FR2790283A1 - Procede et systeme de controle de la pression d'une pompe a carburant a haute pression pour l'alimentation d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Le contrôle de pression dans le circuit haute pression (22) en aval de la pompe (11) consiste à piloter l'électrovanne (18) sur l'entrée de la pompe (11) pour que la masse de carburant refoulée par la pompe (11) dans le circuit (22) soit égale à la somme algébrique d'une masse de carburant à injecter dans le moteur (1) et d'une masse de carburant nécessaire pour compenser au moins partiellement un écart de pression entre la pression de carburant mesurée par le capteur (4) dans le circuit (22) et une pression objective souhaitée par l'unité de contrôle (5) dans ce circuit (22).Application au contrôle de pression pour l'injection directe de carburant dans des moteurs, notamment à allumage commandé.

Description

"PROCEDE ET SYSTEME DE CONTROLE DE LA PRESSION D'UNE POMPE

A CARBURANT A HAUTE PRESSION POUR L'ALIMENTATION D'UN

MOTEUR A COMBUSTION INTERNE "

L'invention concerne un procédé et un système de con- trôle de la pression d'une pompe de carburant à haute

pression pour l'alimentation d'un moteur à combustion in-

terne. Plus précisément, l'invention se rapporte au contrôle

de la pression dans un circuit de carburant à haute pres-

sion pour l'alimentation, par au moins un injecteur, d'un moteur à combustion interne, en particulier à injection directe, notamment à allumage commandé, mais sans exclure

les moteurs à allumage par compression (de type diesel).

Dans un système selon l'invention, le moteur à com-

bustion interne entraîne mécaniquement une pompe à haute

pression, du type à au moins un piston à mouvement alter-

natif dans un cylindre correspondant, l'entraînement méca-

nique du piston étant par exemple assuré par un arbre à

cames entraîné à partir du moteur ou appartenant à ce der-

nier, et la pompe à haute pression débitant dans le cir-

cuit à haute pression, qui est du type sans retour perma-

nent de carburant de l'aval vers l'amont de la pompe, la pression de carburant dans le circuit à haute pression étant mesurée par au moins un capteur de pression, et la

pompe étant équipée, pour chaque piston, d'une électro-

vanne, à fonctionnement en tout ou rien, pour commander

l'alimentation en carburant du cylindre de pompe corres-

pondant. Dans des systèmes connus de ce type, assurant une pressurisation de carburant en utilisant une pompe à haute

pression, entraînée mécaniquement par le moteur à combus-

tion interne alimenté par la pompe, dont la quantité de carburant délivrée par cycle de pompage de chaque piston est pilotée par une électrovanne d'entrée fonctionnant en tout ou rien, et qui détermine le rendement volumétrique

de la pompe par le contrôle du circuit d'admission du car-

burant à la pompe, il est connu de chercher à établir,

dans le circuit à haute pression entre la pompe et le mo-

teur, une pression de carburant égale à une pression ob-

jective, déterminée en fonction de paramètres et/ou condi-

tions de fonctionnement du moteur à combustion interne, en effectuant un contrôle direct, agissant directement sur la quantité de carburant délivrée par la pompe de façon à augmenter ou respectivement diminuer cette quantité par

cycle de pompage selon que la pression de carburant mesu-

rée dans le circuit à haute pression par le capteur de pression est inférieure ou respectivement supérieure à la

pression objective.

L'inconvénient de ces systèmes de pressurisation con-

nus est de procurer un contrôle simplifié, qui ne prend pas en compte les modes de fonctionnement des différents constituants du système, et en particulier des circuits de

carburant à haute pression.

Le problème à la base de l'invention est de remédier à cet inconvénient et de proposer un procédé et un système de contrôle de pression procurant une meilleure précision

de contrôle en établissant une pression de carburant sen-

siblement égale à une pression objective par action sur un paramètre de commande qui n'est pas directement lié à la

grandeur à contrôler, c'est-à-dire la pression de carbu-

rant dans le circuit haute pression, le paramètre de com-

mande étant, en l'occurrence, la séquence de commande de l'électrovanne à l'entrée de chaque cylindre de la pompe

haute pression.

