FR2851788A1 - Procede de determination du gain d'un injecteur de carburant - Google Patents

Abstract

Le procédé de détermination en temps réel du gain d'un injecteur (2) de carburant d'un moteur (1), alimenté par un circuit à volume fixé et sans retour permanent vers l'amont d'une pompe (8) reliée à une rampe commune (3) d'alimentation des injecteurs (2) commandés comme la pompe (8) par au moins un calculateur (5) est tel que le gain local d'au moins un injecteur (2) est déterminé d'après la variation de la masse du carburant injecté dans le moteur (1) par l'ensemble des injecteurs (2) et résultant de l'application sur ledit injecteur (2) considéré d'une commande de durée d'injection différente de celle appliquée sur le ou les autres injecteurs (2).Application à la détermination des caractéristiques de débit des injecteurs de moteurs à combustion interne.

Description

" PROCEDE DE DETERMINATION DU GAIN D'UN INJECTEUR DE CARBURANT "

L'invention concerne un procédé de détermination en temps réel du gain, ou débit statique, d'au moins un injecteur de carburant, du type à commande électrique, alimentant un moteur à combustion interne, et monté dans un circuit d'alimentation en carburant du moteur, ce circuit comprenant au moins une pompe, alimentée depuis un réservoir de carburant, et reliée à une rampe commune d'alimentation en carburant de chaque injecteur du io moteur.

Plus précisément, chaque injecteur, dont le gain est à déterminer par le procédé selon l'invention, est monté dans un circuit d'alimentation du type à volume fixé et sans retour permanent de carburant depuis l'aval vers l'amont de ladite pompe qui est pilotée en débit, chaque injecteur et ladite pompe étant commandés par au moins un calculateur, appartenant généralement à une unité électronique de commande et contrôle moteur, de sorte qu'à chaque cycle du moteur la pompe délivre dans le circuit une masse de carburant connue du calculateur, et que chaque injecteur délivre audit moteur une masse de carburant injectée déterminée par une caractéristique de débit d'injecteur, exprimant la masse injectée selon une fonction croissante de la durée d'injection dudit injecteur, commandée par ledit calculateur, et pour laquelle il correspond, à chaque valeur de la durée d'injection, un gain local défini par un rapport d'une variation de masse injectée, consécutive à une variation de durée d'injection, à ladite variation de durée d'injection (le gain local correspondant ainsi à la pente locale en tout point de la courbe représentant la caractéristique de débit de l'injecteur).

Les injecteurs de ce type sont généralement qualifiés par leur constructeur par une caractéristique théorique de débit d'injecteur, dont une partie sensiblement linéaire est déterminée par un gain théorique d'injecteur ainsi que par un décalage à l'origine théorique, ou offset théorique, correspondant à une durée de commande minimale pour une masse injectée nulle, et obtenue à l'intersection de l'extrapolation, vers l'origine des durées de _ - 2 commande, de la partie linéaire de la caractéristique avec l'axe des abscisses, exprimant les durées de commande, sur un diagramme plan sur lequel les masses injectées sont indiquées selon l'axe des ordonnées, tandis qu'une partie non linéaire de la caractéristique, aux faibles valeurs de la durée d'injection, peut être mémorisée dans le calculateur sous la forme de cartographie ou table théorique.

Des injecteurs de carburant à commande électrique de ce type peuvent équiper des moteurs diesel ou à allumage commandé, et être montés dans des circuits d'alimentation à injection directe ou indirecte.

On sait que les injecteurs utilisés pour réaliser l'injection d'une quantité de carburant prédéterminée par un calculateur de contrôle moteur présentent des dispersions et des évolutions dans le temps de leurs caractéristiques, ce qui a pour conséquence que l'injection d'une masse donnée de carburant nécessite une commande de durée d'injection différente suivant l'injecteur commandé et l'âge de ce dernier. En effet, les dispersions des caractéristiques des injecteurs résultent des tolérances de fabrication des composants physiques des injecteurs, et donc de leurs dispersions dimensionnelles et de caractéristiques physiques, notamment les nombre et diamètre(s) des orifices d'injection des injecteurs, leurs orientations, la caractéristique élastique de leurs ressorts, etc..., et l'évolution dans le temps des caractéristiques de débit des injecteurs résulte notamment du vieillissement des composants physiques des injecteurs.

Par ailleurs, la grande majorité des systèmes de commande et contrôle de l'injection, directe ou indirecte, équipant des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles assure un contrôle de richesse en boucle fermée, et en continu pendant le fonctionnement du moteur, à l'aide d'une sonde détectant la teneur en oxygène des gaz d'échappement du moteur, et reliée au calculateur, de façon à garantir le dosage du mélange aircarburant avec la grande précision qui est requise pour l'utilisation de catalyseurs trifonctionnels.

Ce contrôle de richesse en boucle fermée permet de compenser de façon satisfaisante les dispersions de tous les composants qui interviennent dans la détermination du dosage air-carburant, et qui auraient un impact sur la performance en terme de contrôle des émissions dans les gaz d'échappement du moteur, si les dispersions précitées n'étaient pas compensées. Les composants concernés sont ceux qui permettent de calculer le débit d'air d'admission au moteur et de piloter le débit de carburant injecté dans le 5 moteur, de sorte que ces composants comprennent les injecteurs. Mais, à moins de stratégies particulières, les contrôles de richesse en boucle fermée ne permettent pas d'identifier les caractéristiques de chacun des composants concernés, que ce soit de façon globale ou individuelle. Autrement dit, le dosage du mélange aircarburant consiste à piloter un débit d'air d'admission 10 au moteur et un débit de carburant correspondant, et les contrôles de richesse en boucle fermée permettent de compenser le rapport du débit d'air au débit de carburant, sans identifier la part de correction à apporter au débit d'air ou au débit de carburant, et, en outre, ces contrôles de richesse ne permettent pas de calculer une correction individualisée pour chaque cylindre, et donc 15 chaque injecteur.

