FR2851013A1 - Pressure wave correcting process for motor vehicle, involves recording operational parameter value of internal combustion engine with time interval, between two control signals, if parameter and its wave have changed - Google Patents
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Abstract
Description
Domaine de l'inventionField of the invention
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de correction adaptative de l'onde de pression dans un système d'injection à haute pression d'un moteur à combustion interne d'un véhicule auto5 mobile dont le système d'injection à haute pression comporte au moins un actionneur d'injection commandé par au moins deux signaux de commande successifs. The present invention relates to a method and a device for adaptive correction of the pressure wave in a high pressure injection system of an internal combustion engine of a mobile motor vehicle whose high pressure injection system comprises at least one injection actuator controlled by at least two successive control signals.
L'invention concerne notamment un procédé et un dispositif de correction de l'onde de pression dans un système d'injection à haute 10 pression comportant au moins un actionneur d'injection, commandé, notamment dans un système d'injection de type rampe commune d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. The invention relates in particular to a method and a device for correcting the pressure wave in a high pressure injection system comprising at least one injection actuator, controlled, in particular in a common rail type injection system of an internal combustion engine of a motor vehicle.
Dans les systèmes d'injection de carburant à rampe commune, actuels, notamment des moteurs à allumage non commandé, toute 15 la quantité injectée par un actionneur d'injection dans une chambre de combustion est répartie entre un nombre toujours plus grand d'injections pour améliorer la préparation du mélange; ces injections sont en partie très étroitement rapprochées dans le temps. Ces injections se composent en général d'une ou plusieurs pré-injections, appliquées dans le temps 20 avant l'injection principale proprement dite. In current common rail fuel injection systems, in particular of non-spark ignition engines, the entire quantity injected by an injection actuator into a combustion chamber is distributed among an ever greater number of injections for improve the preparation of the mixture; these injections are partly very closely related in time. These injections generally consist of one or more pre-injections, applied over time before the main injection proper.
Du fait de la multiplicité des injections on améliore la préparation du mélange, en particulier on réduit l'émission de gaz d'échappement par le moteur à combustion interne, on diminue le bruit développé par la combustion et on obtient un meilleur rendement du mo25 teur. Due to the multiplicity of injections, the preparation of the mixture is improved, in particular the emission of exhaust gases from the internal combustion engine is reduced, the noise developed by combustion is reduced and a better engine efficiency is obtained. .
Pour les injections évoquées ci-dessus, la précision de la dose injectée à chaque fois prend une signification de plus en plus importante. Toutefois, il est également connu qu'une injection produit, un effondrement de la pression, du carburant dans la conduite d'alimentation 30 associée au système d'injection à rampe commune, entre la rampe et l'injecteur et dans l'injecteur lui-même, entre le branchement à haute pression jusqu'à la rampe et l'aiguille d'injection de l'injecteur. Cet effondrement bref de la pression produit à la fin de la commande de l'actionneur d'injection une onde de pression de carburant notamment 35 entre la rampe et l'injecteur. L'effet de cette onde de pression est même amplifié lorsque la vitesse de l'aiguille d'injecteur augmente, ce qui doit être pris de plus en plus en compte dans les systèmes d'injection de la gé- nération à venir utilisant des actionneurs piézo-électriques très rapides comme actionneurs d'injection pour commander l'aiguille de l'injecteur. For the injections mentioned above, the precision of the dose injected each time takes on an increasingly important meaning. However, it is also known that an injection produces, a collapse of the pressure, of the fuel in the supply line 30 associated with the common rail injection system, between the rail and the injector and in the injector itself. -same, between the high pressure connection to the ramp and the injection needle of the injector. This brief collapse of the pressure produces, at the end of the control of the injection actuator, a fuel pressure wave, in particular between the rail and the injector. The effect of this pressure wave is even amplified when the speed of the injector needle increases, which must be taken more and more into account in the injection systems of the next generation using actuators. very fast piezoelectric as injection actuators to control the injector needle.
On connaît une solution aux problèmes évoqués ci-dessus consistant à évaluer par des mesures sur un banc d'essai l'effet de l'onde 5 de pression en dehors de l'état de fonctionnement du véhicule automobile, c'est-à-dire en quelque sorte hors ligne, sur un banc d'essai et de tenir compte des résultats dans la conception ou le pré-réglage des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne ou du véhicule. Mais le modèle à la base du calcul de l'influence d'une telle onde de pression 10 résultant des injections qui précèdent sur l'injection suivante est très complexe. Ce modèle intègre entre autres paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne, la quantité injectée, la pression de la rampe, la température de la rampe ainsi que la longueur et la géométrie des conduites du système de rampe commune. Selon cette solution con15 nue, ces paramètres de fonctionnement interviennent dans la correction de l'onde de pression exécutée hors ligne, en paramétrant comme indiqué cidessus. La correction de l'onde de pression se fait par la correction de la durée de commande. A solution is known to the problems mentioned above consisting in evaluating by measurements on a test bench the effect of the pressure wave outside the operating state of the motor vehicle, that is to say somehow say offline, on a test bench and take the results into account in the design or pre-setting of the operating parameters of the internal combustion engine or vehicle. However, the model underlying the calculation of the influence of such a pressure wave 10 resulting from the preceding injections on the next injection is very complex. This model integrates among other operating parameters of the internal combustion engine, the quantity injected, the pressure of the rail, the temperature of the rail as well as the length and the geometry of the pipes of the common rail system. According to this common solution, these operating parameters intervene in the correction of the pressure wave executed off-line, by parameterizing as indicated above. The correction of the pressure wave is done by the correction of the control duration.