A cet effet, le procédé de contrôle de pression selon l'invention, du type présenté ci-dessus, se caractérise en

ce qu'il comprend l'étape consistant à contrôler la pres-

sion de carburant en pilotant l'électrovanne de sorte que la masse de carburant délivrée par ladite pompe dans ledit circuit à haute pression est égale à la somme algébrique d'une masse de carburant destinée à être injectée dans le moteur à combustion interne (et connue par une unité de

contrôle moteur commandant au moins l'injection de carbu-

rant dans le moteur), et d'une masse de carburant néces-

saire, ou d'une grandeur déterminée à partir de ladite masse nécessaire, pour corriger au moins partiellement l'écart de pression entre la pression de carburant mesurée dans le circuit à haute pression à l'aide dudit capteur de pression et une pression objective, souhaitée dans ledit

circuit à haute pression.

Ainsi, on contrôle la pression de carburant dans le

circuit à haute pression, notamment pour une injection di-

recte, en utilisant une électrovanne de régulation de l'admission de carburant à la pompe haute pression, cette

électrovanne permettant de moduler la quantité de carbu-

rant refoulée par la pompe dans le circuit à haute pres-

sion, et ainsi de moduler la pression de carburant dans ce

circuit pour qu'elle s'aligne sur la pression objective.

Avantageusement, on détermine ladite masse de carbu-

rant nécessaire pour corriger au moins partiellement l'écart entre les pressions mesurée et objective à l'aide d'au moins une relation entre la masse ou variation de masse de carburant et la pression ou variation de pression du carburant dans ledit circuit à haute pression, afin de prendre en compte le mode de fonctionnement du circuit à

haute pression, et en particulier son comportement et ce-

lui du carburant que ce circuit contient dans les condi-

tions de fonctionnement du circuit et compte tenu des

quantités de carburant refoulées par la pompe dans ce cir-

cuit. Avantageusement, la détermination de cette relation

entre la masse ou variation de masse et la pression ou va-

riation de pression du carburant dans le circuit à haute pression est effectuée en prenant en compte l'un au moins

de paramètres de fonctionnement tels que la pression mesu-

rée et la température du carburant, et/ou la loi de com-

pressibilité du carburant utilisé, et/ou l'un au moins de paramètres géométriques du circuit à haute pression et/ou

l'une au moins des caractéristiques mécaniques et/ou phy-

siques des matériaux des organes constitutifs dudit cir-

cuit à haute pression.

Afin d'adapter la qualité du contrôle en terme de ra-

pidité, stabilité et précision, le procédé de contrôle comprend avantageusement de plus une étape consistant à pondérer la masse de carburant nécessaire pour corriger l'écart entre les pressions mesurée et objective par une correction de type proportionnelle-intégrale- dérivée,

cette correction étant assurée par exemple par un algo-

rithme de type bien connu.

Après avoir calculé la masse de carburant que doit

délivrer la pompe, le procédé de l'invention propose éga-

lement une détermination des instants de commande de l'électrovanne en prenant en compte le fonctionnement de

la pompe et le fonctionnement de l'électrovanne. A cet ef-

fet, et concernant le fonctionnement de la pompe, le pro-

cédé de l'invention comprend avantageusement de plus une étape consistant à commander l'électrovanne en prenant en compte au moins une relation entre le débit de la pompe et

la position angulaire du moteur, qui l'entraîne mécanique-

ment, pendant les périodes de fermeture de ladite électro-

vanne. Plus généralement, le procédé de l'invention prend en compte une relation indiquant la quantité de carburant

délivrée par la pompe au circuit à haute pression en fonc-

tion du séquencement d'ouverture et de fermeture de l'électrovanne située sur le circuit d'admission de ladite pompe.

Pour une meilleure précision, cette relation expri-

mant le débit de la pompe prend avantageusement en compte

au moins un paramètre de fonctionnement tel que la pres-

sion de carburant, la vitesse de rotation et/ou la tempé-

rature de fonctionnement de la pompe.

Concernant le comportement de l'électrovanne, le pro-

cédé de l'invention comprend avantageusement de plus une

étape consistant à commander ladite électrovanne en pre-

nant en compte au moins une relation entre le retard des ouvertures et fermetures effectives de l'électrovanne par rapport aux ordres électriques de commande à l'ouverture et à la fermeture, d'une part, et, d'autre part, l'un au

moins de paramètres et conditions de fonctionnement de la-

dite électrovanne, ainsi de préférence qu'au moins un pa-

ramètre relatif au carburant.