Le problème à la base de l'invention consiste donc, à partir de la connaissance d'une caractéristique théorique de débit d'injecteur, de déterminer en temps réel le gain d'au moins un injecteur de carburant d'un moteur, afin de faire l'apprentissage de la relation qui existe entre la masse de 20 carburant injectée et la durée de commande d'au moins un injecteur considéré, au cours de phases d'apprentissage qui se déroulent régulièrement, au cours du fonctionnement du moteur, sur des points de fonctionnement qui ne sont pas nécessairement en régime stabilisé, et pendant des périodes d'apprentissage suffisamment courtes pour que le 25 conducteur du véhicule ne ressente pas de modification du fonctionnement du moteur qui serait due à ces phases d'apprentissage.

Le but de l'invention est donc de permettre une meilleure connaissance de la caractéristique de débit d'au moins un injecteur d'un moteur en fonctionnement par une détermination en temps réel du gain de l'injecteur 30 considéré, afin d'avoir un suivi de l'évolution de la caractéristique individuelle de débit de chaque injecteur.

4, 4 Il est particulièrement intéressant de faire l'apprentissage du gain en temps réel pour une meilleure connaissance de la caractéristique de débit d'injecteur sur les moteurs équipés de systèmes d'injection directe fonctionnant en mélange pauvre, car, par rapport aux systèmes d'injection 5 indirecte, d'une part les injecteurs peuvent être sollicités dans des zones à faible durée d'injection commandée, o la loi de débit est fortement dispersée (zone non linéaire de la caractéristique de débit d'injecteur), et, d'autre part, les erreurs sur la masse de carburant injectée sont ressenties proportionnellement sur le couple interne développé par le moteur, ce qui est io source d'inconfort pour les passagers du véhicule.

A l'effet de remédier aux inconvénients précités, le procédé selon l'invention de détermination en temps réel du gain d'au moins un injecteur de carburant à commande électrique, alimentant un moteur à combustion interne et monté dans un circuit d'alimentation en carburant du type présenté ci15 dessus, se caractérise en ce qu'il comprend au moins une étape consistant à déterminer le gain local dudit au moins un injecteur considéré d'après la variation de la masse de carburant injectée dans ledit moteur par l'ensemble des injecteurs résultant de l'application sur ledit au moins un injecteur considéré d'une commande de durée d'injection différente de celle appliquée 20 sur le ou les autres injecteurs.

Avantageusement de plus, ce procédé comprend au moins une étape consistant à déterminer ladite variation de la masse de carburant injectée dans ledit moteur en prenant en compte une variation d'une chute de pression dans ledit circuit d'alimentation, laquelle chute de pression résulte d'une commande 25 d'une perturbation du fonctionnement de ladite pompe, ladite variation de la chute de pression résultant de ladite commande de durée d'injection différente pendant ladite perturbation.

La mise en oeuvre de ce procédé procure l'avantage de permettre, sans avoir à réaliser les injecteurs, et donc leurs composants, avec des tolérances 30 très serrées, et ainsi sans augmenter le cot du système d'injection, de garantir une plus grande exactitude de la masse de carburant injectée dans chaque cylindre du moteur, et, par voie de conséquence, de garantir l'exactitude du dosage air-carburant et du couple développé par le moteur. Il en résulte un bon contrôle des émissions dans les gaz d'échappement, et un meilleur agrément de conduite du véhicule automobile. On peut ainsi se contenter d'équiper le moteur d'injecteurs moins performants, car la mise en 5 oeuvre du procédé selon l'invention permet de compenser les dispersions au niveau des composants physiques des injecteurs.

Dans un mode de réalisation préféré, car approprié aux conditions réelles de fonctionnement du moteur, dans lesquelles le besoin en carburant du moteur n'est pas rigoureusement stable au cours de phases sensiblement io successives de fonctionnement du moteur, le procédé de l'invention comprend au moins les étapes consistant, pendant le fonctionnement du moteur, à: a) identifier une condition de fonctionnement du moteur relativement stable, dans laquelle la durée d'injection moyenne appliquée Tinj.moy est égale à la valeur d'une durée d'injection Tinj pour laquelle on souhaite définir 15 le gain local G, et, tant que la condition de stabilité est observée, b) introduire, dans la commande de ladite pompe, une perturbation de nature à provoquer une chute de pression dans ladite rampe commune, et maintenir ladite perturbation pendant une première phase, à la fin de laquelle est obtenue une première variation de pression DP1, c) déterminer une première masse de carburant Ml injectée par l'ensemble des injecteurs du moteur et correspondant à ladite première variation de pression DPI, d) calculer un gain local moyen Gmoy de l'ensemble des injecteurs comme étant égal au rapport de la première masse de carburant Ml à la 25 somme (YTinjl) de toutes les durées d'injection Tinj appliquées à tous les injecteurs pendant ladite première phase, e) introduire dans la commande de ladite pompe la même perturbation et la maintenir pendant une deuxième phase, à la fin de laquelle est obtenue une seconde variation de pression DP2 dans la rampe commune, en modifiant 30 la commande de l'injecteur dont on veut déterminer le gain local d'une variation âTinj pour chacune des injections effectuées pendant ladite deuxième phase, et telle que la somme des variations de durée d'injection appliquées pendant la deuxième phase sur ledit injecteur est égale à >Tinj, f) déterminer une seconde masse de carburant M2 injectée par l'ensemble des injecteurs du moteur et correspondant à ladite seconde 5 variation de pression DP2, et considérer que ladite seconde masse M2 est égale à: M2 = Gmoy x (yTinj)2 + (5bTinj) x G o (ITinj)2 est la somme de toutes les durées d'injection Tinj appliquées pendant ladite deuxième phase, et G est le gain local dudit injecteur considéré, Io et g) calculer ledit gain local G dudit injecteur considéré par la formule: G = M2 - Gmov x (5Tini)2 35-Tinj Compte-tenu de ce que le gain d'une caractéristique de débit d'injecteur dépend, entre autres paramètres, de la pression d'air dans le collecteur d'admission au moteur, qui conditionne la charge du moteur, donc la durée d'injection appliquée (Tinj), et la pression de carburant qui peut être variable, le procédé selon l'invention consiste de plus à renouveler les étapes a) à g) 20 présentées ci-dessus pour différents points de fonctionnement du moteur et/ou pour une pluralité de valeurs différentes des durées d'injection correspondant à différentes parties de la caractéristique de débit d'injecteur, de sorte à déterminer le gain individuel dudit au moins un injecteur considéré.