Comme la correction de l'onde de pression se fait hors ligne 20 selon l'état de la technique, il n'est plus possible de vérifier ultérieurement chaque véhicule après sa mise en route ce qui ne permet pas d'exclure les influences ayant pour origines des tolérances de fabrication ou de préréglage. Les mêmes remarques s'appliquent au cas o des erreurs liées au modèle apparaissent ou si une modification du comportement de l'onde de 25 pression ou des paramètres à la base du modèle se produisent pendant la durée d'utilisation du véhicule. Un autre inconvénient est que les résultats de la compensation des ondes de pression, exécutée une seule fois, sont reportés sur un grand nombre de véhicules d'une flotte de véhicules et pendant toute la durée de vie de ces véhicules. 30 But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé et un dispositif correspondant au type défini ci-dessus permettant de mesurer et de corriger l'influence des injections antérieures sur les injections suivantes résultant de l'onde de pression pendant le fonctionnement d'un 35 véhicule automobile (c'est-à-dire en ligne) pour avoir d'une part une correction d'onde de pression correcte pour chaque exemplaire et de permettre d'autre part de compenser d'une manière aussi continue que possible les variations du véhicule et/ou du moteur à combustion interne et/ou du système d'injection pendant leur durée de vie. As the correction of the pressure wave is done off line 20 according to the state of the art, it is no longer possible to check each vehicle subsequently after it has started up, which does not make it possible to exclude the influences having for origins of manufacturing or preset tolerances. The same remarks apply in the event of errors related to the model or if a change in the behavior of the pressure wave or in the parameters underlying the model occurs during the period of use of the vehicle. Another drawback is that the results of the pressure wave compensation, carried out only once, are carried over to a large number of vehicles in a fleet of vehicles and throughout the lifetime of these vehicles. OBJECT OF THE INVENTION The aim of the present invention is to develop a method and a device corresponding to the type defined above making it possible to measure and correct the influence of the previous injections on the following injections resulting from the pressure wave during the operation of a motor vehicle (that is to say on line) in order to have on the one hand a correct pressure wave correction for each copy and to allow on the other hand to compensate in a manner also continuous as possible the variations of the vehicle and / or the internal combustion engine and / or the injection system during their lifetime.
Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini 5 ci-dessus, caractérisé en ce qu' on détermine si la variation dans le temps d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne ou du véhicule se situe dans une plage de variations prédéterminée et, si la largeur de plage est respecté on règle l'intervalle dans le temps (At départ) d'au moins deux signaux de commande successifs de façon à 1o amortir une onde de pression produite dans le système d'injection ou de pression, on diminue pas à pas l'intervalle de temps entre ces deux signaux de commande successifs et on détermine si au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne a changé du fait de la diminution pas à pas de l'intervalle de temps entre ces deux signaux de S5 commande successifs et si l'onde de pression associée a varié et dans le cas d'une telle variation d'au moins un paramètre de fonctionnement, on enregistre la valeur de ce paramètre de fonctionnement avec l'intervalle de temps entre les commandes successives. Disclosure and advantages of the invention To this end, the invention relates to a method of the type defined above, characterized in that it is determined whether the variation over time of at least one operating parameter of the combustion engine internal or vehicle is within a predetermined range of variations and, if the width of the range is respected, the time interval (At start) of at least two successive control signals is adjusted so as to 1o damp a wave of pressure produced in the injection or pressure system, the time interval between these two successive control signals is reduced step by step and it is determined whether at least one operating parameter of the internal combustion engine has changed due to the step by step reduction in the time interval between these two successive S5 control signals and if the associated pressure wave has varied and in the case of such a variation of at least one operating parameter, one records stre the value of this operating parameter with the time interval between successive commands.
L'invention concerne également un dispositif du type défini 20 ci-dessus, caractérisé par des moyens pour constater si la variation dans le temps d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne ou du véhicule se situe dans une plage d'oscillations prédéterminée, en outre des moyens pour régler l'intervalle de temps (Atdépart) d'au moins deux signaux de commande successifs pour atténuer 25 l'onde de pression produite dans le système d'injection à haute pression, en outre des moyens pour diminuer pas à pas l'intervalle de temps entre ces deux signaux de commande successifs et des moyens pour déterminer si au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne et l'onde de pression associée ont changé par suite de la diminu30 tion pas à pas de l'intervalle dans le temps entre ces deux signaux de commande successifs et, en outre des moyens pour enregistrer la valeur de ce paramètre de fonctionnement avec l'intervalle de temps des commandes successives. The invention also relates to a device of the type defined above, characterized by means for determining whether the variation over time of at least one operating parameter of the internal combustion engine or of the vehicle is within a range of predetermined oscillations, further means for adjusting the time interval (AtDeparture) of at least two successive control signals to attenuate the pressure wave produced in the high pressure injection system, further means for step by step decrease the time interval between these two successive control signals and means for determining whether at least one operating parameter of the internal combustion engine and the associated pressure wave have changed as a result of the step-by-step decrease step of the interval in time between these two successive control signals and, in addition, means for recording the value of this operating parameter with the time interval successive orders.