De préférence, pour atteindre une bonne précision, cette relation relative au retard de l'électrovanne prend en compte l'un au moins des paramètres que sont la tension

électrique d'alimentation et la température de fonctionne-

ment de l'électrovanne ainsi que la différence de pression

de carburant entre l'entrée et la sortie de ladite élec-

trovanne. L'invention se rapporte également à un système de contrôle de la pression dans un circuit de carburant à

haute pression pour l'alimentation, par au moins un injec-

teur, d'un moteur à combustion interne, en particulier à

injection directe, et notamment à allumage commandé, sys-

tème dans lequel ledit moteur assure l'entraînement méca-

nique d'une pompe à haute pression, du type à au moins un

piston à mouvement alternatif dans un cylindre correspon-

dant, ladite pompe débitant dans ledit circuit à haute

pression, qui est du type sans retour permanent de carbu-

rant de l'aval vers l'amont de ladite pompe, et dans le-

quel la pression de carburant est mesurée par au moins un

capteur de pression du système, ladite pompe étant équi-

pée, pour chaque piston, d'une électrovanne, à fonctionne-

ment en tout ou rien, pour commander l'alimentation en carburant du cylindre de pompe correspondant, et, selon

l'invention, ce système se caractérise en ce qu'il com-

prend au moins une unité électronique de contrôle de pres-

sion, en relation avec ou intégrée à une unité électroni-

que de contrôle moteur, commandant l'injection et, le cas échéant, l'allumage du moteur, et déterminant notamment la

masse de carburant destinée à être injectée dans le mo-

teur, ladite unité électronique de contrôle de pression comprenant des moyens de calcul et des moyens de mémoire et étant agencée pour la mise en euvre du procédé selon

l'invention tel que défini ci-dessus, et l'unité électro-

nique de contrôle de pression comprenant au moins un mo-

dule de détermination de la relation, éventuellement pon-

dérée, entre masse ou variation de masse et respectivement pression ou variation de pression de carburant dans le

circuit à haute pression, au moins un module de détermina-

tion de la pression objective souhaitée dans ledit circuit

à haute pression en fonction de paramètres et/ou condi-

tions de fonctionnement du moteur, au moins un module de détermination de la masse de carburant à délivrer par la pompe dans le circuit à haute pression, en fonction d'un signal de masse de carburant destinée à être injectée dans le moteur et reçu de l'unité de contrôle moteur, et de la masse de carburant destinée à compenser la différence de

pression entre la pression mesurée par le capteur de pres-

sion et la pression objective, au moins un module de dé-

termination du retard de ladite électrovanne, et au moins

un module de détermination du débit de la pompe en fonc-

tion de la position angulaire du moteur et du séquencement

d'ouverture et de fermeture de ladite électrovanne.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention

ressortiront de la description donnée ci-dessous, à titre

non limitatif, d'un exemple de réalisation décrit en réfé-

rence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma du système de contrôle de pression de l'invention implanté sur le circuit

d'alimentation de carburant d'un moteur à combustion in-

terne d'automobile, et - la figure 2 représente en superposition des chrono- grammes représentant un modèle de fonctionnement de la

pompe à haute pression, en fonction de la position angu-

laire du moteur à combustion interne et du séquencement

d'ouverture et de fermeture de l'électrovanne, pour la dé-

termination de la quantité de carburant délivrée par la

pompe au circuit à haute pression.

Sur la figure 1, on a représenté schématiquement en 1 un moteur à combustion interne de véhicule automobile, par

exemple un moteur à cycle à quatre temps, à quatre cylin-

dres en ligne, à allumage commandé et à injection directe d'essence. Cette injection directe de carburant est assurée dans chaque cylindre du moteur 1 par l'un respectivement de quatre injecteurs schématisés en 2, et tous alimentés en

carburant à haute pression par une rampe commune de carbu-

rant 3, dans laquelle la haute pression de carburant est

mesurée par un capteur de pression 4 transmettant le si-

gnal de pression mesurée à une unité de contrôle électro-

nique 5. Cette unité 5 est simultanément une unité de con-

trôle moteur, commandant l'allumage dans les cylindres du moteur 1 ainsi que, par la ligne 6, les instants et durées d'ouverture des électroinjecteurs 2, afin de contrôler la quantité de carburant injectée par chacun des injecteurs 2 dans chacun des cylindres correspondants du moteur 1, en fonction des temps moteur dans chacun des cylindres, des paramètres et conditions de fonctionnement du moteur, en

particulier de son régime, de sa charge, de sa tempéra-

ture, ect.... et de la demande en carburant en fonction notamment du débit d'admission d'air au moteur 1, l'agencement de l'unité 5 à cet effet n'étant pas davan- tage décrit dans le présent mémoire descriptif, car bien

connu. Les paramètres de fonctionnement du moteur sont in-

troduits dans l'unité 5 par les entrées schématisées en 7.

