FR2899939A1

FR2899939A1 - Dispositif de commande d'injection de carburant pour limiter le bruit de combustion d'un moteur.

Info

Publication number: FR2899939A1
Application number: FR0702694A
Authority: FR
Inventors: Mitsuru Ban
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2007-10-19
Also published as: CN101054927A; DE102007000224A1; DE102007000224B4; JP2007285139A; US7415964B2; CN100523464C; US20070240675A1

Abstract

Dispositif de commande d'injection de carburant pour moteur diesel (10), servant à déterminer le nombre d'une suite d'étapes d'injection afin d'injecter du carburant dans le moteur (10) au cours de chaque cycle de fonctionnement du moteur (10) et accroître celui-ci d'après la température d'un circuit d'activation (30) d'injecteur. Lorsque la température du circuit d'activation (30) d'injecteur est relativement basse, le dispositif accroît le nombre d'étapes d'injection afin de réduire le degré de combustion dans le moteur (10), en réduisant de ce fait le bruit de combustion du moteur (10).

Description

1 DISPOSITIF DE COMMANDE D'INJECTION DE CARBURANT POUR LIMITER LE BRUIT DE

COMBUSTION D'UN MOTEUR

La présente invention concerne, d'une façon générale, un dispositif de commande d'injection de carburant, tel qu'un système à rampe commune pour moteurs diesel d'automobiles, qui est conçu pour injecter du carburant dans un cylindre d'un moteur à combustion interne par une séquence d'injections multiples au cours de chaque cycle de fonctionnement du moteur et, plus particulièrement, à un tel dispositif conçu pour accroître le nombre d'étapes d'injection pour limiter le plus 1 o possible le bruit de combustion du moteur.

Les moteurs diesel classiques pour véhicules automobiles doivent non seulement respecter des réglementations plus strictes concernant les émissions de gaz d'échappement, mais encore réduire le bruit du moteur résultant de la combustion, ce 15 bruit étant généralement supérieur à celui des moteurs à essence. Il est proposé de réduire le bruit grâce à une stratégie d'injections multiples au cours de laquelle une séquence d'injections multiples est exécutée au cours de chaque cycle de fonctionnement du moteur (à savoir un cycle à quatre temps) comprenant l'admission (ou induction), la compression, la combustion et l'échappement. En particulier, plus 20 il y a d'étapes d'injection, plus la quantité de carburant pulvérisée au cours de chacune des injections est faible, ce qui a pour effet de réduire le degré de combustion dans le but de réduire le bruit de la combustion. Par exemple, la première publication de brevet japonais n 5-195 848 explique une telle technique. Il est donc préférable d'accroître le nombre d'étapes d'injection au cours de chaque cycle de 25 fonctionnement du moteur. Pour réaliser les injections multiples, on emploie d'ordinaire des systèmes d'injection de carburant conçus pour stocker le carburant dans un réservoir d'accumulation ou une rampe commune sous haute pression et pour pulvériser dans le moteur, par l'intermédiaire d'injecteurs, le carburant stocké dans la rampe 30 commune. Un tel type de système d'injection de carburant est équipé d'un circuit d'activation d'injecteur qui sert à activer ou ouvrir chacun des injecteurs conformément à un type d'injection définissant un mode d'injection de carburant. En particulier, le circuit d'activation d'injecteur est équipé d'un condensateur et d'un chargeur électrique. Lorsqu'il faut commencer à injecter du carburant dans le moteur, 35 le circuit d'activation d'injecteur libère de l'énergie électrique, stockée dans le

2 condensateur par le chargeur de condensateur, afin d'ouvrir rapidement chacun des injecteurs pour exécuter le mode d'injection de carburant défini par le type d'injection. Cependant, le circuit d'activation d'injecteur a généralement une température élevée du fait de l'exécution cyclique des injections de carburant. En particulier, lorsque le condensateur se décharge ou se charge, un courant de forte intensité passe dans le circuit d'activation d'injecteur, ce qui crée beaucoup de chaleur et accroît la température du circuit d'activation d'injecteur. Pour éviter une baisse des performances du circuit d'activation d'injecteur du fait d'une élévation de la ~o température de celui-ci, le nombre d'injections à exécuter lors de chaque cycle de fonctionnement du moteur doit être limité.