L'apprentissage du gain est ainsi réalisé pour différents points de 25 fonctionnement du moteur.

Lorsque le procédé selon l'invention est mis en oeuvre sur un circuit d'alimentation en carburant du moteur qui est un circuit d'injection directe, dans lequel ladite rampe commune est alimentée par une pompe à haute pression, elle-même alimentée par une pompe de gavage reliée audit 30 réservoir, il est avantageux que ladite perturbation dans la commande de la pompe à haute pression consiste à provoquer un arrêt de ladite pompe à haute pression. Dans ce cas, conformément aux enseignements du brevet FR 2 803 875 de la Demanderesse, la détermination desdites première et

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deuxième masses de carburant injectées par l'ensemble des injecteurs du moteur en correspondance avec ladite détermination desdites première et deuxième variations de pression est avantageusement assurée au moyen d'un modèle de comportement du circuit d'alimentation. Comme proposé dans le brevet français précité, le modèle de comportement du circuit peut être un modèle qui prend en compte le débit ou la masse entrant dans la rampe commune, imposé(e) par la pompe à haute pression et déterminé(e) par le calculateur, le débit ou la masse sortant de la rampe commune et injecté(e) dans le moteur, et également déterminé(e) par le calculateur, ainsi que la io rigidité du circuit.

Le procédé de l'invention peut ainsi consister à déterminer le gain individuel d'un seul injecteur du moteur à la fois, en appliquant à ce seul injecteur des commandes de durées d'injection différentes de celles appliquées aux autres injecteurs du moteur, pendant ladite seconde phase du procédé. Dans ce dernier cas, il est avantageux que le procédé consiste à déterminer, en succession, le gain individuel de chacun des injecteurs d'un même moteur en fonctionnement, afin d'optimiser la contribution de chaque injecteur à l'alimentation du cylindre correspondant du moteur.

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 référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile par injection directe, pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, - la figure 2 représente une caractéristique de débit d'un injecteur du circuit de la figure 1, et - la figure 3 représente l'évolution de la pression dans la rampe commune du circuit de la figure 1, en fonction du temps, dans le cas de deux chutes de pression provoquées par l'arrêt de la pompe du circuit de la figure 1, et dont chacune est obtenue pour l'une respectivement de deux durées différentes d'injection, commandées pour un nombre d'injections, pouvant être le même ou différent, sur un même injecteur.

Sur la figure 1 est représenté schématiquement un moteur à combustion interne 1 pour véhicule automobile. Par exemple, le moteur considéré 1 est un moteur à quatre cylindres en ligne, à allumage commandé et à cycle moteur à quatre temps, alimenté en carburant par injection dite directe, bien que le procédé de l'invention soit applicable à un moteur à injection indirecte et/ou de type diesel.

L'injection de carburant est assurée dans chaque cylindre du moteur 1 par l'un respectivement des quatre injecteurs 2.

Ces injecteurs 2 sont alimentés en carburant à haute pression par une rampe commune de carburant 3, dans laquelle la pression de carburant est mesurée, au moins à certains instants du cycle moteur, par un capteur de pression 4 transmettant le signal de pression mesurée à une unité de contrôle moteur 5.

L'unité de contrôle moteur 5 est une unité électronique commandant l'injection du carburant dans le moteur 1, en commandant par le faisceau de conducteurs électriques de commande 6 des instants et durées de commande d'injection des injecteurs 2, ainsi que l'allumage dans les cylindres du moteur 1, dans l'exemple considéré d'un moteur à allumage commandé, et, éventuellement, d'autres fonctions, telles que la commande d'admission d'air 20 au moteur, par l'intermédiaire d'un corps papillon motorisé, en fonction notamment de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, et d'autres fonctions de sécurité, telles qu'antidérapage, antipatinage et/ou antiblocage des roues du véhicule. Cette unité électronique 5 comprend, de manière bien connue, au moins un calculateur avec des moyens de calcul, des moyens de mémoire et des moyens de comparaison notamment, et dans sa fonction de commande de l'injection, l'unité 5 commande et contrôle la quantité de carburant injectée par chacun des injecteurs 2 dans le cylindre correspondant 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 ou encore de sa température, et de la demande en carburant, en fonction notamment du débit d'admission d'air dans le moteur 1 et du couple que doit développer le moteur, ces paramètres étant entrés en 7 dans l'unité 5 de contrôle moteur.