La rampe de carburant 3 est alimentée en carburant par une conduite schématisée en 8 à la sortie 9, sur laquelle est monté un clapet antiretour schématisé en 10, d'une pompe 11 monopiston, dont le piston 12 est animé d'un mouvement alternatif dans un cylindre 13 par une came 14 rotative avec un arbre à cames 15, lui-même entraîné en

rotation mécaniquement à partir du moteur 1 par une liai-

son schématisée en 16, et qui peut être une liaison à courroie entre une poulie solidaire en rotation de l'arbre à cames 15 et une autre poulie entraînée en rotation par

le vilebrequin du moteur 1.

La chambre de pompage, délimitée essentiellement par

le piston 12 dans le cylindre 13 de la pompe 11, ainsi mé-

caniquement entraînée par le moteur 1, est également en communication avec une entrée 17, sur laquelle est montée une électrovanne 18, dont le fonctionnement en tout ou rien est commandé par son étage électrique de commande 19,

comprenant, de manière classique, un solénoïde, et lui-

même commandé par l'unité 5 au travers de la ligne 20.

L'électrovanne 18 de contrôle de l'admission de car-

burant à la pompe 11 est elle-même alimentée en carburant à basse pression par un circuit amont à basse pression de

structure classique (non représenté), comprenant un réser-

voir de carburant, dans lequel du carburant est prélevé par une pompe à basse pression et transmis, au travers d'un filtre et d'une conduite schématisée par la flèche 21, à l'électrovanne 18.

L'installation d'alimentation du moteur 1 en carbu-

rant comprend ainsi un circuit basse pression (non repré-

senté) en amont de l'électrovanne 18, et un circuit haute

pression, en aval du clapet anti-retour 10 sur le refoule-

ment 9 de la pompe 11, ce circuit à haute pression 22 com-

prenant essentiellement la rampe de carburant 3 et la con-

duite 8 de liaison entre le refoulement 9 de la pompe 11

et cette rampe 3.

En variante, la rampe 3 peut être équipée d'un clapet de surpression, en communication avec la conduite 21 en amont de l'électrovanne 18, pour décharger la rampe 3

lorsque la pression de carburant dans cette rampe 3 dé-

passe un seuil critique. Mais le circuit haute pression 22 est, par ailleurs, un circuit sans retour permanent ou sans recirculation de carburant vers l'amont de la pompe à

haute pression 11 et de l'électrovanne d'entrée 18.

Cette électrovanne 18 de contrôle de l'admission de

carburant à la pompe 11 peut être une électrovanne norma-

lement fermée, et maintenue fermée par les forces de pres-

sion à l'intérieur de la pompe 11 et d'un ressort interne

(non représenté) de l'électrovanne 18, laquelle n'est ou-

verte qu'à la réception, par son étage de pilotage élec-

trique 19, d'un ordre électrique de commande d'ouverture

provenant de l'unité 5.

Cette unité 5 est, selon l'invention, également une unité de contrôle de pression, qui permet de contrôler la pression du carburant dans le circuit à haute pression 22, en aval de la pompe monopiston 11, en modulant la quantité d'essence refoulée par cette pompe 11, et donc sa pression dans le circuit à haute pression 22, par le pilotage du séquencement d'ouverture et de fermeture de l'électrovanne

18 par l'unité 5.

Ce contrôle de pression dans le circuit à haute pres-

sion 22 est assuré de la manière suivante.

L'unité de contrôle 5 détermine une pression objec-

tive Po souhaitée dans le circuit haute pression 22, en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur 1 tels que la vitesse et la charge du moteur et sa température, qui sont transmis à partir de capteurs appropriés à l'unité 5 par les entrées 7. Cette détermination de la pression objective Po est obtenue par exemple par la mise en oeuvre dans l'unité 5 d'un algorithme prenant en compte ces paramètres de fonctionnement du moteur 1. L'unité 5 détermine la pression de carburant objective Po et connaît