Par conséquent, un objectif principal de l'invention consiste à éviter les inconvénients de la technique antérieure. 15 L'invention vise également à réaliser un dispositif de commande d'injection de carburant conçu pour accroître le nombre d'injections de carburant dans un moteur au cours de chaque cycle de fonctionnement du moteur d'après la température d'un circuit d'activation d'injecteur afin de réduire le bruit de combustion du moteur. Selon un aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de commande 20 d'injection de carburant pouvant être employé dans des moteurs diesel d'automobiles à rampe commune. Le dispositif de commande d'injection de carburant pour moteur diesel comprend : (a) un réservoir d'accumulation dans lequel du carburant est stocké à une pression régulée ; (b) un injecteur à activation électrique servant à injecter dans un moteur diesel le carburant stocké dans le réservoir l'accumulation ; (c) un circuit 25 d'activation d'injecteur servant à commander l'activation de l'injecteur ; et (d) une unité de commande servant à déterminer un mode d'injection multiple au cours duquel le carburant doit être injecté depuis l'injecteur dans le moteur diesel au cours d'une suite d'injections multiples lors d'un cycle de fonctionnement du moteur diesel et à délivrer un signal d'injection au circuit d'activation d'injecteur pour exécuter le 30 mode à injections multiples au moyen de l'injecteur. L'unité de commande détermine si, le nombre d'injections à exécuter lors d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur diesel peut être accru ou non dans une mesure qui assure la stabilité de fonctionnement du moteur diesel sur la base de la température du circuit d'activation d'injecteur. Lorsqu'il est déterminé que le nombre d'injections peut être accru, l'unité 35 de commande accroît le nombre d'injections à exécuter lors du cycle de fonctionnement suivant du moteur. Il en résulte une baisse de la quantité de carburant à pulvériser lors de chacune des injections sans une hausse indésirable de la température du circuit d'activation d'injecteur, ce qui aboutit à une diminution du bruit de combustion du moteur.

Dans le mode préféré de l'invention, l'unité de commande est conçue pour exécuter une fonction de détermination de température afin de déterminer la température du circuit d'activation d'injecteur. L'unité de commande peut calculer mathématiquement la température du circuit d'activation d'injecteur ou utiliser directement un signal fourni par un capteur de température pour mesurer la to température du circuit d'activation d'injecteur. Lorsqu'il est déterminé que le nombre d'injections peut être accru, l'unité de commande détermine le nombre d'injections à exécuter lors du cycle de fonctionnement suivant du moteur en fonction de la température du circuit d'activation d'injecteur. 15 L'unité de commande contient en mémoire une pluralité de types d'injections multiples qui définissent des modes d'injections multiples différents les uns des autres en ce qui concerne la température du circuit d'activation d'injecteur, et sélectionne l'un des types d'injections multiples qui correspond à la température du circuit d'activation d'injecteur. 20 Lorsque le moteur diesel est au moins dans une plage dans laquelle la vitesse du moteur diesel et la charge exercée sur celui-ci sont faibles, le nombre d'injections à exécuter lors du cycle de fonctionnement suivant du moteur diesel peut être accru. Lorsqu'il est déterminé que le nombre d'injections à exécuter lors du cycle 25 de fonctionnement suivant du moteur diesel ne peut pas être accru, l'unité de commande peut réduire le nombre d'injections à exécuter lors du cycle de fonctionnement suivant du moteur diesel. Après l'exécution du mode à injections multiples, l'unité de commande peut déterminer si le moteur diesel est en régime de fonctionnement instable ou non. 30 Lorsqu'il est déterminé que le moteur diesel est en régime de fonctionnement instable, l'unité de commande peut réduire le nombre d'injections à exécuter lors du cycle de fonctionnement suivant ou empêcher l'augmentation du nombre d'injections à exécuter lors du cycle suivant. Le circuit d'activation d'injecteur comprend un circuit d'alimentation en 35 courant d'ouverture de soupape équipé d'un condensateur et un circuit d'alimentation

4 en courant de maintien de position de soupape. Lorsqu'il est nécessaire d'ouvrir l'injecteur, le circuit d'alimentation en courant d'ouverture de soupape sert à libérer de l'énergie électrique du condensateur pour fournir à l'injecteur un courant d'ouverture de soupape. Le circuit d'alimentation en courant de maintien de position de soupape sert à fournir un courant de maintien de position de soupape après la fourniture du courant d'ouverture de soupape afin de maintenir l'injecteur dans une position de soupape voulue. L'unité de commande réduit la tension de charge pour charger le condensateur du circuit d'alimentation en courant d'ouverture de soupape dans des limites qui assurent la stabilité de fonctionnement du moteur diesel. Il en t o résulte une diminution de la quantité de chaleur résultant de la charge et de la décharge du condensateur, ce qui permet d'accroître encore le nombre d'injections, ce qui aboutit à une nouvelle réduction du bruit de combustion du moteur. L'unité de commande peut échantillonner un paramètre thermique donné, qui est fonction d'un bilan thermique dans le circuit d'activation d'injecteur et utiliser 15 le paramètre thermique pour déterminer la température du circuit d'activation d'injecteur.