La rampe commune 3 est alimentée en carburant à haute pression par une pompe à haute pression 8, pilotée en débit et reliée à la rampe 3 par une 5 conduite 9, dans laquelle le carburant s'écoule dans le sens de la flèche FI, et l'unité de contrôle moteur 5 pilote la pompe haute pression 8 par la liaison logique 10 et détermine ainsi la masse de carburant envoyée par la pompe haute pression 8 dans la rampe 3, à chaque cycle du moteur 1.

La pompe haute pression 8 est entraînée en rotation par le moteur 1 par io l'intermédiaire d'une liaison mécanique schématisée en 11, de manière connue en soi. La pompe haute pression 8 est elle-même alimentée en carburant par un circuit de gavage comprenant, de l'amont vers l'aval, un réservoir de carburant 12, une pompe de gavage ou pompe à basse pression 13, immergée dans le réservoir 12 et alimentée à travers un filtre (non 15 représenté), et un régulateur de pression de carburant 14, dont une sortie permet de retourner du carburant en excès dans le réservoir 12, et dont une autre sortie est reliée à l'admission de la pompe haute pression 8, au niveau de laquelle est implantée une électrovanne (non représentée) commandée en tout ou rien depuis l'unité 5 par la liaison logique 10, de sorte que le débit de 20 carburant de la pompe haute pression 8 est connu de l'unité de contrôle 5, laquelle peut commander cette électrovanne d'entrée de façon à imposer à la pompe haute pression 8 un débit nul.

Le circuit d'alimentation du moteur 1 en carburant par injection directe est ainsi un circuit haute pression, comprenant la pompe haute pression 8 et 25 les organes en aval de cette dernière, à savoir la conduite 9 et la rampe commune 3, et ce circuit haute pression, qui est un circuit de volume fixé et sans retour permanent de carburant ou sans recirculation de carburant de l'aval vers l'amont de la pompe haute pression 8, est alimenté par un circuit de gavage à basse pression, en amont de la pompe haute pression 8, et 30 comprenant le réservoir 12, la pompe 13 et le régulateur 14.

Ainsi, la masse de carburant présente dans le circuit haute pression ne résulte que des actions de remplissage par la pompe haute pression 8 et d'injection de carburant dans le moteur 1 par les injecteurs 2, ces actions étant contrôlées par l'unité 5.

La caractéristique de débit d'un injecteur 2, exprimant la masse de carburant injecté M en fonction de la durée de commande d'injection Tinj, 5 déterminée par l'unité 5, correspond à une fonction croissante dont la courbe, représentée sur la figure 2, a une pente égale au gain local G de l'injecteur, qui est associé à toute valeur de la durée d'injection et défini par le rapport entre une variation de masse injectée à la suite d'une petite variation de durée d'injection, et cette même variation de durée d'injection. Cette courbe 10 comprend une partie sensiblement linéaire 15, dans laquelle le gain est constant, et une partie non linéaire 16 aux faibles valeurs de la durée d'injection (valeurs inférieures à la durée de commande d'injection correspondant à la limite inférieure de linéarité TinfL), et dans laquelle le gain local est rapidement variable.

La partie linéaire 15 de la caractéristique est déterminée non seulement par sa pente ou gain constant de l'injecteur dans cette partie, mais également par un décalage à l'origine ou offset Ot, à l'intersection de l'extrapolation ou prolongation de la partie linéaire 15 de la courbe vers l'origine avec l'axe des abscisses indiquant les durées d'injection Tinj.

On sait que la masse MinfL qui est injectée pour une durée de commande d'injection égale à la limite inférieure TinfL de la partie linéaire 15 est égale à la somme des masses injectées pendant les phases transitoires correspondant aux phases respectivement d'établissement et de coupure du débit instantané d'un injecteur 2 provoquées respectivement par l'ouverture et 25 la fermeture de l'injecteur résultant des déplacements d'un obturateur respectivement à l'établissement et à la coupure d'un courant d'excitation dans une bobine de l'injecteur à commande électromagnétique, et faisant suite respectivement au début et à la fin d'un ordre logique de commande d'injection élaboré dans l'unité 5 et transmis par cette dernière à l'injecteur 2 considéré 30 par le conducteur correspondant du faisceau 6.

En général, les injecteurs 2 d'un même type sont qualifiés par une caractéristique théorique de débit d'injecteur, déterminée, d'une part, par un v s 1 gain théorique Gt et un offset théorique Ot, pour définir la partie linéaire théorique 15 de la courbe, et, d'autre part, par une partie non linéaire 16 théorique, mémorisée dans l'unité 5 sous la forme de tables ou de cartographies indiquant la masse injectée M pour une durée de commande d'injection Tinj comprise entre la limite inférieure de linéarité TinfL et l'offset théorique Ot et dans la plage de durée d'injection correspond à la partie non linéaire 16.

Partant de cette caractéristique théorique, le procédé de l'invention a pour but de déterminer en temps réel (moteur 1 en fonctionnement) le gain 10 local G, tel que défini ci-dessus, afin d'avoir une meilleure connaissance des masses injectées en fonction des durées d'injection commandées, et en tenant compte des dispersions de caractéristiques d'un injecteur à l'autre, et/ou des variations de la caractéristique d'un injecteur en fonction du temps, en raison notamment du vieillissement de cet injecteur. Le procédé permet de faire 15 l'apprentissage de la caractéristique individuelle d'un injecteur 2 considéré, puis en changeant d'injecteur considéré, de faire l'apprentissage des caractéristiques individuelles de tous les injecteurs équipant un même moteur.