à tout instant, grâce au capteur de pression 4, la pres-

sion de carburant mesurée Pm dans le circuit à haute pres-

sion 22, et l'unité 5 peut en déduire la différence de pression AP entre la pression mesurée Pm et la pression objective Po. Le contrôle de pression commandé par l'unité consiste à piloter le séquencement d'ouverture et de fermeture de l'électrovanne 18, par la ligne 20 et l'étage électrique 19 de pilotage de cette électrovanne 18, de sorte que la pompe 11 refoule dans le circuit à haute

pression 22 une masse de carburant suffisante pour compen-

ser la différence de pression AP ainsi que la masse de carburant qui va être transmise de la rampe 3 au moteur 1

par injection par les injecteurs 2. Cette masse Qm de car-

burant destinée à être consommée par le moteur 1, c'est-à-

dire la masse sortant de la rampe 3, est connue de l'unité , dont la partie formant l'unité de contrôle moteur a précisément pour tâche de déterminer cette quantité Qm de carburant consommée par le moteur 1. Si on appelle QAP la masse de carburant qu'il est nécessaire de refouler par la

pompe 11 dans le circuit à haute pression 22 pour compen-

ser la différence de pression AP, on comprend que la masse de carburant Qp refoulée par la pompe 11 vers le circuit haute pression 22 est donnée par la formule (1): (1) Qp = Qm + Q Ap

Le pilotage de l'électrovanne 18 par l'unité de con-

trôle 5 est donc assuré pour corriger l'erreur entre la pression de carburant Pm, mesurée dans la rampe 3 par le capteur 4, et la pression objective Po, déterminée par l'unité 5, en agissant sur la masse de carburant présente à l'intérieur du circuit haute pression 22. Ainsi, avant chaque commande de l'électrovanne 18, l'unité 5 détermine, par calcul et par lecture de cartographies, comme expliqué ci-dessous, la masse de carburant que doit fournir la pompe 11 comme étant la somme algébrique, d'une part, de la masse de carburant Qm qui doit sortir du circuit haute pression 22, c'est-à-dire de la quantité de carburant à injecter dans le moteur 1 par les injecteurs 2, et, d'autre part, de la variation de masse QAp nécessaire pour

compenser l'erreur de pression AP compte tenu du comporte-

ment du circuit haute pression 22 en tant que contenant, et de la quantité de carburant qu'il contient, en tant que

contenu, sous l'effet de la pressurisation.

A cet effet, l'unité de contrôle 5, en plus du module 23 qu'elle contient pour la détermination de la pression objective et la comparaison à la pression mesurée pour dé- terminer la différence de pression AP, renferme un autre module 24, déterminant un modèle de " raideur " ou de " rigidité " du circuit haute pression 22. Ce module 24 détermine une relation exprimant la masse ou variation de masse de carburant contenue dans le circuit haute pression

22 en fonction de la pression ou d'une différence de pres-

sion dans ce circuit 22, en prenant en compte la géométrie de ce circuit 22, c'est-à-dire la géométrie de la conduite

8 et de la rampe 3, ainsi que les caractéristiques mécani-

ques et physiques, et en particulier le module

d'élasticité E, des matériaux constitutifs de cette con-

duite 8 et de cette rampe 3, pour prendre en compte le fait que le volume interne au circuit haute pression 22 augmente sensiblement sous l'effet de la haute pression de carburant à l'intérieur de ce circuit 22. En outre, cette

relation entre masse et pression de carburant dans le cir-

cuit 22 ou entre variation de masse et variation de pres-

sion prend en compte le comportement du carburant, et en

particulier sa loi de compressibilité en fonction des con-

ditions d'utilisation telles que la température du carbu-

rant et la pression mesurée Pm du carburant dans le cir-

cuit 22.

Le module 24 détermine donc un coefficient de raideur

ou rigidité K, calibré et lu dans des tables cartographi-

ques établies en tenant compte des paramètres géométri-

ques, caractéristiques physiques et mécaniques ainsi que des conditions d'utilisation précitées, ce coefficient de raideur K correspondant sensiblement à la pente d'une courbe caractéristique exprimant une variation de masse de carburant dans le circuit haute pression 22 en fonction

d'une variation de pression dans ce circuit.