La particularité du procédé et du dispositif selon l'invention 35 est que la correction de l'onde de pression n'est effectuée que si les conditions de fonctionnement sont suffisamment stationnaires comme par exemple pendant le fonctionnement à vitesse pratiquement constante, pendant une phase de fonctionnement sans changement de rapport de vitesse et/ou dans le cas d'une pression de rampe pratiquement constante. Les procédés et dispositifs ainsi proposés prévoient notamment de libérer la procédure selon l'invention de correction de l'onde de pression selon les conditions de fonctionnement instantané évoquées ci-dessus. 5 Une fois la libération réalisée, on programme ou on exécute au moins deux injections successives dans le temps. L'intervalle dans le temps d'au moins deux commandes est ainsi tout d'abord positionné pour que l'onde de pression déclenchée par la commande chaque fois précédente ou l'injection ainsi occasionnée, se soit de nouveau amortie jusqu'à la com10 mande ou l'injection suivante de sorte que l'injection chaque fois suivante n'est pas modifiée par la commande précédente et l'onde de pression qui en résulte. The particularity of the method and the device according to the invention is that the correction of the pressure wave is only carried out if the operating conditions are sufficiently stationary, for example during operation at practically constant speed, during a phase of operation without changing gear ratio and / or in the case of a practically constant ramp pressure. The methods and devices thus proposed in particular provide for releasing the procedure according to the invention for correcting the pressure wave according to the instantaneous operating conditions mentioned above. 5 Once the release has been carried out, at least two successive injections are programmed or performed over time. The interval in time of at least two commands is thus first of all positioned so that the pressure wave triggered by the command each previous time or the injection thus caused, is again damped until the com10 command or the next injection so that the injection each subsequent time is not modified by the previous command and the resulting pressure wave.
Selon un développement, on fait varier l'angle initial au moins du signal de commande qui précède chaque fois (on décrémente) 15 alors qu'on maintient constant l'angle initial de la commande suivante. According to one development, the initial angle is varied at least by the control signal which precedes each time (it is decremented) while the initial angle of the following control is kept constant.
L'effet quantitatif produit par la variation des injections se répercute sur le couple moteur et peut être détecté soit directement par une sonde lambda soit indirectement par le signal de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. The quantitative effect produced by the variation in injections affects the engine torque and can be detected either directly by a lambda probe or indirectly by the signal of the speed of rotation of the internal combustion engine.
Suivant une autre caractéristique, on enregistre l'intervalle de temps minimum entre au moins deux signaux de commande successifs dans le temps pour lesquels il s'est établi une variation d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne avec au moins un paramètre de fonctionnement de base du moteur à combustion 25 interne et/ou du véhicule, de manière permanente, de préférence dans un champ de caractéristiques pour en disposer pendant le fonctionnement ultérieur du véhicule automobile pour programmer la commande d'injection. L'intervalle minimum déterminé pour des états de fonctionnement différents du moteur à combustion interne peut être sélectionné ain30 si selon l'état de fonctionnement instantané. According to another characteristic, the minimum time interval between at least two successive control signals in time is recorded for which there has been established a variation of at least one operating parameter of the internal combustion engine with at least one basic operating parameter of the internal combustion engine and / or of the vehicle, permanently, preferably in a field of characteristics to be available during the subsequent operation of the motor vehicle to program the injection control. The minimum interval determined for different operating states of the internal combustion engine can be selected as well as according to the instant operating state.
Au cas o la correction de l'onde de pression se fait à partir d'un calcul de modèle exécuté préalablement on peut prévoir que le modèle appliqué ne soit comparé qu'aux valeurs saisies de l'intervalle de temps minimum et du paramètre de fonctionnement. On peut notamment 35 prévoir qu'à la commande avec l'intervalle de temps minimum, on puisse modifier l'amplitude de commande et/ou la durée de commande de la commande qui précède respectivement jusqu'à ce que la variation du paramètre de fonctionnement soit de nouveau compensée. La valeur de la variation qui en résulte pour l'amplitude de commande et/ou la durée de commande est transformée par calcul en une dose d'injection équivalente appliquée comme base pour la compensation du modèle. On peut également exécuter au moins deux fois les étapes évoquées et modifier la dose 5 injectée par au moins deux commandes, chaque fois par la commande précédente, de manière préférentielle, en modifiant la durée de commande. In the case where the correction of the pressure wave is made from a model calculation executed beforehand, it can be provided that the applied model is only compared with the values entered for the minimum time interval and the operating parameter. . In particular, provision can be made for the command amplitude and / or the command duration of the preceding command, respectively, to be controlled with the minimum time interval, until the variation in the operating parameter be compensated again. The value of the resulting variation for the amplitude of control and / or the duration of control is transformed by calculation into an equivalent injection dose applied as a basis for compensation of the model. It is also possible to execute the steps mentioned at least twice and modify the dose injected by at least two commands, each time by the previous command, preferably, by modifying the duration of the command.
Selon un autre développement, on calibre l'onde de pression de manière cyclique pour toutes les chambres de combustion (cylindres) du moteur à combustion interne. Cela permet d'adapter la correction de i0 l'onde de pression aux caractéristiques géométriques différentes des actionneurs d'injection des différents cylindres par rapport au système à haute pression (par exemple le système à rampe commune). According to another development, the pressure wave is calibrated cyclically for all the combustion chambers (cylinders) of the internal combustion engine. This makes it possible to adapt the correction of i0 the pressure wave to the different geometrical characteristics of the injection actuators of the different cylinders compared to the high pressure system (for example the common rail system).