Pour faire l'apprentissage du gain local d'un injecteur 2 considéré individuellement, sur un point de fonctionnement du moteur 1, le procédé de 20 l'invention comprend deux phases principales. Ces phases conduisent à déterminer la variation AM de la masse M de carburant qui est injectée dans le moteur 1 par l'ensemble des injecteurs 2, et qui résulte de l'application sur l'injecteur 2 dont on veut connaître le gain G, d'une commande de durée d'injection qui est différente de celle appliquée sur les autres injecteurs 2 du 25 moteur 1, par rapport à la masse de carburant injecté dans le moteur 1 par l'ensemble des injecteurs 2 sur lesquels est appliquée la même commande de durée d'injection, de préférence une durée d'injection normale, compte tenu du point de fonctionnement considéré du moteur 1. Cette variation de masse correspond donc à la contribution de l'injecteur 2 dont on a modifié la durée de 30 commande d'injection par rapport à celle des autres injecteurs 2. La variation AM de la masse de carburant injectée est déterminée, selon le procédé de l'invention, en prenant en compte une variation d'une chute de pression dans -J wX le circuit d'alimentation, dans lequel la chute de pression résulte d'une commande d'une perturbation du fonctionnement de la pompe 8, alors que la variation de la chute de pression résulte de la commande de la durée d'injection différente, appliquée sur l'injecteur 2, dont on veut connaître le gain G, pendant la durée de la perturbation.

Cette perturbation du fonctionnement de la pompe 8 consiste de préférence en l'arrêt du fonctionnement de cette pompe, dont le débit est ainsi annulé, de sorte que la chute de pression dans la rampe commune 3 résulte de la poursuite de l'application de commandes de durées d'injection aux io injecteurs 2, la correspondance entre la chute de pression dans la rampe 3 et la masse de carburant injectée dans le moteur 1 étant assurée dans l'unité 5 par un module 18 de comportement du circuit d'alimentation haute pression, ce module comportant une mémoire dans laquelle est mémorisée, sous la forme de tables ou de cartographies, une loi donnant la variation de masse de carburant dans le circuit haute pression en fonction de la chute de pression déterminée dans ce circuit pendant l'arrêt de la pompe 8, et pouvant être constitué comme décrit dans le brevet français FR 2 803 875, auquel on se reportera pour davantage de précisions à ce sujet.

A titre d'exemple simplifié, pour faciliter la compréhension de l'invention, dans un mode de mise en oeuvre idéal, en supposant que le besoin en carburant du moteur est stable au cours des phases d'apprentissage, le procédé consiste, à partir d'un point de fonctionnement du moteur 1 en régime stabilisé et dans une première phase d'apprentissage, à commander par l'unité 5 l'annulation du débit de la pompe haute pression 8, et à maintenir cette commande pendant un nombre prédéterminé de cycles moteur, ce nombre étant suffisant pour obtenir une première variation de pression, déterminable avec une précision suffisante, dans la rampe commune 3, tandis qu'un nombre N d'injections est appliqué pendant ce temps à tous les injecteurs 2 du moteur 1, avec une même durée de commande d'injection Tinj, par exemple normalement établie par l'unité 5 en fonction du point de fonctionnement du moteur 1.

Sur la figure 3, qui représente l'évolution de la pression P en fonction du temps t dans la rampe commune 3, on constate que la pression P chute de PO, à partir de l'instant tO d'arrêt de la pompe 8, jusqu'à PI au temps ti correspondant à la fin de la période de blocage du débit de la pompe 8, et 5 donc après le nombre prédéterminé de cycles moteur correspondant au nombre N d'injections sur tous les injecteurs 2; la pression P a donc chuté d'une valeur DP1 par rapport à la pression initiale PO dans la rampe 3. Cette variation de pression DP1 = PI -PO est mesurée par le capteur 4.

Grâce au modèle de comportement du circuit, mémorisé dans le 10 module 18 de l'unité 5 et s'appuyant par exemple sur la masse entrant dans la rampe 3 et imposée par la pompe haute pression 8 en étant déterminée par le calculateur 17, et sur la masse sortant de la rampe 3 en étant injectée dans le moteur 1, et également déterminée par l'unité 5, ainsi que sur larigidité du circuit haute pression, il correspond à la différence de pression DP1 ainsi 15 déterminée, une première masse Ml de carburant injectée dans le moteur 1 par tous les injecteurs 2.

Après suppression de la perturbation du fonctionnement de la pompe haute pression 8, et reprise d'un fonctionnement normal du moteur 1 sur le point de fonctionnement stabilisé considéré, une seconde phase du procédé 20 d'apprentissage du gain réel de l'injecteur 2 considéré est initiée, et consiste à réintroduire la même perturbation que précédemment sur le fonctionnement de la pompe haute pression 8, à savoir à couper son débit pendant un intervalle de temps correspondant au même nombre prédéterminé de cycles moteur que dans la phase précédente, et en commandant l'application du même nombre 25 N d'injections sur tous les injecteurs 2 qu'au cours de la phase précédente, mais avec une modification d'une valeur connue des durées d'injection appliquées sur l'injecteur particulier 2, dont on cherche à déterminer le gain G, alors que l'on continue à appliquer aux autres injecteurs 2 du moteur les mêmes durées d'injection qu'au cours de la phase précédente, c'est-à-dire 30 pour le même nombre N d'injections intervenant pendant le même nombre prédéterminé de cycles moteur, ce dernier nombre ainsi que la valeur connue de la modification des durées d'injection étant choisis pour être également 14 2851788 suffisant pour obtenir une deuxième variation de pression, déterminable avec une précision suffisante, dans la rampe commune 3.

