FR2766237A1 - Systeme d'alimentation en carburant d'un moteur a combustion interne equipant notamment un vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

Système d'alimentation en carburant (1) pour un moteur à combustion interne. Le système (1) comprend un accumulateur de pression (2) relié à une pompe à haute pression (6). Un appareil de commande (16) commande au moins la pression dans l'accumulateur de pression (2). En mode de poussée du moteur à combustion interne, on réduit la puissance de la pompe à haute pression (6).

Description

I
Description.
La présente invention concerne un système d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne
équipant notamment un véhicule automobile.
L'invention concerne un procédé de mise en oeuvre
d'un système d'alimentation en carburant d'un moteur à com-
bustion interne équipant notamment un véhicule automobile se-
lon lequel le carburant est pompé par une pompe dans un
accumulateur de pression.
L'invention concerne également un système d'ali-
mentation en carburant d'un moteur à combustion interne, du type défini ci-dessus, comprenant en outre un appareil de
commande qui commande au moins la pression dans l'accumula-
teur de pression.
Les moteurs à combustion interne équipant par exemple un véhicule automobile sont soumis à des conditions
de plus en plus strictes concernant la réduction de la con-
sommation en carburant et l'émission des gaz d'échappement,
tout en fournissant une puissance aussi élevée que possible.
Pour cela, les moteurs à combustion actuels sont équipés d'un système d'alimentation en carburant dans lequel l'alimentation en carburant de la chambre de combustion du moteur est commandée et/ou régulée de manière électronique,
notamment par un appareil de commande utilisant un calcula-
teur. Il est ainsi possible d'injecter le carburant dans la tubulure d'aspiration d'air du moteur ou directement dans la
chambre de combustion du moteur.
En particulier dans ce dernier type d'alimenta-
tion, appelé alimentation par injection directe, il faut in-
jecter le carburant sous pression dans la chambre de combus-
tion. Pour cela, il est prévu un accumulateur de pression dans lequel le carburant est pompé à l'aide d'une pompe et
est mis sous une pression élevée. De là, le carburant est in-
jecté par des injecteurs dans les chambres de combustion du
moteur.
Pendant le fonctionnement d'un moteur à combus-
tion interne on peut rencontrer différents états de fonction-
nement. A pleine charge, le moteur fournit sa puissance
maximale; à charge partielle il ne fournit que la partie de-
mandée de cette charge maximale. Au ralenti, le moteur à com-
bustion interne tourne à un régime aussi réduit que possible.
En mode de poussée, le moteur à combustion interne ne fournit pas de puissance mais au contraire il freine. On est par exemple en mode de poussée lorsque le véhicule descend une pente et que le conducteur enlève son pied de la pédale d'accélérateur. Il en résulte que, dans tous les cas, il n'y a plus injection de carburant dans le moteur et fréquemment on coupe également l'alimentation en air du moteur. Ainsi, les injecteurs restent fermés pendant ce mode de fonctionnement. Cela permet, d'une part, d'obtenir
l'effet de freinage souhaité, et, d'autre part, cela écono-
mise du carburant.
La présente invention a pour but de développer le mode de fonctionnement en poussée (encore appelé poussée inertielle). A cet effet, l'invention concerne un système ou procédé d'alimentation en carburant du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'en mode de poussée inertielle du moteur à combustion interne, on réduit la puissance de la pompe à
haute pression.
La réduction de la puissance de la pompe est sy-
nonyme de décharge de la pompe. Comme la puissance demandée par la pompe est transformée en grande partie en chaleur, il en résulte que, du fait de la réduction de la puissance de la pompe, on dégage moins de chaleur. Cela entraîne à son tour un moindre échauffement du carburant. Ce moindre échauffement du carburant réduit aussi le risque de formation de bulles de
vapeur et ainsi le risque de ratés ou d'un fonctionnement ir-
régulier du moteur à combustion interne.
En outre, à une puissance de pompage plus faible, la pompe est moins sollicitée que lorsqu'elle fournit une puissance de pompage élevée. Cela se répercute de manière avantageuse sur une réduction de l'usure et ainsi sur une
plus grande durée d'utilisation de la pompe.