Connaissant le coefficient de raideur K déterminé par le module 24 et connaissant la différence de pression AP entre la pression mesurée Pm et la pression objective Po, par le module 23, l'unité de contrôle 5 peut calculer la masse de carburant QAP à refouler dans le circuit haute pression 22 pour compenser la différence de pression AP, par la formule (2): (2) QAP = K x (Pm - Po) de sorte que la masse de carburant à refouler par la pompe

11 à chaque cycle de pompage de son piston 12 est, en te-

nant compte de la formule (1), donnée par la formule (3): (3) Qp = Qm + K x (Pm - Po) Cependant, afin d'adapter la qualité du contrôle de pression en termes de rapidité, exactitude et stabilité, le procédé mis en oeuvre par l'unité de contrôle 5 prend en compte non pas la masse exacte de carburant QAP nécessaire

pour compenser la différence de pression AP, mais une va-

leur calculée à partir de cette masse exacte et égale à un pourcentage inférieur ou égal à 100 % de cette masse

exacte, par exemple au moyen d'un algorithme de type pro-

portionnel-intégral-dérivé pour pratiquer une correction correspondante. Le terme proportionnel de cette correction tient

compte d'une proportion de cette masse exacte qui ne cor-

respond qu'à une proportion de la différence de pression, tandis que le terme dérivé tient compte du sens d'évolution, croissant ou décroissant, de cette différence de pression, et que le terme intégral intègre dans le temps des variations faibles consécutives pour en déduire une tendance d'évolution. De tels algorithmes dits de type PID (Proportionnel-Intégral-Dérivé) sont bien connus de l'homme du métier et ne sont donc pas davantage précisés

dans le présent mémoire descriptif.

Après avoir calculé la masse de carburant que la pompe 11 doit refouler dans le circuit haute pression 22, l'unité de contrôle 5 détermine les instants de commande de l'électrovanne 18 à l'ouverture et à la fermeture en se basant sur un modèle fonctionnel de la pompe 11, mis en oeuvre dans le module 25 de l'unité 5, et sur un modèle

fonctionnel de l'électrovanne 18, mis en oeuvre dans un mo-

*dule 26 de l'unité 5.

Le modèle fonctionnel de la pompe 11, mis en oeuvre

dans le module 25, détermine une loi de quantité de carbu-

rant refoulée par la pompe 11 dans le circuit haute pres-

sion 22 en fonction du séquencement d'ouverture et de fer-

meture de l'électrovanne 18 sur le circuit d'admission de la pompe 11, et en tenant compte de la position angulaire du moteur 1, c'est-à-dire de la position angulaire de son

organe rotatif, par exemple son vilebrequin entraînant mé-

caniquement l'arbre 15 à came 14 d'actionnement du piston

12 de la pompe 11, et donc déterminant la position angu-

laire de cette came 14, et ainsi les phases d'admission et

de refoulement de la pompe 11.

Ce modèle fonctionnel de la pompe 11 est décrit en référence à la figure 2, sur laquelle les schémas de la figure 2a) représentent successivement, de la gauche vers la droite, le piston 12 de la pompe 11 au point mort bas, en fin d'une phase d'admission, puis le piston 12 au point

mort haut, en fin de la phase de refoulement ou compres-

sion consécutive, puis le piston 12 au point mort bas sui-

vant, et enfin au point mort haut suivant. La courbe de la

figure 2b représente la course X du piston 12 dans le cy-

lindre 13 en fonction de l'angle a de rotation du vilebre-

quin du moteur 1, et donc aussi de l'arbre 15 à came 14 actionnant la pompe 11, et cette courbe représente les passages successifs aux points morts bas PMB et points morts hauts PMH du piston 12, une phase de refoulement se déroulant entre un PMB et le PMH suivant, tandis qu'une

phase d'admission se déroule entre un PMH et le PMB sui-

vant. La courbe de la figure 2c) représente la succession des états de fermeture F et d'ouverture O de l'électrovanne EV 18 fonctionnant en tout ou rien, en

fonction de l'angle a indiqué ci-dessus, et le rapproche-

ment des courbes des figures 2b) et 2c) permet de consta-

ter que les fermetures de l'électrovanne 18 au cours des phases de refoulement de la pompe 11 entraînent un débit instantané de refoulement D de carburant de la pompe 11

dans le circuit haute pression 22 comme indiqué sur la fi-

gure 2d) pendant les courses angulaires A (voir figure 2c) correspondant aux fermetures de l'électrovanne 18. Il en résulte une masse Q de carburant transféré, qui correspond

à l'intégration de la courbe de débit instantané D, c'est-

à-dire à la surface hachurée délimitée par cette courbe D, l'évolution de cette masse Q refoulée en fonction de la

plage angulaire de fermeture A étant indiquée sur la fi-

gure 2e). Ces valeurs de Q en fonction des valeurs de A et de a sontégalement calibrées et mémorisées en cartogra- phies, établies en tenant compte de paramètres mentionnés ci-dessous. Le modèle fonctionnel de la pompe 11, tel que mis en oeuvre par le module 25 de l'unité 5, prend en compte non seulement les caractéristiques géométriques de la pompe 11

mais également ses conditions d'utilisation, comme la tem-

pérature et la vitesse de rotation de la pompe 11, ainsi que la pression du carburant, en particulier vers l'aval de la pompe 11, c'est-à-dire dans le circuit 22 à haute pression, mais aussi vers l'amont de la pompe 11, lorsque

l'électrovanne 18 est ouverte.