Sur la figure 3, cette seconde phase d'apprentissage correspond, après l'arrêt de la pompe 8 à l'instant tO, et jusqu'à l'instant tl postérieur, à la 5 variation de pression DP2 = PO - P2, o PO est la pression initiale dans la rampe 3 et P2 la pression dans cette même rampe 3 à l'instant tl, dans le cas d'une valeur modifiée des durées d'injection appliquées sur l'injecteur 2 considéré, qui est supérieure (par exemple de 10 %) à la valeur de la durée d'injection appliquée aux autres injecteurs 2. Il en résulte que DP2 est 1o supérieur à DP1, et que le module 18 de l'unité 5, dans lequel est enregistré et mémorisé le modèle de comportement du circuit d'alimentation haute pression, fait correspondre à la chute de pression DP2 une seconde masse M2 de carburant ayant quittée ce circuit haute pression, et donc ayant été injectée par les injecteurs 2 dans le moteur 1.

Le gain G pratiquement instantané de l'injecteur 2 considéré est alors donné, dans le cas hypothétique simplifié précisé ci-dessus, par la formule suivante: AM M2 - M1 G - --------20 ATinj NôTinj dans laquelle: G est le gain local de l'injecteur 2 auquel il a été appliqué la commande spécifique ou différente de durée d'injection, AM et ATinj sont les variations respectivement des masses injectées et des 25 durées d'injection entre les deux phases, Ml et M2 sont les masses de carburant injectées, déterminées d'après le modèle de comportement du circuit haute pression respectivement lors de la première et de la deuxième des deux phases d'apprentissage décrites cidessus, N est le nombre d'injections appliquées à l'injecteur 2 considéré pendant chacune de ces deux phases d'apprentissage, et ôTinj est la variation de la durée d'injection appliquée à l'injecteur 2 considéré, c'est-à-dire la différence Tinj Tinj, o Tinj est la durée d'injection, de préférence normale, commandée pendant la première phase, et T'inj est la durée d'injection spécifique, supérieure dans cet exemple, commandée sur le seul injecteur 2 considéré pendant la deuxième phase précitée.

Il est à noter que les deux phases peuvent être inversées, la masse 5 injectée M2 avec durée d'injection spécifique étant déterminée avant la masse Ml avec durée d'injection normale ou de référence, ou encore la succession non adjacente des deux phases peut être répétée un certain nombre de fois en alternant l'ordre des phases, mais, pour parvenir à un bon apprentissage du gain individuel G de l'injecteur 2 considéré, cette procédure d'apprenio tissage doit être renouvelée pour un nombre suffisant de valeurs de la durée de commande, et pour différents points de fonctionnement stabilisés du moteur.

En considérant à présent le cas plus réel, dans lequel le besoin en carburant du moteur n'est pas rigoureusement stable au cours des deux E5 phases successives d'apprentissage, ou, plus précisément, dans lequel les intégrales du profil de besoin en carburant du moteur, pendant la durée des deux phases, ne sont pas identiques, on comprend que la différence M2Ml du numérateur de la formule donnée ci-dessus est due non seulement à l'application de la commande d'une durée d'injection spécifique sur l'injecteur 20 2 dont on veut déterminer le gain, mais aussi au fait que le moteur 1 n'a pas présenté la même demande en carburant pendant les deux phases.

Le procédé reste sensiblement tel que décrit ci-dessus, mis à part que le nombre d'injections N appliquées durant les première et seconde phases n'est pas nécessairement identique, chaque phase étant interrompue lorsque 25 la baisse de pression correspondante a atteint une valeur suffisante pour être mesurable avec un degré suffisant de précision. Le traitement des mesures consiste à retrouver par calcul ce qu'aurait été la masse Ml si, pendant la première phase, l'intégrale du besoin en carburant du moteur avait été la même que pendant la seconde phase d'apprentissage.

Dans ce cas, on commence par identifier une condition de fonctionnement du moteur 1 qui est relativement stable, c'est-à-dire, par exemple, un intervalle de temps au cours duquel la différence entre les valeurs 16 2851788 maximum et minimum de la durée d'injection (Tinj.max - Tinj. min) reste inférieure à un seuil, et la durée d'injection moyenne Tinj. moy appliquée dans cette condition est égale à la valeur de la durée d'injection Tinj pour laquelle le gain local G de l'injecteur 2 considéré doit être défini. Puis, tant que cette 5 condition de stabilité est observée, on procède de la manière suivante: la première phase se déroule comme dans l'exemple idéal décrit ci-dessus, à savoir qu'on introduit, dans la commande de la pompe 8, une perturbation, à savoir la coupure du débit de la pompe 8, qui provoque une chute de pression dans la rampe commune 3, et cette perturbation est maintenue pendant cette 10 première phase, à la fin de laquelle on obtient une première variation de pression DP1 dans la rampe 3 (en commandant donc une même durée d'injection Tinj, pas nécessairement constante, appliquée à tous les injecteurs 2 pour toutes les injections effectuées pendant cette première phase). Puis, la première masse de carburant MI injectée par l'ensemble des injecteurs 2 du 15 moteur 1, et correspondant à la première variation de pression DP1, est déterminée par application du modèle de comportement du circuit. Si (5Tinj)I représente la somme de toutes les durées d'injection appliquées à tous les injecteurs 2 pendant la première phase, on calcule un gain local moyen Gmoy, tel que Gmoy = Ml (YTinj)l Puis, pendant la seconde phase, on introduit à nouveau dans la commande de la pompe 8 la même perturbation, à savoir la coupure de son débit, et on maintient cette perturbation pendant cette seconde phase, qui n'est pas nécessairement de la même durée que la première, et à la fin de 25 laquelle on obtient la seconde variation de pression DP2 dans la rampe commune 3, en modifiant la commande du seul injecteur 2 dont on veut déterminer le gain local d'une variation de durée d'injection ôTinj, pour chacune des injections effectuées pendant cette seconde phase d'apprentissage.