L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins 20 annexés sur lesquels : la Fig. 1 est un schéma de principe qui représente un dispositif de commande d'injection de carburant qui représente un dispositif de commande d'injection de carburant à réaliser sous la forme d'un système d'injection à rampe commune selon l'invention ; 25 la Fig. 2 est une vue qui représente des types d'injection dont chacun est défini dans l'une parmi plusieurs plages de fonctionnement d'un moteur, spécifiées par la vitesse d'un moteur et la quantité de carburant injectée ; la Fig. 3(a) illustre un type d'injection avant l'accroissement du nombre d'injections ; 30 la Fig. 3(b) illustre un type d'injection après un accroissement du nombre d'injections ; la Fig. 4 est un organigramme d'un programme de commande d'injection de carburant à exécuter dans le dispositif de commande d'injection de carburant de la Fig. 1 pour modifier le nombre d'injections au cours d'un cycle de fonctionnement 35 d'un moteur ; la Fig. 5 est une vue qui représente une mesure ou plage admissible Z d'accroissement d'injections dans laquelle la vitesse d'un moteur et la quantité de carburant à injecter dans le moteur sont toutes deux réduites et qui permet une augmentation du nombre d'étapes d'injection au cours de chaque cycle de fonctionnement du moteur ; la Fig. 6 est un organigramme d'un programme de détermination de température de circuit servant à déterminer la température d'un circuit d'activation d'injecteur du dispositif de commande d'injection de carburant selon la Fig. 1 ; et la Fig. 7 est un organigramme d'un programme d'optimisation de tension de 1 o charge afin d'optimiser la tension de charge pour charger un condensateur installé dans un circuit d'activation d'injecteur d'un dispositif de commande d'injection de carburant selon une deuxième forme de réalisation de l'invention.

Considérant les dessins, sur lesquels les mêmes repères désignent des pièces 15 identiques sur plusieurs vues, en particulier la Fig. 1, il y est représenté un dispositif de commande d'injection de carburant réalisé sous la forme d'un système d'injection à rampe commune selon la première forme de réalisation de l'invention, qui est conçu pour un moteur diesel multicylindre destiné à être monté dans des véhicules automobiles. 20 Le système d'injection à rampe commune comprend des injecteurs 11 de carburant à électrovannes, un pour chaque cylindre d'un moteur diesel 10 à quatre cylindres, une rampe commune 12, une pompe haute pression 13, une soupape de commande d'aspiration 14, une pompe d'alimentation 15, un détecteur 17 de pression de carburant et une unité de commande électronique (ECU) 20. Les injecteurs 11 de 25 carburant sont reliés chacun à la rampe commune 12. La pompe 13 à carburant haute pression est raccordée à la rampe commune 12 et est équipée de la soupape 14 de commande d'aspiration. La soupape de commande d'aspiration 14 est reliée à un réservoir 16 de carburant par l'intermédiaire de la pompe d'alimentation 15. La pompe d'alimentation 15 sert à faire sortir, par pompage, du carburant du réservoir 16 30 de carburant et à le fournir à la soupape 14 de commande d'aspiration. La soupape 14 de commande d'aspiration sert à commander la quantité de carburant à envoyer par aspiration dans la pompe 13 à carburant haute pression. La pompe 13 à carburant haute pression sert à mettre sous pression le carburant aspiré et à l'envoyer à la rampe commune 12 dans laquelle le carburant est stocké à un haut niveau de pression 35 régulé. Le capteur 17 de pression de carburant est installé dans la rampe commune 12 pour mesurer la pression du carburant dans la rampe commune 12 et délivrer à l'ECU 20 un signal indiquant celle-ci. L'ECU 20 est constituée d'un micro-ordinateur classique équipé d'une unité centrale, d'une mémoire morte, d'une mémoire vive, etc. L'ECU 20 surveille en permanence, comme paramètres indiquant le régime de fonctionnement du moteur 10, des signaux de détecteurs indiquant la vitesse du moteur 10, un effort d'un conducteur ou une position d'une pédale d'accélérateur, la vitesse du véhicule et la température de l'air ambiant ainsi que le signal fourni par le capteur 17 de pression de carburant. L'ECU 20 sert à exécuter des programmes de commande, stockés dans la mémoire morte, pour calculer des variables régulées à l'aide des conditions de fonctionnement surveillées du moteur 10 pour commander l'injection de carburant. L'ECU 20 est également équipée d'un circuit d'activation 30 d'injecteur qui réagit à un signal d'injection de carburant produit par l'ECU 20, pour activer chacun des injecteurs 11 de carburant. Le circuit d'activation 30 d'injecteur comprend un circuit d'alimentation 31 en courant d'ouverture de soupape et un circuit d'alimentation 32 en courant de maintien de position de soupape. Le circuit d'alimentation 31 en courant d'ouverture de soupape est conçu pour délivrer un courant d'ouverture de soupape de plus forte intensité (c'est-à-dire un courant de crête) nécessaire pour ouvrir rapidement chacun des injecteurs de carburant 11 à un stade initial de fonctionnement des injecteurs 11 de carburant. Le circuit d'alimentation 32 en courant de maintien de position de soupape est conçu pour fournir un courant de maintien de position constante pour maintenir chacun des injecteurs 11 de carburant dans une position de soupape voulue à la suite de la phase initiale de fonctionnement des injecteurs 11 de carburant. Le circuit d'alimentation 31 en courant d'ouverture de soupape comprend un condensateur 75 et un chargeur (non représenté) de condensateur. Le condensateur 75 sert à stocker de l'électricité et à la décharger pour fournir le courant d'ouverture de soupape à un injecteur choisi parmi les injecteurs 11 de carburant lorsqu'il est nécessaire d'ouvrir celui-ci des injecteurs 11 de carburant. Le chargeur de condensateur sert à charger le condensateur 75 jusqu'à un niveau de tension préalablement choisi (par exemple, 80 V). Au début de la commande d'injection de carburant, l'ECU 20 calcule la quantité de carburant à injecter dans le moteur 10 et sélectionne l'un des types d'injection qui prévoit des combinaisons du nombre d'injections par cycle de fonctionnement du moteur 10 (à savoir un moteur à quatre temps) comprenant une admission (ou induction), une compression, une combustion et un échappement, le