Les avantages du procédé et du dispositif selon l'invention permettent de compenser la dispersion des différents exemplaires, les er15 reurs de modèle et les effets de vieillissement de la correction de l'onde de pression, ce qui permet d'améliorer considérablement de façon globale la qualité de la correction de l'onde de pression. Cela permet en outre d'adapter le modèle d'onde de pression à la base de la commande pendant le fonctionnement du véhicule et d'améliorer ainsi de manière significative 20 la qualité du modèle et ainsi également la précision de la dose d'injection par rapport à la solution d'une correction unique, prescrite. The advantages of the method and of the device according to the invention make it possible to compensate for the dispersion of the different examples, the model errors and the aging effects of the correction of the pressure wave, which makes it possible to considerably improve overall. the quality of the pressure wave correction. This also makes it possible to adapt the pressure wave model to the basis of the control during vehicle operation and thus significantly improve the quality of the model and thus also the accuracy of the injection dose by compared to the solution of a single, prescribed correction.
Le procédé selon l'invention ne nécessite pas de capteurs supplémentaires mais utilise les signaux destinés à d'autres fins comme par exemple le régime (vitesse de rotation) et/ou le coefficient lambda. Le 25 procédé ne demande que de simples développements de systèmes et de programmes qu'il suffit de faire une seule fois car le procédé peut s'appliquer sans moyen supplémentaire à des véhicules ou des moteurs quelconques. The method according to the invention does not require additional sensors but uses the signals intended for other purposes such as for example the speed (rotational speed) and / or the lambda coefficient. The method requires only simple development of systems and programs which need only be done once because the method can be applied without additional means to any vehicle or engine.
Il est en outre avantageux que le procédé ne soit pas couplé 30 à une situation de fonctionnement particulière ou à un mode de poussée mais puisse être exécuté dans des situations de fonctionnement pratiquement quelconques qui se distinguent uniquement par des conditions limites pratiquement constantes. De telles situations de fonctionnement se produisent beaucoup plus fréquemment que par exemple les déplace35 ments en poussée. It is further advantageous that the method is not coupled to a particular operating situation or to a thrust mode but can be carried out in practically any operating situations which are distinguished only by practically constant boundary conditions. Such operating situations occur much more frequently than, for example, pushing movements.
Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un système d'injection à rampe commune selon l'état de la technique, - la figure 2 est une vue partielle schématique d'un injecteur de moteur à combustion interne, en coupe longitudinale, selon l'état de la technique, 0o - la figure 3 montre un chronogramme d'injection selon l'invention avec une injection principale et une pré-injection avec des signaux de commande correspondants de l'actionneur d'injection, - la figure 4 montre dans ses parties 4a et 4b un exemple de réalisation préférentiel d'un ordinogramme appliquant le procédé de l'invention, - la figure 5 montre un schéma par blocs d'un exemple de réalisation préférentiel du dispositif selon l'invention. Drawings The present invention will be described below in more detail with the aid of exemplary embodiments represented in the attached drawings in which: - Figure 1 is a diagram of a common rail injection system according to state of the art, - Figure 2 is a partial schematic view of an internal combustion engine injector, in longitudinal section, according to the state of the art, 0o - Figure 3 shows an injection timing diagram according to invention with a main injection and a pre-injection with corresponding control signals of the injection actuator, - Figure 4 shows in its parts 4a and 4b a preferred embodiment of a flowchart applying the method of invention, - Figure 5 shows a block diagram of a preferred embodiment of the device according to the invention.
Description de modes de réalisation Description of embodiments
La figure 1 montre les différents éléments nécessaires à la compréhension de l'invention d'un système d'alimentation en carburant 20 d'un moteur à combustion interne équipé d'un système d'injection à haute pression. Le système tel que présenté est appelé généralement système d'injection à rampe commune. FIG. 1 shows the various elements necessary for understanding the invention of a fuel supply system 20 of an internal combustion engine equipped with a high pressure injection system. The system as presented is generally called a common rail injection system.
La référence 100 désigne un réservoir de carburant. Le réservoir 100 est relié par un premier filtre 105 et une pompe de pré25 alimentation 110 reliée à un second filtre 115 pour fournir du carburant. The reference 100 designates a fuel tank. The tank 100 is connected by a first filter 105 and a pre-supply pump 110 connected to a second filter 115 to supply fuel.
Après le second filtre 115 le carburant passe par une conduite pour arriver dans une pompe à haute pression 125. La conduite de liaison entre le second filtre 115 et la pompe à haute pression 125 est en outre reliée par une conduite de liaison équipée d'une soupape de limitation basse pres30 sion 145 au réservoir 100. La pompe à haute pression 125 est reliée à la rampe 130. La rampe 130 (encore appelée accumulateur à haute pression) est reliée par des conduites de carburant aux différents injecteurs 131 de manière à transmettre la pression. Une soupape d'échappement de pression 135 relie la rampe 130 au réservoir de carburant 100. La soupape 35 d'évacuation de pression 135 se commande par une bobine 136. After the second filter 115 the fuel passes through a line to arrive in a high pressure pump 125. The connection line between the second filter 115 and the high pressure pump 125 is further connected by a connection line equipped with a low pressure limiting valve 145 to the tank 100. The high pressure pump 125 is connected to the rail 130. The rail 130 (also called high pressure accumulator) is connected by fuel lines to the various injectors 131 so as to transmit pressure. A pressure release valve 135 connects the rail 130 to the fuel tank 100. The pressure release valve 135 is controlled by a coil 136.