Il faut noter que la variation de durée d'injection ôTinj n'est pas nécessairement constante. En général, ôTinj n'est pas constant, car, de manière typique, cette variation peut être relative, et fixée à quelques pourcents, par exemple 10 %, de la durée d'injection Tinj, laquelle n'est précisément par rigoureusement constante pendant la seconde phase d'apprentissage.

La seconde phase se déroule en appliquant donc des durées d'injection 5 dont la somme est égale à (ITinj)2 augmentée de YâTinj, o ôTinj est la somme de toutes les variations de durée d'injection appliquées à l'injecteur 2 considéré pendant la deuxième phase, et (yTinj)2 est la somme de toutes les durées d'injection Tinj appliquées à tous les injecteurs 2 pendant cette même deuxième phase.

A l'aide du modèle de comportement du circuit, on détermine la seconde masse de carburant M2 injecté par l'ensemble des injecteurs 2 du moteur 1, au cours de la seconde phase, et qui correspond à la seconde variation de pression DP2.

La somme (ETinj)2 a une valeur voisine de la somme (îTinj)1, mais en 15 diffère cependant, car les conditions de fonctionnement du moteur ont vraisemblablement changé au cours du déroulement des deux phases et entre ces dernières.

La seconde masse injectée M2, déterminée comme expliqué ci-dessus, à partir du modèle de comportement du circuit et de la seconde chute de 20 pression DP2, peut également être considérée comme égale à: M2 = Gmoy x (yTinj)2 + (5 ôTinj) x G de sorte que le gain G de l'injecteur considéré, sur lequel a été appliquée la variation de durée d'injection (par exemple l'augmentation) ôTinj, se calcule par la formule: G = M2 - Gmov x (5liniD2 5IITinj On constate que, par rapport à la formule donnée pour le cas hypothétique simplifié décrit ci-dessus, la première masse injectée Ml a été remplacée par Gmoy x (ETinj)2, qui représente ce qu'aurait été la première masse injectée Ml, si l'intégrale du profil du besoin en carburant du moteur au 30 cours de la première phase d'apprentissage avait été identique à l'intégrale du profil du besoin en carburant du moteur au cours de la seconde phase d'apprentissage.

o o 18 2851788 Les différentes valeurs de M déterminées et de ôTinj, EâTinj, (yTinj)1, (ETinj)2 et Gmoy, commandées ou calculées sont mémorisées et réactualisées cycliquement pour suivre en temps réel les variations du gain G. Ce procédé d'apprentissage est en fait applicable sur n'importe quel 5 point de la caractéristique de débit d'injecteur, c'est-à-dire non seulement sur n'importe quel point de sa partie linéaire 15 (voir figure 2) mais également sur n'importe quel point de sa partie non linéaire 16, pour de faibles valeurs de la durée de commande d'injection, lorsque le moteur 1 fonctionne au ralenti ou dans des zones de fonctionnement à faible charge.

Après détermination du gain individuel d'un injecteur considéré 2 du moteur 1, en appliquant à ce seul injecteur 2, comme décrit ci-dessus, des commandes de durées d'injection T'inj différentes de celles Tinj appliquées aux autres injecteurs du moteur, pendant l'une des deux phases au cours desquelles le débit de la pompe haute pression 8 est maintenu nul pour 15 provoquer des chutes de pression dans la rampe 3, on peut successivement déterminer le gain individuel de chacun des autres injecteurs 2 de ce même moteur 1.

On peut ainsi piloter l'injection en tenant compte d'un gain individuel, spécifique à chacun des injecteurs 2.

Comme les paramètres déterminant la caractéristique dépendent de la pression, en particulier de la pression de carburant, la répétition du processus d'apprentissage pour différents points de fonctionnement permet d'assurer un balayage en pression, pour une meilleure détermination du gain individuel local ses injecteurs 2, et on obtient ainsi une meilleure connaissance de la 25 caractéristique individuelle de débit des injecteurs 2, en adoptant le gain déterminé en temps réel et en conservant l'offset théorique Ot, lequel peut en outre être avantageusement remplacé par un offset réel, dont l'apprentissage est obtenu par une stratégie appropriée.

