant de mesure, apparaissant lors de l'impact de levée de l'armature mobile est mise à profit pour déterminer l'instant d'impact. On utilise ici le fait que le taux d'impulsions, qui peut être représenté par un modèle d'impulsion de la relation entre les temps de marche et d'arrêt du courant de mesure cadencé pour la bobine d'excitation magnétique, varie de manière nettement décelable lors de l'impact de l'armature mobile, et peut être aisément exploité. Comme à présent, conformément à l'invention, l'impact de désexcitation est également décelé par une technique de mesure, il est possible, à l'aide d'un traitement par une technique de régulation, du signal d'impact de retombée de l'armature mobile, par l'intermédiaire d'un signal de commande approprié, de réguler la durée d'ouverture de la soupape d'injection, et en fonction de cela, également la
quantité de carburant injecté.
Sur la figure 2 sont reportées à titre d'exemple et en fonction du temps, deux courbes de course de déplacement d'aiguille F1, F2 différentes, la contrainte initiale de ressort de l'armature mobile selon la courbe F2 étant supérieure à celle selon la courbe F1. Comme le montre une comparaison entre les deux courbes F1, F2, dans le cas d'une contrainte initiale de ressort plus élevée, il se produit une attraction plus tardive et une chute plus précoce de l'armature mobile, de sorte que la quantité de carburant débitée est plus faible que dans le cas d'une contrainte initiale de ressort plus faible F1. De telles contraintes initiales de ressort peuvent apparaître suite à la fabrication, et sont jusqu'à présent, égalisées par des réglages appropriés de la contrainte initiale de ressort. Si l'on renonce à un réglage du ressort, ou bien si le ressort subit un effet de fatigue au cours du temps, ou subit une variation de sa constante élastique avec la température, il est possible, conformément à l'invention, de déterminer la quantité de carburant injecté à partir de la différence
de temps entre les deux instants d'impact.
Sur les figures 4 à 8 est représenté le procédé conforme à l'invention, pour déterminer le point d'impact de retombée à la désexcitation, à l'aide de
courbes de signaux dépendant les unes des autres.
L'impulsion de commande représentée sur la figure 4, amorce la désexcitation de la bobine d'excitation magnétique, à l'instant t1. En réponse à cette impulsion de commande 2, le courant de commande 1 est régulé du courant de maintien Imaint à la valeur "0" (voir à cet effet la figure 1). Simultanément, le signal de commande relie à la soupape électromagnétique, un dispositif de décharge rapide (non représenté), qui à l'aide d'une tension d'effacement élevée, compense la chute de potentiel à la bobine d'excitation magnétique,
et qui laisse chuter brutalement le courant à "0".
Toutefois, même dans le cas d'une désexcitation à l'aide d'une tension d'effacement, la bobine d'excitation magnétique ne peut être désexcitée sans retards, parce que dans ce cas aussi, s'y oppose la
loi de Lenz des variations forcées de champ magnétique.
Conformément au retard ainsi produit, l'armature mobile ne quitte son point d'accrochage H dans la position de
maintien, qu'après un intervalle de temps t2.
L'allure de la courbe de déplacement de l'aiguille pilote représentée sur la figure 5, montre de manière distincte, que le début de la phase de chute de l'armature mobile n'est amorcé qu'au point H, en étant nettement décalé dans le temps par rapport au signal de commande. Conformément à l'invention, au plus tôt à cet instant H, un courant de mesure Imes est envoyé au travers de la bobine d'excitation magnétique. Le début de l'établissement du courant de mesure Imes est placé intentionnellement, dans le temps, après le début de la phase de chute de l'armature mobile (point H), pour éviter ainsi un éventuel retard supplémentaire de l'instant o l'armature mobile quitte son point d'accrochage, en raison du champ magnétique engendré par le courant de mesure dans la bobine d'excitation magnétique. Mais lorsque l'armature mobile a surmonté la force de maintien au point d'accrochage H, elle se déplace conformément à la courbe 3, vers sa position de fermeture E, tandis que pendant ce temps, le courant de mesure Imes s'est établi totalement dans la bobine d'excitation magnétique, après un retard dans le temps t3, en atteignant sa valeur définitive au point M
(figure 7).
Durant l'intervalle de temps t3, entre le point d'accrochage H et l'instant o le courant de mesure Imes total s'est établi dans la bobine d'excitation, les allures des courbes de la chute de l'armature mobile pilote et de la montée du courant de mesure, se complètent avantageusement en ce sens que l'armature mobile, durant cet intervalle, au cours de son mouvement de chute, peut tout d'abord être accélérée avant que le champ magnétique dû au courant de mesure se
soit établi selon son intensité définitive.