Selon un développement avantageux de l'invention, en mode de poussée du moteur, l'accumulateur de pression est coupé. Cela représente une possibilité simple pour réduire la puissance de la pompe. Du fait de la coupure de l'accumulateur de pression, la pompe ne doit plus fournir de pression élevée pour alimenter en carburant l'accumulateur de5 pression. De ce fait, la puissance demandée par la pompe est réduite. Selon un développement avantageux de l'invention, le carburant pompé vers l'accumulateur de pression est dévié par une vanne de commutation. Entre la pompe et
l'accumulateur de pression on a ainsi, selon l'invention, une vanne de commutation commandée par l'appareil de commande.
Cette vanne de commutation est commutée par l'appareil de commande pendant le mode de fonctionnement en poussée pour fermer l'accumulateur de pression. Le carburant, qui est tou-15 jours pompé par la pompe en direction de l'accumulateur de pression, est alors dévié par la vanne de commutation dans
une autre direction.
Il est particulièrement avantageux que le carbu-
rant dévié arrive dans un réservoir de carburant ou revienne à l'entrée de la pompe. On obtient ainsi de manière simple un circuit de carburant permettant de réutiliser immédiatement
le carburant.
Selon un développement avantageux de l'invention,
en mode de poussée du moteur à combustion interne, la pres-
sion est réduite dans l'accumulateur de pression. Pour cela, selon l'invention, l'accumulateur de pression est muni d'une
vanne de commande de pression commutée par l'appareil de com-
mande. Du fait de la pression réduite dans l'accumulateur de
pression, la pompe fournit une puissance de pompe plus fai-
ble. La réduction de la pression dans l'accumulateur de pres-
sion constitue ainsi une possibilité simple pour diminuer la
puissance de la pompe.
Selon un développement avantageux de l'invention, lorsque le moteur à combustion interne fonctionne en mode de poussée, on maintient sensiblement constante la pression dans
l'accumulateur de pression. Lorsque ce mode de fonctionne-
ment, c'est-à-dire du mode de poussée se termine, l'accumulateur de pression est immédiatement à la pression
nécessaire pour passer par exemple au mode de charge par-
tielle. En maintenant constante la pression dans l'accumulateur de pression, selon l'invention, on peut ainsi passer immédiatement et en douceur dans d'autres modes de fonctionnement. De plus, grâce à la pression sensiblement
constante dans l'accumulateur de pression, on évite que, pen-
dant le mode de poussée, des bulles de vapeur ou analogues se
forment dans l'accumulateur de pression.
D'autres caractéristiques, applications et avan-
tages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un exemple de réalisation décrit ci-après et représenté dans l'unique
figure qui est une vue schématique d'un exemple de réalisa-
tion d'un système d'alimentation en carburant selon l'invention. La figure montre un système d'alimentation en
carburant 1 appliqué à un moteur à combustion interne de vé-
hicule automobile. Ce système d'alimentation en carburant 1 est un système dit " à rail commun " applicable notamment à
un moteur à combustion interne à injection directe.
Le système d'alimentation en carburant 1 comporte un accumulateur de pression 2 muni d'un capteur de pression 3 et d'une soupape de commande de pression 4. L'accumulateur de pression 2 est relié à une pompe à haute pression 6 par une conduite de pression 5. La conduite de pression 5 comporte25 une vanne de commutation 7 qui, à l'état normal, relie la pompe à haute pression 6 à l'accumulateur de pression 2. La pompe à haute pression 6 est raccordée par une conduite de pression 8 à la vanne de commande de pression 4. Une conduite de pression 9 et un filtre relient la vanne de commande de30 pression 4 et ainsi la pompe à haute pression 6 à une pompe à carburant 10 destinée à aspirer le carburant d'un réservoir
11. Une conduite 12 relie la vanne de commutation 7 au réser-
voir de carburant 11. En variante, la conduite 12 peut égale-
ment être reliée en entrée à la pompe à haute pression 6.