Les conduites entre la sortie de la pompe à haute pression 125 et l'entrée de la soupape d'évacuation de pression 135 correspondent à la zone de haute pression. Dans cette zone le carburant est à une pres- sion élevée. La pression régnant dans la zone de haute pression est détectée par un capteur 140. Les conduites entre le réservoir d'alimentation de carburant 100 et la pompe à haute pression 125 correspondent à la zone basse pression. The lines between the outlet of the high pressure pump 125 and the inlet of the pressure relief valve 135 correspond to the high pressure zone. In this area the fuel is at high pressure. The pressure prevailing in the high pressure zone is detected by a sensor 140. The lines between the fuel supply tank 100 and the high pressure pump 125 correspond to the low pressure zone.
Une commande 160 fournit à la pompe à haute pression un signal de commande AP; aux injecteurs 131 cette commande fournit.un signal de commande A et/ou à la soupape d'évacuation de pression 135 elle fournit un signal de commande AV. La commande 160 traite différents signaux provenant de différents capteurs 165 caractéri1o sant l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne et/ou du véhicule entraîné par ce moteur. Cet état de fonctionnement est par exemple le régime moteur N du moteur à combustion interne. A control 160 supplies the high pressure pump with a control signal AP; to the injectors 131 this command provides a control signal A and / or to the pressure release valve 135 it provides a control signal AV. The command 160 processes different signals from different sensors 165 characterizing the operating state of the internal combustion engine and / or of the vehicle driven by this engine. This operating state is for example the engine speed N of the internal combustion engine.
Le système d'alimentation en carburant présenté à la figure 1 fonctionne de la manière suivante: le carburant contenu dans le réser15 voir 100 est débité par la pompe de pré-alimentation 110 à travers le premier filtre 105 et le second filtre 115. Lorsque la pression régnant dans la zone basse pression a atteint un niveau inacceptable, la soupape de limitation basse pression 145 s'ouvre et libère la liaison entre la sortie de la pompe de pré-alimentation 110 et le réservoir d'alimentation 100. The fuel supply system presented in FIG. 1 operates as follows: the fuel contained in the tank 15 see 100 is delivered by the pre-supply pump 110 through the first filter 105 and the second filter 115. When the pressure prevailing in the low pressure zone has reached an unacceptable level, the low pressure limiting valve 145 opens and releases the connection between the outlet of the pre-supply pump 110 and the supply tank 100.
La pompe à haute pression 125 débite la quantité de carburant QI de la zone basse pression vers la zone haute pression. La pompe haute pression 125 établit ainsi une pression très élevée dans la rampe 130. Habituellement, dans le cas de systèmes d'injection pour des moteurs à combustion interne à allumage commandé, on a des niveaux de 25 pression maximum de l'ordre de 30 à 100 bars et dans le cas de moteurs à combustion interne à allumage non commandé on atteint des niveaux de pression maximum de l'ordre de 1000 à 2000 bars. A l'aide des injecteurs 131 on peut doser ainsi le carburant sous une pression élevée dans les différentes chambres de combustion (cylindres) du moteur à combustion 30 interne. The high pressure pump 125 delivers the quantity of fuel QI from the low pressure zone to the high pressure zone. The high pressure pump 125 thus establishes a very high pressure in the manifold 130. Usually, in the case of injection systems for internal combustion engines with spark ignition, there are maximum pressure levels of the order of 30 at 100 bars and in the case of internal combustion engines with uncontrolled ignition, maximum pressure levels of the order of 1000 to 2000 bars are reached. Using the injectors 131, the fuel can thus be metered under high pressure into the different combustion chambers (cylinders) of the internal combustion engine.
A l'aide du capteur 140 on saisit la pression P dans la rampe ou dans l'ensemble de la zone de haute pression. A l'aide de la pompe à haute pression commandée 125 et/ou de la soupape d'évacuation de pression 135 on règle la pression dans la zone de haute 35 pression. Using the sensor 140, the pressure P is entered in the boom or in the whole of the high pressure zone. Using the controlled high pressure pump 125 and / or the pressure relief valve 135, the pressure in the high pressure zone is adjusted.
Comme pompe de pré-alimentation 110 on utilise habituellement des pompes à carburant, électriques. Pour des débits relativement importants demandés notamment par les véhicules utilitaires on peut également utiliser plusieurs pompes de pré-alimentation branchées en parallèle. As pre-supply pump 110, fuel, electric pumps are usually used. For relatively large flow rates requested in particular by utility vehicles, it is also possible to use several pre-supply pumps connected in parallel.