7 calage de l'injection et le débit d'injection de carburant. La Fig. 2 illustre ces types d'injection dont chacun est défini dans l'une des plages de fonctionnement A, B, C, D, et E, du moteur, spécifiées par la vitesse du moteur 10 et la quantité à injecter. En particulier, lorsque la vitesse du moteur 10 est élevée, l'ECU 20 sélectionne la plage A de fonctionnement du moteur et ouvre chacun des injecteurs 11 de carburant une seule fois au cours de chaque cycle de fonctionnement du moteur 10. Lorsque la vitesse du moteur 10 est basse ou moyenne, l'ECU 20 sélectionne l'une des plages B, C, D et E de fonctionnement du moteur et ouvre chacun des injecteurs 11 de carburant deux à cinq fois au cours de chaque cycle de fonctionnement du moteur 10 en fonction de la quantité requise de carburant à injecter dans le moteur 10. Ces injections multiples de carburant dans le moteur 10 au cours de chaque cycle de fonctionnement du moteur ont pour effet une amélioration de la quantité d'émissions de gaz d'échappement par le moteur 10 ou une réduction du bruit de combustion du moteur 10.

Généralement, plus le nombre d'étapes d'injection est grand au cours de chaque cycle de fonctionnement d'un moteur, plus la quantité de carburant pulvérisée lors d'une seule ou de certaines des étapes d'injection peut être réduite, ce qui aboutit donc à une diminution du bruit de combustion du moteur 10. Du point de vue de cette réduction du bruit, il est par conséquent souhaitable que le nombre d'étapes d'injection par cycle de fonctionnement du moteur soit accru le plus possible. Cependant, le nombre d'étapes d'injection est généralement déterminé de façon à être inférieur à une valeur donnée. En effet, lorsque le circuit d'alimentation 31 en courant d'ouverture de soupape décharge le condensateur 75, il provoque une libération du courant à forte intensité en produisant beaucoup de chaleur. En particulier, la quantité de chaleur dissipée par le circuit d'alimentation 31 en courant d'ouverture de soupape augmente à mesure que s'accroît le nombre d'étapes d'injection, ce qui provoque donc une hausse de la température du circuit d'activation 30 d'injecteur, pouvant aboutir à une erreur dans la commande des injecteurs 11 de carburant. Ainsi, le nombre d'étapes d'injection lors de chaque cycle de fonctionnement du moteur 10 doit être choisi de manière à être inférieur ou égal à la valeur qui assure la stabilité de fonctionnement des injecteurs 11 de carburant dans lets plus mauvaises conditions. Cependant, lorsque la température du circuit d'activation 30 d'injecteur est basse au cours d'une utilisation habituelle, il est possible d'accroître le nombre d'étapes d'injection au-delà de la valeur limite supérieure ci-dessus. Ainsi, l'ECU 20 est conçue pour surveiller ou déterminer la température du circuit d'activation 30 d'injecteur et pour accroître le nombre d'étapes d'injection lors d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur 10 si la température surveillée est inférieure à une valeur donnée. Pour déterminer la température du circuit d'activation 30 d'injecteur, l'ECU 20 surveille un bilan thermique dans le circuit d'activation 30 d'injecteur. En particulier, on peut constater un changement de température du circuit d'activation 30 d'injecteur en fonction d'une différence entre la quantité de chaleur produite dans le circuit d'activation 30 d'injecteur et la quantité de chaleur dissipée par le circuit d'activation 30 d'injecteur (c'est-à-dire le bilan thermique). L'ECU 20 surveille ce bilan thermique pour déterminer la température du circuit d'activation 30 d'injecteur. En particulier, l'ECU 20 commence par déterminer la quantité de chaleur résultant de la charge du condensateur 75 du circuit d'alimentation 31 en courant d'ouverture de soupape d'après la vitesse du moteur 10, le nombre d'étapes d'injection exécutées et la tension de charge pour le condensateur 75 du circuit d'alimentation 31 en courant d'ouverture de soupape et la quantité de chaleur résultant de la fourniture du courant d'ouverture de soupape et du courant de maintien de position aux injecteur 11 de carburant d'après la quantité de carburant injectée dans le moteur 10 (ou la durée de l'injection) et définit la somme de ceux-ci comme étant la quantité de chaleur générée dans le circuit d'activation 30 d'injecteur. L'ECU 20 détermine également la quantité de chaleur transmise à un support du circuit d'activation 30 d'injecteur et la quantité de chaleur émise dans l'atmosphère d'après la vitesse du véhicule et la température ambiante et définit la somme de ceux-ci comme étant la quantité de chaleur dissipée par le circuit d'activation 30 d'injecteur. L'ECU 20 calcule une différence entre les quantités de chaleur produites dans et dissipées par le circuit d'activation 30 d'injecteur par unité de temps comme étant le bilan thermique et additionne celle-ci avec une valeur initiale qui est fonction d'une valeur initiale de la température du circuit d'activation 30 d'injecteur pour déterminer la température du circuit d'activation 30 d'injecteur lors d'un cycle. La valeur initiale de la température