A partir du point M jusqu'au moins au point d'impact de retombée, le courant de mesure Imes est régulé à une valeur constante, pour réaliser ainsi un champ magnétique uniforme dans la bobine d'excitation magnétique. En raison du champ magnétique établi durant la phase de chute, dans la bobine d'excitation magnétique, au moyen du courant de mesure constant, le mouvement de chute de l'armature mobile produit une variation de champ magnétique, qui à son tour induit une tension Uind dans la bobine d'excitation magnétique. En observant de manière appropriée ce signal de tension, il est possible de déceler et/ou de lire l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile, à l'aide d'un coude de signal nettement marqué sur la courbe de tension. Sur la figure 6 est représenté un tel signal de tension, une tension auxiliaire Uaux étant superposée au signal de tension induite proprement dit, pour des raisons de régulation.
Cette tension auxiliaire est choisie d'une grandeur telle, qu'elle soit toujours supérieure à la tension induite Uind dans la bobine d'excitation magnétique de la soupape. Ainsi, le signal de tension représenté sur la figure 6 se présente tout d'abord comme tension négative, qui en conséquence compense partiellement la tension auxiliaire positive. Durant la phase de chute, la tension induite Uind négative augmente avec la variation croissante de champ magnétique, jusqu'à ce que finalement se réalise l'impact de l'armature mobile, et qu'il ne se produit plus d'autres variations du champ magnétique (point E). Sans variations de champ magnétique, il ne se produit toutefois pas d'induction, de sorte qu'au point E, le signal de tension présente un
coude bien marqué.
Comme à présent, l'armature mobile a pris sa position de fermeture et que de ce fait il ne se produit plus d'autre induction, le courant de mesure est à nouveau annulé par régulation, et la détermination de
l'instant d'impact de retombée est achevée.
Dans le cas de l'établissement d'un courant de mesure cadencé dans la bobine d'excitation magnétique, après la première ouverture du commutateur 7, qui est déclenchée à l'aide d'une unité de commande 10, la cadence du courant de mesure Imes est donnée par l'ouverture et la fermeture régulière et continuelle d'un commutateur du dispositif de cadence du courant. Le commutateur de cadence est commandé par le signal de sortie d'un comparateur 10. A cet effet, le modèle d'impulsion du signal de sortie dans le comparateur 10 est obtenu par traitement de la tension chutant aux bornes d'une résistance de mesure Rset proportionnelle au courant de mesure, une conversion des valeurs
analogiques en impulsions numériques étant effectuée.
Si l'armature mobile de soupape est en mouvement, il en résulte une variation du champ magnétique de la bobine d'excitation magnétique, et une tension est induite. La tension induite est opposée au courant de mesure, de sorte que par une régulation à valeur constante du courant, le signal de tension diminue constamment. Dans cette zone, le taux d'impulsions ne varie que de manière négligeable. A l'instant de l'impact de retombée, o le signal de tension présente le coude marqué, cela se traduit par
une variation nette du taux d'impulsions.
En vue de pouvoir détecter par une technique de mesure, cette variation du taux d'impulsions, le signal de sortie du comparateur est amené simultanément à l'unité de commande 10. Celle-ci effectue une analyse critique dans le temps du modèle d'impulsion, dont le résultat sert, à l'aide d'un algorithme programmable, au
calcul de l'instant d'impact de retombée.
En variante à un régulateur de courant à deux points, la régulation du courant de mesure Imes peut être effectuée par un régulateur analogique, sans pour
autant changer le caractère de l'invention.
Dans le cas de l'utilisation d'un régulateur à deux points, comme la tension induite dans la bobine d'excitation magnétique lors de la chute de l'armature mobile, présente une polarité inverse par rapport au cas de l'excitation, il est toutefois nécessaire de fixer les valeurs initiales du filtre de reconnaissance de manière inversée par rapport à celles du cas de l'excitation. Si les valeurs initiales du filtre sont ainsi fixées, l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile peut être décelé par la variation du taux d'impulsions du courant de mesure Imes apparaissant lors de l'impact de l'armature mobile. Cela est représenté de manière qualitative sur la figure 8, au regard du modèle d'impulsion régulé, modulé en largeur, du régulateur de courant. Dès le début de l'impact de l'armature mobile la largeur d'impulsion 4 augmente de
manière nettement visible.