La figure 2 montre une soupape d'injection 101 à commande piézoélectrique connue selon l'état de la technique 5 (DE 100 02 270 Cl). Cet injecteur est représenté de manière détaillée en coupe. L'injecteur 101 comporte une unité piézo-électrique 104 comme moyen d'actionnement d'un organe de soupape 103 coulissant axialement dans un perçage 113 d'un corps d'injecteur 107. La soupape 101 comporte en outre un piston d'actionnement 109 adjacent à l'unité piézoi0 électrique 104 ainsi qu'un piston d'actionnement 114 adjacent à l'organe d'obturation de soupape 115. Entre les pistons 109, 114, on a une chambre hydraulique 116 fonctionnant comme convertisseur hydraulique. FIG. 2 shows an injection valve 101 with piezoelectric control known according to the state of the art 5 (DE 100 02 270 Cl). This injector is shown in detail in section. The injector 101 comprises a piezoelectric unit 104 as a means of actuating a valve member 103 sliding axially in a bore 113 of an injector body 107. The valve 101 further comprises an actuating piston 109 adjacent to the piezoelectric electrical unit 104 as well as an actuating piston 114 adjacent to the valve closure member 115. Between the pistons 109, 114, there is a hydraulic chamber 116 operating as a hydraulic converter.
L'organe d'obturation de soupape 115 coopère avec au moins un siège de soupape 118, 119 et sépare la zone basse pression 120 de la zone haute 15 pression 121. Une unité de commande électrique 112 indiquée seulement de manière schématique fournit la tension de commande à l'unité piézoélectrique 104 et cela en fonction du niveau de pression qui règne respectivement dans la zone de haute pression 121. The valve closure member 115 cooperates with at least one valve seat 118, 119 and separates the low pressure area 120 from the high pressure area 121. An electrical control unit 112 shown only schematically provides the voltage for control to the piezoelectric unit 104 and this as a function of the pressure level which prevails respectively in the high pressure zone 121.
La figure 3 montre des chronogrammes caractéristiques de 20 signaux avec une injection principale 200 et une pré-injection 205 antérieure. Les cinq chronogrammes représentent des états de commande différents dans le temps pour lesquels la distance dans le temps entre les deux signaux de commande 200, 205 est diminuée en partant du haut vers le bas, pas à pas, jusqu'à un minimum A_t_min. On suppose ici que 25 l'intervalle de temps A&tdépart qui résulte de l'application, c'est-à-dire de mesure sur un banc d'essai, est choisi pour que l'onde de pression provoquée par la pré- injection 205 se soit amortie dans la rampe au moment de la commande de l'injection principale 200. Des valeurs correspondantes sont connues au préalable sous la forme de valeurs résultant de 30 l'expérience. On suppose en outre que la différence de temps A&tmin, représentée par la courbe inférieure, correspond à l'intervalle de temps minimum entre les injections, pour lesquelles l'onde de pression produite par la pré- injection 205 se traduit déjà par une modification mesurable d'un paramètre de fonctionnement, notamment d'une variation de couple du 35 moteur à combustion interne. FIG. 3 shows characteristic timing diagrams of 20 signals with a main injection 200 and an anterior pre-injection 205. The five chronograms represent different control states in time for which the distance in time between the two control signals 200, 205 is decreased from top to bottom, step by step, to a minimum A_t_min. It is assumed here that the time interval A & tdeparture which results from the application, that is to say from measurement on a test bench, is chosen so that the pressure wave caused by the pre-injection 205 has amortized in the ramp when the main injection 200 is ordered. Corresponding values are known beforehand in the form of values resulting from the experiment. It is further assumed that the time difference A & tmin, represented by the lower curve, corresponds to the minimum time interval between injections, for which the pressure wave produced by the pre-injection 205 already results in a measurable modification an operating parameter, in particular a variation in torque of the internal combustion engine.
Il apparaît que les deux injections présentées à la figure 3 ne sont données qu'à titre d'exemple et que le procédé et le dispositif ainsi décrits peuvent s'appliquer de manière correspondante dans le temps à différentes injections; il est évident que des pré-injections voisines dans le temps, séparées, peuvent également être influencées par des ondes de pression. It appears that the two injections presented in FIG. 3 are given only by way of example and that the method and the device thus described can be applied in a corresponding manner over time to different injections; it is obvious that neighboring pre-injections over time, which are separate, can also be influenced by pressure waves.
L'effet d'ondes de pression (coup de bélier), déjà évoqué, 5 s'explique de la manière suivante à l'aide de la figure 3. Lorsqu'une préinjection VE 205 est suffisamment éloignée de l'injection principale HE 200, c'està-dire de la distance A_t_départ, alors l'onde de pression déclenchée par celle-ci est amortie au moment de l'injection principale 200 et ne se répercute plus sur la dose de l'injection principale. Cet intervalle 10 de temps dépend entre autre selon la vitesse de l'onde, principalement de la pression régnant instantanément dans la rampe. Une valeur de départ A&tAdépart déterminée de manière empirique correspond à plus de 2 ms. The effect of pressure waves (water hammer), already mentioned, 5 can be explained in the following way with the help of FIG. 3. When a VE 205 pre-injection is sufficiently far from the main HE 200 injection , that is to say the distance A_t_departure, then the pressure wave triggered by the latter is damped at the time of the main injection 200 and no longer affects the dose of the main injection. This time interval 10 depends inter alia on the speed of the wave, mainly on the pressure instantaneously prevailing in the ramp. A starting value A & tDeparture determined empirically corresponds to more than 2 ms.
Si maintenant on modifie la distance en laissant constant le début de la commande dans l'injection principale, mais en rapprochant la pré15 injection du cylindre considéré par rapport à l'injection principale, alors à partir d'une certaine distance on influence la dose de l'injection principale. If now the distance is modified by leaving the start of the command constant in the main injection, but by bringing the pre-injection closer to the cylinder in question relative to the main injection, then from a certain distance the dose of the main injection.