du circuit d'activation 30 d'injecteur est par exemple établie à la température de l'air extérieur au moment du démarrage du moteur 10 (c'est-à-dire de l'activation d'un commutateur d'allumage pour le moteur 10). En référence aux figures 3(a) et 3(b), on va maintenant décrire la manière d'accroître le nombre d'étapes d'injection lors d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur 10. La Fig. 3(a) illustre un type d'injection Po dans la plage D de fonctionnement du moteur, illustrée sur la Fig. 2. La Fig. 3(b) illustre un type d'injection PI dans lequel une étape d'injection est ajoutée au type d'injection Po. En particulier, le type d'injection Po comporte cinq étapes d'injection : une première et une seconde pré-injections Prei et Pre2, une injection principale Main, une après-injection After et une post-injection Post, tandis que le type d'injection PI comporte six étapes d'injection, la seconde pré-injection Pre2 étant composée d'une première sous-pré-injection Pre2_1 et d'une seconde sous-pré-injection Pre1_2. La somme des quantités de carburant à injecter lors des étapes de la première et de la seconde souspré-injections Pre2_1 et Pre2_2 peut être égale à la quantité de carburant à injecter lors d'une étape de la seconde pré-injection Pre2. De la sorte, l'ECU 20 sert à accroître le nombre d'étapes d'injection au cours d'un seul cycle de fonctionnement du moteur 10 sans modifier la quantité totale de carburant à injecter dans le but de réduire le bruit de combustion du moteur 10. Dans le type d'injection Po, comme illustré sur la Fig. 3(a), la post-injection Post sert à régénérer un dispositif de régulation d'émissions d'échappement, et non à contribuer à la production du couple moteur. Par conséquent, l'augmentation du nombre d'étapes d'injection s'obtient en divisant en une pluralité de sous-injections l'une quelconque des première pré-injection Prej, seconde pré-injection Pre2, injection principale Main et après injection After. Puisqu'il est généralement difficile de recalculer un rapport entre les quantités de carburant à injecter lors d'une suite des injections au cours de chaque cycle de fonctionnement du moteur 10 et des calages d'injection de ceux-ci, l'ECU 20 est conçue pour mémoriser des modes d'injection qui sont prédéfinis sur la base d'un incrément du nombre d'étapes d'injection et sélectionne l'un d'eux selon le besoin. La Fig. 4 est un organigramme d'une suite d'étapes logiques ou d'un programme à exécuter par l'ECU 20 suivant une périodicité de positions données du vilebrequin (c'est-à-dire à la demande d'exécution de l'injection de carburant) pour accroître le nombre d'étapes d'injection lorsque la température du circuit d'activation 30 d'injecteur est basse. Après le lancement du programme, la routine passe à l'étape 101 au cours de laquelle la vitesse du moteur 10 et la position de la pédale d'accélérateur sont échantillonnées. La routine passe à l'étape 102 au cours de laquelle la quantité de carburant à injecter dans le moteur 10 (c'est-à-dire une quantité visée à injecter) est déterminée en fonction de la position de la pédale d'accélérateur, échantillonnée lors de l'étape 101. La routine passe à l'étape 103 au cours de laquelle un des types d'injection, figurant sur une liste incluse dans une mappe de types d'injection comme celle de la Fig. 2, est sélectionné d'après la vitesse du moteur 10 et la quantité visée à injecter, déterminée lors de l'étape 102. La routine passe à l'étape 104 au cours de laquelle il est déterminé si, oui ou non, le régime de fonctionnement instantané du moteur 10, défini par la vitesse du moteur 10 et la quantité visée à injecter, se situe dans une plage admissible Z d'accroissement de l'injection. La plage admissible Z d'accroissement de l'injection est, comme illustré sur la Fig. 5, une plage dans laquelle la vitesse du moteur 10 et la quantité de carburant à injecter dans le moteur 10 sont réduites, ce qui permet une augmentation du nombre d'étapes d'injection lors d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur 10. Sur la Fig. 5, un trait continu s'étendant à l'extérieur de la plage admissible Z d'augmentation d'injection indique une plage régulière de fonctionnement du moteur similaire à celle de la Fig. 2. Si une réponse OUI est obtenue lors de l'étape 104, signifiant que l'état de fonctionnement instantané du moteur 10 se situe dans la plage admissible Z d'accroissement de l'injection, la routine passe alors à l'étape 105. Selon une autre possibilité, si une réponse NON est obtenue, la routine passe alors directement à l'étape 111. Lors de l'étape 105, la température du circuit d'activation 30 d'injecteur est déterminée. Cette détermination est faite dans un sous-programme, qui sera décrit plus loin en référence à la Fig. 6. La routine passe à l'étape 106 au cours de laquelle il est déterminé si, oui ou non, la température du circuit d'activation 30 d'injecteur, déterminée lors de l'étape 105, est inférieure à une limite supérieure admissible d'accroissement de l'injection. Si une réponse OUI est obtenue, signifiant que la température du circuit d'activation 30 