L'unité de contrôle 5 comporte également un module 26 mettant en oeuvre un modèle de fonctionnement de l'électrovanne 18 et de son étage de pilotage électrique 19, ce modèle déterminant le retard entre la commande électrique à la fermeture et à l'ouverture de l'étage de pilotage 19 et l'ouverture et la fermeture effective du circuit hydraulique par l'électrovanne 18. Ce modèle de l'électrovanne 18 prend en compte les caractéristiques propres de cette électrovanne 18 ainsi que les conditions d'utilisation comme la tension électrique d'alimentation de son étage électrique de pilotage 19, sa température, et

des paramètres liés au carburant, en particulier la diffé-

rence de pression entre l'entrée et la sortie de l'électrovanne 18. Ces différents paramètres et conditions d'utilisation sont calibrés et mémorisés en cartographies, dont la lecture permet d'obtenir des instants effectifs de commande électrique de l'électrovanne 18 à partir

d'instants objectifs d'ouverture ou de fermeture du cir-

cuit hydraulique par l'électrovanne 18, en tenant compte

du modèle indicatif du retard de l'électrovanne 18.

Les différents modules 23 à 26 de l'unité de contrôle comprennent ainsi des moyens de calcul et des moyens de mémorisation en tables ou cartographiques qui sont bien

connus et qu'il est inutile de décrire davantage.

Dans le contrôle décrit ci-dessus, il n'a pas été te-

nu compte des fuites de carburant hors du circuit haute pression 22, mais ceci peut être réalisé en modélisant ces

fuites, qui peuvent aussi être calibrées et cartogra-

phiées. De plus, il n'a pas été tenu compte des phénomènes de cavitation, au moment de la fermeture de l'électrovanne 18, non plus que des fluctuations de pression d'origine

diverse (excitations des injecteurs 2, du piston 12 et ré-

ponse du circuit 22) pouvant se produire dans le circuit

haute pression 22, et seules des pressions mesurée et ob-

jective moyennes ont été considérées, dans une rampe 3

considérée comme étant toujours remplie de carburant.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Procédé de contrôle de la pression dans un circuit (22) de carburant à haute pression pour l'alimentation,

par au moins un injecteur (2), d'un moteur (1) à combus-

tion interne, en particulier à injection directe, et no-

tamment à allumage commandé, entrainant mécaniquement une pompe (11) à haute pression, du type à au moins un piston

(12) à mouvement alternatif dans un cylindre (13) corres-

pondant, débitant dans ledit circuit (22) à haute pres-

sion, qui est du type sans retour permanent de carburant

de l'aval vers l'amont de ladite pompe (11), et dans le-

quel la pression de carburant est mesurée par au moins un capteur (4) de pression, ladite pompe (11) étant équipée,

pour chaque piston (12), d'une électrovanne (18), à fonc-

tionnement en tout ou rien, pour commander l'alimentation dudit cylindre (13) de pompe correspondant,

caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à con-

trôler la pression de carburant en pilotant ladite élec-

trovanne (18) de sorte que la masse de carburant délivrée par ladite pompe (11) dans ledit circuit (22) à haute pression est égale à la somme algébrique d'une masse de carburant, destinée à être injectée dans ledit moteur (1), et d'une masse de carburant nécessaire, ou d'une grandeur

déterminée à partir de ladite masse nécessaire, pour cor-

riger au moins partiellement l'écart de pression entre la pression de carburant mesurée dans le circuit (22) à haute pression à l'aide dudit capteur de pression (4) et une pression objective, souhaitée dans ledit circuit (22) à

haute pression.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à déterminer ladite masse de carburant nécessaire pour corriger au moins en partie l'écart entre les pressions mesurée et objective à l'aide d'au moins une relation entre la masse ou variation

de masse de carburant et la pression ou variation de pres-

sion de carburant dans ledit circuit (22) à haute pres-

sion.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce

qu'il comprend l'étape consistant à déterminer ladite re-

lation entre la masse ou variation de masse et la pression ou variation de pression de carburant dans le circuit (22)