En effet, du fait de l'onde de pression, la pression régnant notamment dans la zone de l'aiguille d'injecteur à l'instant de l'ouverture et pendant l'ouverture de l'aiguille augmente du fait du sommet de l'onde de pression 20 ou diminue du fait du creux de l'onde. Il en résulte un effet instantané ou un effet quantitatif perceptible par exemple dans le signal de vitesse de rotation. En variante, on peut également détecter l'effet quantitatif par la sonde lambda ou par une commande. Indeed, due to the pressure wave, the pressure prevailing in particular in the area of the injector needle at the time of opening and during the opening of the needle increases due to the top of the pressure wave 20 or decreases due to the hollow of the wave. This results in an instantaneous effect or a noticeable quantitative effect, for example in the speed signal. Alternatively, the quantitative effect can also be detected by the lambda probe or by a command.
La figure 4a montre un exemple de réalisation préférentiel 25 du procédé de l'invention à l'aide d'un ordinogramme et cela en supposant une injection principale et seulement une pré-injection. Après le départ 300 du programme, on vérifie dans l'étape 305 si le moteur à combustion interne se trouve dans des conditions de fonctionnement stationnaire suffisantes. Ces conditions de fonctionnement stationnaire concernent prin30 cipalement l'évolution dans le temps du régime moteur et/ou de la pression de la rampe. On peut toutefois utiliser d'autres paramètres de fonctionnement fournis par exemple par l'appareil de commande du moteur à combustion interne tels que la vitesse de déplacement du véhicule ou la fréquence d'actionnement d'un changement de vitesse de la boîte de 35 vitesses associée au moteur à combustion interne. FIG. 4a shows a preferred exemplary embodiment of the method of the invention using a flow chart and this assuming a main injection and only a pre-injection. After the start 300 of the program, it is checked in step 305 if the internal combustion engine is in sufficient stationary operating conditions. These stationary operating conditions mainly concern the evolution over time of the engine speed and / or of the pressure of the boom. It is however possible to use other operating parameters provided for example by the control unit of the internal combustion engine such as the speed of movement of the vehicle or the frequency of actuation of a gear change of the gearbox. associated with the internal combustion engine.
Si les paramètres de fonctionnement ainsi évoqués dépassent une certaine plage de variation on termine de façon anticipée la procédure 310. Si les conditions de fonctionnement évoquées sont toutefois satisfaites à l'intérieur d'une amplitude de variation, alors, dans l'étape 315, on programme ou on commande la pré-injection 205 et l'injection principale 200 tout d'abord avec un intervalle de temps A_t_départ selon les explications données à propos de la figure 3. En programmant les deux 5 commandes on peut déterminer l'angle du début, en particulier la préinjection, pour les raisons déjà évoquées, et cela en fonction de la vitesse de rotation. If the operating parameters thus evoked exceed a certain range of variation, the procedure 310 is terminated in advance. If the operating conditions mentioned are however satisfied within an amplitude of variation, then, in step 315, the pre-injection 205 and the main injection 200 are programmed or controlled firstly with a time interval A_t_departure according to the explanations given in connection with FIG. 3. By programming the two 5 commands one can determine the angle of the beginning, in particular pre-injection, for the reasons already mentioned, and this as a function of the speed of rotation.
Dans l'étape 320, répétée le cas échéant plusieurs fois, on décrémente pas à pas l'intervalle de temps entre les deux injections 200, 10 205 en partant de la valeur A_t.départ. Dans l'étape 325 on vérifie le cas échéant de manière répétée si du fait de la décrémentation de l'intervalle de temps et de l'influence croissante de l'onde de pression provoquée par la pré-injection 205 sur l'injection principale 200 on a une modification d'un paramètre de fonctionnement, de préférence une augmentation ou 15 une diminution du couple fourni par le moteur à combustion interne. Si l'on constate une influence correspondante, on utilise le résultat pour adapter le modèle de correction de l'onde de pression. On exécute ce procédé jusqu'à ce que l'intervalle de temps minimum A_t_min soit atteint (330) et que l'on termine (335) le programme de façon régulière. In step 320, repeated if necessary several times, the time interval between the two injections 200, 10 205 is decremented step by step, starting from the value A_t.departure. In step 325, it is checked repeatedly if necessary, whether due to the decrementing of the time interval and the increasing influence of the pressure wave caused by the pre-injection 205 on the main injection 200. there is a modification of an operating parameter, preferably an increase or a decrease in the torque supplied by the internal combustion engine. If a corresponding influence is found, the result is used to adapt the pressure wave correction model. This process is carried out until the minimum time interval A_t_min is reached (330) and the program is ended (335) on a regular basis.
Le procédé décrit ci-dessus est répété de préférence pour tous les cylindres du moteur à combustion interne pour permettre une adaptation de la correction de l'onde de pression de manière spécifique pour chaque cylindre. The process described above is preferably repeated for all the cylinders of the internal combustion engine to allow adaptation of the correction of the pressure wave specifically for each cylinder.