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Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Procédé de détermination en temps réel du gain d'au moins un injecteur (2) de carburant à commande électrique, alimentant un moteur à 5 combustion interne (1), et monté dans un circuit d'alimentation en carburant dudit moteur (1), ledit circuit comprenant au moins une pompe (8), alimentée depuis un réservoir (12) de carburant, et reliée à une rampe commune (3) d'alimentation en carburant de chaque injecteur (2) du moteur (1), ledit circuit étant du type à volume fixé et sans retour 10 permanent de carburant depuis l'aval vers l'amont de ladite pompe (8), pilotée en débit, chaque injecteur (2) et ladite pompe (8) étant commandés par au moins un calculateur (5), de sorte qu'à chaque cycle du moteur ladite pompe (8) délivre dans ledit circuit une masse de carburant connue du calculateur (5), et que chaque injecteur (2) délivre audit moteur (1) une 15 masse de carburant injectée (M) déterminée par une caractéristique de débit d'injecteur exprimant la masse injectée (M) selon une fonction croissante de la durée d'injection (Tinj) dudit injecteur, (2) commandée par ledit calculateur (5), et pour laquelle il correspond, à chaque valeur de la durée d'injection (Tinj), un gain local (G) défini par un rapport d'une 20 variation de masse injectée, consécutive à une variation de durée d'injection, à ladite variation de durée d'injection, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape consistant à déterminer le gain local (G) dudit au moins un injecteur (2) considéré d'après la variation (AM) de la masse de carburant injectée (M) dans ledit 25 moteur (1) par l'ensemble des injecteurs (2) résultant de l'application sur ledit au moins un injecteur (2) considéré d'une commande de durée d'injection (T'inj) différente de celle (Tinj) appliquée sur le ou les autres injecteurs (2).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape consistant à déterminer ladite variation (AM) de la masse de carburant injectée dans ledit moteur (1) en prenant en compte une variation d'une chute de pression (DP1, DP2) dans ledit circuit d'alimentation, laquelle chute de pression (DP1, DP2) résulte d'une commande d'une perturbation du fonctionnement de ladite pompe (8), ladite variation de la chute de pression résultant de ladite commande de durée d'injection différente (T'inj) pendant ladite perturbation.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes consistant, pendant le fonctionnement du moteur (1), à: a) identifier une condition de fonctionnement du moteur (1) relativement stable, dans laquelle la durée d'injection moyenne appliquée (Tinj.moy) est 10 égale à la valeur d'une durée d'injection (Tinj) pour laquelle on souhaite définir le gain local (G), et, tant que la condition de stabilité est observée, b) introduire, dans la commande de ladite pompe (8), une perturbation de nature à provoquer une chute de pression dans ladite rampe commune (3), et maintenir ladite perturbation pendant une première phase, à la fin de 15 laquelle est obtenue une première variation de pression (DP1), c) déterminer une première masse de carburant (MI) injectée par l'ensemble des injecteurs (2) du moteur (1) et correspondant à ladite première variation de pression (DPI), d) calculer un gain local moyen (Gmoy) de l'ensemble des injecteurs (2) 20 comme étant égal au rapport de la première masse de carburant (Ml) à la somme (YTinj)l de toutes les durées d'injection (Tinj) appliquées à tous les injecteurs (2) pendant ladite première phase, e) introduire dans la commande de ladite pompe (8) la même perturbation et la maintenir pendant une deuxième phase, à la fin de 25 laquelle est obtenue une seconde variation de pression (DP2) dans la rampe commune (3), en modifiant la commande de l'injecteur (2) dont on veut déterminer le gain local d'une variation (ôTinj) pour chacune des injections effectuées pendant ladite deuxième phase, et telle que la somme des variations de durée d'injection appliquées pendant la deuxième phase 30 sur ledit injecteur (2) est égale à Y5Tinj, f) déterminer une seconde masse de carburant (M2) injectée par l'ensemble des injecteurs (2) du moteur (1) et correspondant à ladite seconde variation de pression (DP2), et considérer que ladite seconde masse (M2) est égale à: M2 = Gmoy x (ITinj)2 + (lôTinj) x G o (ETinj)2 est la somme de toutes les durées d'injection (Tinj) appliquées 5 pendant ladite deuxième phase, et G est le gain local dudit injecteur (2) considéré, et g) calculer ledit gain local (G) dudit injecteur (2) considéré par la formule: G = M2 - Gmoy x (YTini)2 ETinj

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à renouveler les étapes a) à g) pour différents points de fonctionnement du moteur (1) et/ou pour une pluralité de valeurs différentes des durées d'injection (Tinj) correspondant à différentes parties 15 (15, 16) de la caractéristique de débit d'injecteur, de sorte à déterminer le gain individuel dudit au moins un injecteur (2).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, mis en oeuvre sur un circuit d'alimentation en carburant du moteur (1) qui est un circuit d'injection directe, dans lequel ladite rampe commune (3) est 20 alimentée par une pompe (8) à haute pression, elle-même alimentée par une pompe de gavage (13) reliée audit réservoir (12), caractérisé en ce que ladite perturbation dans la commande de la pompe à haute pression (8) consiste à provoquer un arrêt de ladite pompe (8) à haute pression.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la détermination desdites première (Ml) et deuxième (M2) masses de carburant injectées par l'ensemble des injecteurs (2) du moteur (1) en correspondance avec ladite détermination desdites première (DP1) et deuxième (DP2) variations de pression est assurée au moyen d'un modèle (18) de comportement du circuit d'alimentation.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit modèle de comportement du circuit est un modèle (18) qui prend en compte le débit entrant dans la rampe commune (3), imposé par la pompe à haute pression (8) et déterminé par le calculateur (5), le débit sortant de X - ai s 22 la rampe commune (3) et injecté dans le moteur (1), et également déterminé par le calculateur (5), ainsi que la rigidité du circuit.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer le gain individuel (G) d'un seul injecteur (2) du moteur (1) à la fois, en appliquant à ce seul injecteur (2) des commandes de durées d'injection différentes de celles (Tinj) appliquées aux autres injecteurs (2) du moteur (1), pendant ladite seconde phase.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer, en succession, le gain individuel (G) de chacun des injecteurs (2) d'un même moteur (1) en fonctionnement.