à haute pression en prenant en compte l'un au moins de pa-

ramètres de fonctionnement tels que la pression mesurée et

la température du carburant, et/ou la loi de compressibi-

lité du carburant, et/ou l'un au moins de paramètres géo-

métriques du circuit (22) à haute pression et/ou l'une au moins des caractéristiques mécaniques et/ou physiques des matériaux des organes (8, 3) constitutifs dudit circuit

(22) à haute pression.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à

3, caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'étape con-

sistant à pondérer ladite masse de carburant nécessaire pour corriger ledit écart entre les pressions mesurée et

objective par une correction de type proportionnelle-

intégrale-dérivée.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à

4, caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'étape con-

sistant à commander ladite électrovanne (18) en prenant en compte au moins une relation entre le débit de la pompe (11) et la position angulaire du moteur (1) pendant les

périodes de fermeture de ladite électrovanne (18).

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite relation exprimant le débit de la pompe (11) prend en compte au moins un paramètre de fonctionnement tel que la pression de carburant, la vitesse de rotation

et/ou la température de fonctionnement de la pompe (11).

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à

6, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une étape con-

sistant à commander ladite électrovanne (18) en prenant en

compte au moins une relation entre le retard des ouvertu-

res et fermetures effectives de l'électrovanne (18) par rapport aux ordres électriques de commande à l'ouverture et à la fermeture, d'une part, et, d'autre part, l'un au

moins de paramètres et conditions de fonctionnement de la-

dite électrovanne (18).

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite relation relative au retard de l'électrovanne (18) prend en compte l'un au moins des paramètres que sont la tension électrique d'alimentation et la température de fonctionnement de l'électrovanne (18) et la différence de

pression de carburant entre l'entrée et la sortie de la-

dite électrovanne (18).

9. Système de contrôle de la pression dans un circuit (22) de carburant à haute pression pour l'alimentation,

par au moins un injecteur (2), d'un moteur (1) à combus-

tion interne, en particulier à injection directe, et no-

tamment à allumage commandé, dans lequel ledit moteur (1) assure l'entraînement mécanique (14, 15, 16) d'une pompe (11) à haute pression, du type à au moins un piston (12) à mouvement alternatif dans un cylindre (13) correspondant, ladite pompe (11) débitant dans ledit circuit (22) à haute pression, qui est du type sans retour permanent de carbu- rant de l'aval vers l'amont de ladite pompe (11), et dans lequel la pression de carburant est mesurée par au moins un capteur (4) de pression du système, ladite pompe (11) étant équipée, pour chaque piston (12), d'une électrovanne (18), à fonctionnement en tout ou rien, pour commander

l'alimentation en carburant du cylindre (13) de pompe cor-

respondant, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une

unité (5) électronique de contrôle de pression, en rela-

tion avec ou intégrée à une unité électronique de contrôle moteur, commandant l'injection et, le cas échéant, l'allumage du moteur (1), et déterminant notamment la masse de carburant destinée à être injectée dans le moteur (1), ladite unité (5) électronique de contrôle de pression comprenant des moyens de calcul et des moyens de mémoire et étant agencée pour la mise en oeuvre du procédé selon

l'une quelconque des revendications 1 à 8, et comprenant

au moins un module (24) de détermination de la relation, éventuellement pondérée, entre masse ou variation de masse et respectivement pression ou variation de pression de carburant dans le circuit (22) à haute pression, au moins un module (23) de détermination de la pression objective souhaitée dans ledit circuit (22) à haute pression en fonction de paramètres et/ou conditions de fonctionnement du moteur (1), au moins un module de détermination de la masse de carburant à délivrer par la pompe (11) dans le circuit (22) à haute pression, en fonction d'un signal de masse de carburant destinée à être injectée dans le moteur (1) et reçu de l'unité de contrôle moteur, et de la masse

de carburant destinée à compenser la différence de pres-

sion entre la pression mesurée par le capteur (4) de pres- sion et la pression objective, au moins un module (26) de détermination du retard de ladite électrovanne (18), et au moins un module (25) de détermination du débit de la pompe (11) en fonction de la position angulaire du moteur (1) et du séquencement d'ouverture et de fermeture de ladite

électrovanne (18).