d'injecteur est inférieure à la limite supérieure admissible d'accroissement de l'injection, la routine passe alors à l'étape 107. Selon une autre possibilité, si une réponse NON est obtenue, la routine passe alors à l'étape 109. Lors de l'étape 107, il est déterminé si, oui ou non, la vitesse du moteur 10 a subi un changement indésirable du fait de l'exécution de la toute dernière suite d'injections multiples. En particulier, un programme (non illustré) de détermination de changement de vitesse du moteur est exécuté pour déterminer si une différence de vitesse du moteur 10 entre la période précédant et la période suivant l'exécution de la toute dernière suite d'injections multiples est supérieure ou non à une valeur donnée. L'étape 107 échantillonne le résultat de cette détermination et détermine si, oui ou non, la vitesse du moteur a changé dans une mesure non souhaitable en raison de l'exécution de la toute dernière suite des injections multiples. Une forte augmentation 2899939 >> du nombre d'étapes d'injection peut provoquer un échec de l'actionnement de chacun des injecteurs 11 suivant un type d'injection choisi parmi la liste de types, ce qui conduit donc à une variation non souhaitable de la valeur instantanée de la vitesse du moteur 10 parmi les cylindres du moteur 10. Afin d'éviter une telle variation 5 indésirable de la vitesse du moteur, l'ECU 20 détermine si, oui ou non, le nombre d'étapes d'injection doit être accru. Si une réponse OUI est obtenue lors de l'étape 107, signifiant que la vitesse du moteur n'a pas changé de façon indésirable, la routine passe alors à l'étape 108 au cours de laquelle une valeur d'un compteur d'injections, indiquant le nombre d'étapes d'injection à exécuter, est incrémentée 10 d'une unité (1). Selon une autre possibilité, si une réponse NON est obtenue lors de l'étape 106 ou 107, la routine passe alors à l'étape 109 au cours de laquelle la valeur du compteur d'injections est décrémentée d'une unité (1). On notera qu'une valeur minimale de la valeur du compteur d'injections est établie à zéro (0). Après l'étape 108 ou 109, la routine passe à l'étape 110 au cours de laquelle 15 est choisi un des typesd'injection, figurant sur la liste d'une mappe de types d'injection qui correspond au nombre d'étapes d'injection, accru ou réduit lors de l'étape 108 ou 109. La routine passe à l'étape 111 au cours de laquelle l'ECU 20 délivre successivement un signal d'injection au circuit d'activation 30 d'injecteur 20 conformément au type d'injection, sélectionné lors de l'étape 110. La routine prend alors fin. La Fig. 6 représente le programme de détermination de température de circuit qui est à exécuter à intervalle donné dans l'ECU 20 pour déterminer la température du circuit d'activation 30 d'injecteur. 25 Pour commencer, lors de l'étape 201, des paramètres de chaleur nécessaires pour déterminer le bilan thermique dans le circuit d'activation 30 d'injecteur sont échantillonnés. En particulier, le nombre d'étapes d'injection, la quantité injectée (ou la durée de l'injection), la tension de charge, la vitesse du moteur 10, la vitesse du véhicule et la température de l'air extérieur sont, comme décrit plus haut, 30 échantillonnés. La routine passe à l'étape 202 au cours de laquelle la quantité de chaleur produite dans le circuit d'activation 30 d'injecteur est calculée d'après le nombre d'étapes d'injection exécutées, la quantité injectée (ou la durée de l'injection), la tension de charge et la vitesse du moteur 10, et la quantité de chaleur dissipée par le 35 circuit d'activation 30 d'injecteur est calculée d'après la vitesse du véhicule et la température de l'air extérieur. Les quantités de chaleur produites dans et dissipées par le circuit d'activation 30 d'injecteur sont additionnées pour obtenir le bilan thermique. La routine passe à l'étape 203 au cours de laquelle la valeur du bilan thermique est cumulée sur un cycle pour déterminer la température du circuit d'activation 30 d'injecteur. L'ECU 20 enregistre celle-ci dans une mémoire. Ainsi qu'il ressort de la présentation ci-dessus, le système d'injection à rampe commune selon la présente forme de réalisation est conçu pour accroître le nombre d'étapes d'injection à exécuter lors d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur 10 lorsque la température du circuit d'activation 30 d'injecteur est inférieure à la limite supérieure, ce qui assure la stabilité du fonctionnement des injecteurs 11 de carburant dans les plus mauvaises conditions, aboutissant donc à une réduction du bruit de combustion du moteur 10. Lorsque la vitesse du moteur 10 a subi un changement non souhaitable ou que la température du circuit d'activation 30 d'injecteur a dépassé la limite supérieure, l'ECU 20 réduit le nombre d'étapes d'injection. Autrement dit, lorsqu'il est déterminé que l'augmentation du nombre d'étapes d'injection fait courir un risque d'incapacité à pulvériser correctement le carburant, l'ECU 20 réduit le nombre d'étapes d'injection à exécuter lors d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur 10 afin d'assurer la stabilité du fonctionnement du moteur 10.