Le système d'alimentation en carburant 1 comporte quatre injecteurs 13 reliés par des conduites de pression 14
à l'accumulateur de pression 2. Les injecteurs 13 sont desti-
nés à injecter le carburant dans les chambres de combustion respectives du moteur à combustion interne. Le carburant est allumé dans les chambres par des bougies. Une ligne de transmission de signal 15 relie le capteur de pression 3 à un appareil de commande 16 auquel sont reliées en outre plusieurs autres lignes de signal comme
lignes d'entrée. Une ligne de signal 17 relie la pompe à car-
burant 10 à l'appareil de commande 16 et une ligne de signal 18 relie la vanne de commande de pression 4 à cet appareil de
commande 16. En variante, ou en plus, la pompe à haute pres-
sion 6 peut être reliée à l'appareil de commande 16. En ou-
tre, les injecteurs 13 sont reliés à l'appareil de commande
16 par des lignes de signal 19. Enfin, la vanne de commuta-
tion 7 est reliée par une ligne de signal 20 à l'appareil de
commande 16.
Le carburant est pompé par la pompe à carburant du réservoir 11 à la pompe à haute pression 6. La pompe à haute pression 6 génère une pression dans l'accumulateur de pression 2. Cette pression est mesurée par le capteur de pression 3 pour être réglée par un actionnement correspondant de la vanne de commande de pression 4 et/ou la commande de la pompe à carburant 10 ou de la pompe à haute pression 6 à une
valeur souhaitée. Les injecteurs 13 injectent alors le carbu-
rant dans les chambres de combustion du moteur.
La pression régnant dans l'accumulateur de pres-
sion 2 est un élément essentiel pour doser la quantité de carburant injectée dans la chambre de combustion. Plus la pression de l'accumulateur de pression 2 est élevée et plus la quantité de carburant injectée pendant la même durée d'injection dans la chambre de combustion sera élevée. En particulier, pour satisfaire à la charge maximale demandée par le moteur à combustion interne, la pression élevée dans
l'accumulateur de pression 2 constitue une condition essen-
tielle.
En mode de poussée du moteur à combustion in-
terne, c'est-à-dire par exemple lorsque le véhicule descend
une pente, et que le conducteur enlève le pied de l'accéléra-
teur, le carburant n'est pas injecté dans le moteur. Les in-
jecteurs 13 ne sont pas commandés par l'appareil de commande
16 et restent fermés.
En outre, en mode de poussée, l'appareil de com- mande 16 ferme la vanne de commande de pression 4 et commute la vanne de commutation 7 de son état normal à son état blo- qué. Dans cet état bloqué, la pompe à haute pression 6 est reliée par la vanne de commutation 7 à la conduite 12 de sorte que le carburant fourni par la pompe à haute pression 6 passe dans le réservoir 11.10 Comme les injecteurs 13 sont fermés, que la vanne de commande de pression 4 est également fermée, et que la vanne de commutation 7 est à l'état bloqué, l'accumulateur de pression 2 est ainsi coupé. Le carburant reste ainsi dans l'accumulateur de pression 2. La pression régnant dans
l'accumulateur 2 reste ainsi pratiquement constante.
Le carburant fourni par la pompe à haute pression 6 est dévié, comme indiqué, vers le réservoir 11. Comme le réservoir 11 est pratiquement sans pression, cela signifie
que la pompe à haute pression 6 n'aura plus à travailler con-
tre la pression élevée régnant normalement dans
l'accumulateur de pression 2. La puissance de la pompe néces-
saire pour la pompe à haute pression 6 diminue ainsi. La dé-
viation du carburant par la vanne de commutation 7 et la conduite 12 vers le réservoir 11 est ainsi réduite par la
puissance de la pompe à haute pression 6.
Lorsque l'état de fonctionnement correspondant à
la poussée est terminé, la vanne de commutation 7 est comman-
dée par l'appareil de commande 16 pour revenir à son état
normal. Comme l'accumulateur de pression 2 était fermé pen-
dant le mode de poussée et que la pression y a été maintenue sensiblement constante, dès la fin du mode de poussée on a une pression suffisante dans l'accumulateur de pression 2 pour recommencer l'injection de carburant par les injecteurs
13 dans le moteur à combustion interne.
Selon une variante de réalisation du système d'alimentation en carburant 1 représenté à la figure, la vanne de commutation 7, la ligne 12 et la ligne de commande sont supprimées. La conduite de pression 5 réalise ainsi une liaison directe entre la pompe à haute pression 6 et
l'accumulateur de pression 2.