La figure 4b montre une variante d'exemple de réalisation. 25 Dans cet exemple on ne termine pas le programme présenté à la figure 4a par l'étape 335 mais à la place de l'étape 335 on poursuit par une étape 337. A l'aide des étapes suivantes on effectue une adaptation de la correction de l'onde de pression pendant le fonctionnement du véhicule (adaptation en ligne). Pour cela, dans l'étape 337, on augmente et/ou on diminue 30 la durée de commande par la boucle présentée jusqu'à ce que dans l'étape de contrôle suivante 340 on arrive à la compensation de l'influence causée par l'onde de pression. La différence de la durée de commande ainsi obtenue, le cas échéant par rapport à la situation précédent le décalage de la pré-injection, est convertie par calcul dans l'étape 345 en une dose équi35 valente de carburant. On obtient ainsi, pour chaque point de fonctionnement du moteur à combustion interne, l'influence de l'onde de pression et le modèle de la correction de l'onde de pression peut être adapté ou compensé de cette valeur dans l'étape suivante 350. FIG. 4b shows a variant of an exemplary embodiment. In this example, the program presented in FIG. 4a is not terminated by step 335, but instead of step 335, we continue with a step 337. With the following steps, the correction is adapted. pressure wave during vehicle operation (online adaptation). For this, in step 337, the duration of control by the loop presented is increased and / or decreased 30 until, in the following control step 340, the influence caused by l is compensated. pressure wave. The difference in the duration of control thus obtained, if necessary compared to the situation preceding the shift of the pre-injection, is converted by calculation in step 345 into an equivalent dose of fuel. Thus, for each operating point of the internal combustion engine, the influence of the pressure wave is obtained and the model of the pressure wave correction can be adapted or compensated for this value in the following step 350 .
Le procédé tel que décrit est exécuté de préférence séparément pour chaque cylindre pour tenir compte de l'influence de l'onde de pression et du modèle de correction de l'onde de pression d'une manière spécifique à chaque cylindre. En outre, en modifiant la quantité injectée, 5 on peut rapprocher la pré-injection à d'autres points de fonctionnement dans lesquels le modèle de l'onde de pression peut être adapté à l'aide d'une valeur de mesure. The method as described is preferably carried out separately for each cylinder to take account of the influence of the pressure wave and of the pressure wave correction model in a manner specific to each cylinder. Furthermore, by modifying the quantity injected, the pre-injection can be brought closer to other operating points in which the model of the pressure wave can be adapted using a measured value.
Le dispositif représenté schématiquement à la figure 5 comprend un premier module de comparaison 400 pour déterminer si au 10 moins un paramètre de fonctionnement 405 du moteur à combustion interne ou du véhicule automobile varie seulement dans une plage d'oscillations prédéterminée. La sortie du premier module de comparaison 400 est reliée par une ligne de commande 415 à un module de commande 410. Le module de commande 410 permet de commander un ou plusieurs 1 5 actionneurs d'injecteurs 420 appartenant à un moteur à combustion interne 425 représenté seulement en trait interrompu; cela a pour but d'indiquer que la ou les actions du ou des actionneurs d'injection 420 conduisent du fait de l'effet d'onde de pression décrit ci-dessus à des variations supplémentaires d'au moins un paramètre de fonctionnement du 20 moteur à combustion interne. Comme autre grandeur d'entrée du module de commande 410 on utilise (pour l'effet déjà évoqué) la valeur instantanée de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne par exemple fournie par un appareil de commande. The device shown schematically in FIG. 5 comprises a first comparison module 400 for determining whether at least one operating parameter 405 of the internal combustion engine or of the motor vehicle varies only within a predetermined range of oscillations. The output of the first comparison module 400 is connected by a control line 415 to a control module 410. The control module 410 makes it possible to control one or more 1 5 injector actuators 420 belonging to an internal combustion engine 425 shown only in broken lines; this is to indicate that the action or actions of the injection actuator (s) 420 lead, due to the pressure wave effect described above, to additional variations of at least one operating parameter of the 20 internal combustion engine. As another input variable of the control module 410, the instantaneous value of the speed of rotation of the internal combustion engine, for example supplied by a control device, is used (for the effect already mentioned).
Partant de la valeur de départ A-t-départ évoquée, le mo25 dule de commande 410 calcule la durée de commande At en formant l'incrément déjà évoqué A_t_nouv = (A4_anc)-(Ajtincr) et on tient compte de la valeur A_t_nouv calculée pour commander le ou les actionneurs d'injecteur 420. Starting from the starting value A-t-departure mentioned, the command module 410 calculates the command duration At by forming the increment already mentioned A_t_nouv = (A4_anc) - (Ajtincr) and account is taken of the value A_t_nouv calculated to control the injector actuator (s) 420.
Le moteur à combustion interne 425 ou son appareil de 30 commande sont reliés par une ligne 435 à un second module de comparaison 440 pour transmettre les paramètres de fonctionnement indiqués; ce module 440 sert à déterminer si le ou les paramètres de fonctionnement transmis par le moteur à combustion interne 425 ont été modifiés. The internal combustion engine 425 or its control device are connected by a line 435 to a second comparison module 440 to transmit the indicated operating parameters; this module 440 is used to determine whether the operating parameter or parameters transmitted by the internal combustion engine 425 have been modified.
Le second module de comparaison est en outre relié à un module de mé35 moire 445 qui enregistre de manière permanente, en étant déclenché par le second module de comparaison 440, la valeur du paramètre de fonctionnement transmise par la ligne de dérivation 407 et la valeur actuelle A_t_nouv transmise par une ligne 450. The second comparison module is also connected to a memory module 445 which permanently stores, by being triggered by the second comparison module 440, the value of the operating parameter transmitted by the branch line 407 and the current value A_t_nouv transmitted by a line 450.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
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