Lorsqu'il est nécessaire d'accroître le nombre d'étapes d'injection, l'ECU 20 sélectionne l'un des types d'injection, défini d'après le nombre d'étapes d'injection à exécuter, ce qui supprime donc la nécessité de recalculer un rapport entre les quantités de carburant à injecter au cours d'une suite des injections lors d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur 10 et les calages d'injection de celles-ci.

La température du circuit d'activation 30 d'injecteur est, comme décrit plus haut, déterminée à l'aide du bilan thermique entre la quantité de chaleur produite dans le circuit d'activation 30 d'injecteur et la quantité de chaleur dissipée par le circuit d'activation 30 d'injecteur, ce qui supprime donc la nécessité d'un capteur de température, contribuant ainsi à réduire le coût de fabrication du système d'injection à rampe commune. Le bruit de combustion du moteur 10 est généralement trop fort lorsque le moteur 10 fonctionne en régime de petite vitesse et de faible charge. Ainsi, l'ECU 20 est conçue pour accroître le nombre d'étapes d'injection à exécuter lors d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur 10 lorsque l'état die fonctionnement du moteur se situe dans la plage admissible Z d'accroissement d'injections dans laquelle la vitesse du moteur 10 ainsi que la quantité de carburant à injecter dans le moteur 10 sont plus faibles, ce qui a donc pour effet une efficace réduction du bruit de combustion du moteur 10. Lorsque l'état de fonctionnement du moteur 10 est dans une autre plage où le bruit de combustion n'est pas vraiment trop fort, l'ECU 20 maintient inchangé le nombre d'étapes d'injection, régulant de ce fait la production de chaleur dans le circuit d'activation 30 d'injecteur pour assurer sa protection thermique. On va maintenant décrire le système d'injection à rampe commune selon la deuxième forme de réalisation de l'invention, qui est conçu pour assurer une tension de charge optimale pour le circuit d'alimentation 31 en courant d'ouverture de soupape du circuit d'activation 30 d'injecteur afin de réduire la quantité de chaleur produite dans le circuit d'activation 30 d'injecteur dans le but d'obtenir un nombre maximal d'étapes d'injection lors d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur 10. La tension de charge pour le condensateur 75 du circuit d'alimentation 31 en courant d'ouverture de soupape est choisie de manière à être suffisamment élevée pour assurer la stabilité lors de l'ouverture de chacun des injecteurs 11 de carburant même dans le cas où une variation de caractéristiques parmi les solénoïdes des injecteurs 1 l de carburant, la résistance de faisceaux de câbles menant aux injecteurs 11 de carburant et la température de l'air extérieur donne les conditions les plus mauvaises. L'ECU 20 est conçu pour réduire la tension de charge dans des limites assurant la stabilité du régime du moteur 10 afin de limiter le plus possible la quantité de chaleur produite dans le circuit d'activation 30 d'injecteur. La Fig. 7 est un organigramme d'un programme d'optimisation de tension de charge destiné à être exécuté par l'ECU 20 à intervalle d'un angle donné du vilebrequin (par exemple au moment de la demande d'exécution de l'injection de carburant). Après le lancement du programme, la routine passe à l'étape 301 au cours de laquelle des conditions d'optimisation de tension de charge sont remplies ou non. En particulier, il est déterminé si, oui ou non, le nombre d'événements d'injection a été accru. Si tel est le cas, une réponse OUI est obtenue. La routine passe alors à l'étape 302. Si une réponse NON est obtenue, la routine prend alors fin. Lors de l'étape 302, il est déterminé si, oui ou non, l'optimisation de la charge n'a pas encore été terminée. Cette détermination est faite à l'aide d'un indicateur F d'achèvement d'optimisation qui est mis à zéro (0) lorsque l'optimisation de la charge n'a pas encore été achevée et à un (1) lorsqu'elle a été achevée.