Toutefois, comme cela a déjà été évoqué, la soupape électromagnétique, lors de la chute, à l'inverse du cas de l'attraction, agit en tant que générateur, et la tension induite présente exactement le signe inverse que dans le cas de l'attraction. Dans ce cas le régulateur à deux points ne posséderait pas de réserve de régulation suffisante dans la plage de l'impact. Même une bobine d'excitation magnétique montée en permanence dans le circuit de déconnexion laisserait monter le courant, avant l'impact de retombée à la désexcitation, au-delà du seuil supérieur du régulateur, de sorte que le régulateur serait hors de fonction et la détermination de l'instant d'impact de retombée serait impossible. Pour cette raison, une source de tension auxiliaire 5 est montée en série avec la soupape électromagnétique, et permet au régulateur d'appliquer à la bobine d'excitation magnétique de la soupape, une tension de polarité inverse par rapport à la tension de bord. Un dispositif permettant la mise en oeuvre conforme à l'invention, est représenté de manière schématique simplifiée, sur la figure 3. En plus des composants du dispositif déjà évoqués plus haut, le dispositif ici représenté est caractérisé en ce que la tension auxiliaire n'est pas prévue sous forme de nouvelle source de tension auxiliaire distincte, mais qu'au contraire, c'est le dispositif destiné à la désexcitation rapide de la bobine d'excitation magnétique de soupape, qui, par des adaptations techniques appropriées du circuit, fournit et régule la
tension auxiliaire nécessaire dans chaque cas.
Claims (11)
1. Procédé destiné à identifier l'instant d'impact de retombée d'une armature mobile de soupape, d'une soupape électromagnétique, pouvant être déplacée au moyen d'une interaction magnétique, selon lequel l'interruption du courant d'excitation amorce une phase de chute de l'armature mobile de soupape, une tension étant induite dans la bobine d'excitation magnétique lors de la phase de chute, et l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile étant déterminé par le suivi de l'allure du signal de la tension induite, caractérisé en ce qu'après le début et au moins durant la phase de chute de l'armature mobile de soupape, dans la bobine d'excitation magnétique est établi un courant de mesure (Imes), qui engendre dans la bobine d'excitation magnétique, un champ magnétique suffisant à des fins de mesure, mais n'entravant toutefois pas le mouvement de chute de l'armature mobile, et en ce que l'instant d'impact de retombée est déterminé comme étant une variation de signal apparaissant lors de l'impact de retombée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant de mesure (ImeS) durant la phase de chute de l'armature mobile de soupape, dans la bobine d'excitation magnétique, est régulé à une
valeur constante.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour la régulation du courant de mesure (Imes) à une valeur constante, une tension auxiliaire négative est appliquée à la bobine
d'excitation magnétique.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tension auxiliaire négative maximale réglable, pouvant être appliquée à la bobine d'excitation magnétique, est supérieure, quant à sa valeur, à la tension induite (Uind) dans la bobine
d'excitation magnétique.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à
4, caractérisé en ce que la tension auxiliaire (Uaux) est appliquée de manière cadencée ou analogique à la
bobine d'excitation magnétique.
6. Procédé selon les revendications 1 et 5,
selon lequel la bobine d'excitation magnétique est alimentée par un courant de mesure cadencé, caractérisé en ce que la variation de signal apparaissant lors de l'impact de retombée de l'armature mobile, est convertie en une variation du taux d'impulsions du courant de mesure, et est mise à profit pour identifier l'instant
d'impact de retombée.
7. Dispositif destiné à identifier l'instant d'impact de retombée d'une armature mobile de soupape, d'une soupape électromagnétique (6) et notamment d'un injecteur de carburant, pouvant être déplacée au moyen d'une interaction magnétique, comprenant: - un circuit de courant d'excitation destiné à l'actionnement de la soupape électromagnétique (6), qui, au moyen - d'un commutateur (7) peut être interrompu sélectivement, pour ainsi amorcer la phase de chute de l'armature mobile de soupape, une unité de commande (10) actionnant le commutateur (7) conformément aux temps d'injection souhaités, - un circuit fermé de déconnexion (16) comprenant au moins une diode de roue libre (8), ainsi - qu'un dispositif destiné à déterminer l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile à l'aide de l'allure du signal de la tension existant au niveau de la bobine d'excitation magnétique, caractérisé en ce que dans le circuit de déconnexion (16) est prévue une source de tension auxiliaire (5), qui, lorsque le commutateur (7) est ouvert, établit un
courant (Imes) dans la soupape électromagnétique (6).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif destiné à déterminer l'instant d'impact de retombée de l'armature mobile, englobe au moins un comparateur et un calculateur numérique, la sortie du comparateur étant reliée au calculateur numérique, qui, à l'aide d'une partie de circuit pour l'analyse critique dans le temps de modèles
d'impulsion, calcule l'instant d'impact de retombée.
9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la source de tension auxiliaire (5) est réalisé sous forme de régulateur dans lequel la
polarité peut être inversée.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le régulateur est prévu en tant que régulateur de courant à deux positions ou en tant
que régulateur analogique.
11. Dispositif selon la revendication 7, comportant un dispositif de désexcitation rapide de la bobine d'excitation électromagnétique au moyen d'une tension d'effacement pouvant être appliquée, caractérisé en ce que la tension auxiliaire (Uaux) pouvant être régulée est fournie par le dispositif de désexcitation
rapide.
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Effective date: 20090529 |