En mode de poussée du moteur, la pression est ré-
duite dans l'accumulateur de pression 2. Cela se fait à l'aide d'une commande à ouverture de la vanne de commande de pression 4 par l'appareil de commande 16. Puis la pression dans l'accumulateur de pression 2 est maintenue sensiblement constante à une valeur réduite. Cette situation peut être surveillée par l'appareil de commande 16 à l'aide du capteur de pression 3 et être commandée et/ou régulée à l'aide de la
vanne de commande de pression 4.
Comme la pression dans l'accumulateur de pression 2 est réduite, la pompe à haute pression 6 ne travaillera plus contre la pression élevée régnant usuellement dans l'accumulateur de pression 2. La puissance que doit alors
fournir la pompe à haute pression 6 est ainsi diminuée. Ain-
si, la réduction de la pression dans l'accumulateur de pres-
sion 2 réduit la puissance que doit fournir la pompe à haute
pression 6.
A la fin de l'état de fonctionnement en mode de
poussée, l'appareil de commande 16 maintient la vanne de com-
mande de pression 4 à l'état fermé jusqu'à ce que l'accumulateur de pression 2 soit de nouveau à la pression
élevée souhaitée. Puis le carburant peut de nouveau être in-
jecté par les injecteurs 13 dans le moteur.
La variante de réalisation décrite ci-dessus peut également se réaliser en établissant une pression réduite dans l'accumulateur de pression 2 par une commande appropriée et/ou une régulation de la pompe à carburant 10 pour que celle-ci fournisse moins de carburant à la pompe à haute pression 6 ou par la conduite de commande 17, tracée en trait interrompu, qui assure une commande directe et/ou régulation
de la pompe à haute pression 6 elle-même.
Selon un développement avantageux de l'invention,
la mémoire électrique est une mémoire morte ROM pour un appa-
reil de commande 16 d'un moteur à combustion interne. Cette mémoire contient un programme destiné à être exécuté par un
calculateur notamment un microprocesseur.
RE VE N DI C A T I ON S
) Procédé de mise en oeuvre d'un système d'alimentation en carburant (1) pour un moteur à combustion interne notamment d'un véhicule automobile, selon lequel le carburant est pompé par une pompe à haute pression (6) dans un accumulateur de pression (2), caractérisé en ce qu' en mode de poussée inertielle du moteur à combustion interne,
on réduit la puissance de la pompe à haute pression (6).
2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur de pression (2) est coupé lorsque le moteur à
combustion interne travaille en mode de poussée.
3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le carburant, pompé vers l'accumulateur de pression (2), est
dévié par une vanne de commutation (7).
4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le carburant dévié est conduit dans un réservoir (11) ou vers
la pompe à haute pression (6).
) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on réduit la pression dans l'accumulateur de pression (2) lorsque le moteur à combustion interne fonctionne en mode de
poussée.
6 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4,
caractérisé en ce qu' on maintient sensiblement constante la pression dans l'accumulateur de pression (2) lorsque le moteur à combustion
interne fonctionne en mode de poussée.
7 ) Mémoire électrique, notamment mémoire morte (ROM) pour un appareil de commande (16) d'un moteur à combustion interne, notamment d'un véhicule automobile, contenant un programme
destiné à être exécuté par un calculateur, notamment un mi-
croprocesseur, et exécutant un procédé selon l'une quelconque
des revendications 1 à 6.
8 ) Système d'alimentation en carburant (1) pour un moteur à
combustion interne, notamment d'un véhicule automobile, com-
prenant un accumulateur de pression (2) et une pompe à haute pression (6) fournissant du carburant à un accumulateur de
pression (2) ainsi qu'un appareil de commande (16) qui com-
mande au moins la pression dans l'accumulateur de pression (2), caractérisé en ce qu'on réduit la puissance de la pompe à haute pression (6) lorsque le moteur à combustion interne
fonctionne en mode de poussée.
9 ) Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'accumulateur de pression (2) comporte une vanne de commande
de pression (4) commutée par l'appareil de commande (16).
) Système selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par
une vanne de commutation (7) commutée par l'appareil de com-
mande (16) entre la pompe à haute pression (6) et
l'accumulateur de pression (2).
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