L'indicateur F d'achèvement d'optimisation est mis à zéro (0) au moment de la mise en marche de l'ECU 20 et elle est également mise à zéro (0) à chaque passage d'une des plages B, C, D et E de fonctionnement du moteur à une autre. Si une réponse OUI est obtenue, signifiant que l'optimisation de la charge n'a pas encore été achevée, la routine passe alors à l'étape 303.

Lors de l'étape 303, il est déterminé, comme lors de l'étape 107 de la Fig. 4, si, oui ou non, la vitesse du moteur 10 n'a pas subi un changement non souhaitable résultant de l'exécution de la toute dernière suite d'injections multiples. Lorsque la tension de charge chute fortement, il peut en résulter un échec d'actionnement de chacun des injecteurs 11 suivant l'un, choisi, des types d'injection, ce qui mène donc Io à une variation non souhaitable de la valeur instantanée de la vitesse du moteur 10 parmi les cylindres du moteur 10. Afin d'éviter une telle variation non souhaitable de vitesse du moteur, l'ECU 20 détermine si, oui ou non, la tension de charge doit être réduite ou accrue d'après un changement de vitesse du moteur 10. En particulier, si la vitesse du moteur 10 n'a pas changé de façon non souhaitable, la routine passe à 15 l'étape 304 au cours de laquelle la tension de charge diminue suivant une relation Vc = Vc û Vss, Vc étant la valeur instantanée de la tension de charge et Vss étant une ampleur du changement nécessaire de la tension de charge. La routine prend alors fin. Selon une autre possibilité, si, lors de l'étape 303, il est déterminé que la vitesse du moteur 10 a changé de manière non souhaitable, la routine passe à l'étape 305 au 20 cours de laquelle la tension de charge est accrue ou rétablie suivant une relation Vc = Vc + Vss. La routine passe à l'étape 306 au cours de laquelle l'indicateur F d'achèvement d'optimisation est mis à un (1), puis prend fin. Le programme de commande d'injection de carburant, tel qu'il est illustré sur la Fig. 4, peut être modifié de la manière décrite ci-dessous. 25 Après que, lors de l'étape 106, il a été déterminé que la température du circuit d'activation 30 d'injecteur est inférieure à la limite supérieure admissible d'accroissement de l'injection, il est déterminé si, oui ou non, l'optimisation de la tension de charge a été achevée, à l'aide de l'indicateur F d'achèvement d'optimisation. S'il est déterminé que la tension de charge a été optimisée, la routine 30 passe à l'étape 107 au cours de laquelle il est déterminé si, oui ou non, la vitesse du moteur 10 n'a pas subi de changement indésirable. La routine passe alors à l'étape 108 ou 109 au cours de laquelle le nombre d'étapes d'injection à exécuter lors d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur 10 est accru ou réduit. S'il est déterminé que la tension de charge n'a pas encore été optimisée, la routine passe directement à 35 l'étape 111 sans modifier le nombre d'événements d'injection. L'étape 107 sert à

15 déterminer si le fait que la vitesse du moteur 10 a subi le changement indésirable est provoqué par un accroissement non voulu du nombre d'étapes d'injection ou non. L'étape 303 de la figure 7 sert à déterminer si, oui ou non, le fait que la vitesse du moteur 10 a subi le changement indésirable est provoqué par une chute non voulue de la tension de charge. Ainsi qu'il ressort de la présentation ci-dessus, l'ECU 20 selon la deuxième forme de réalisation sert à réduire la tension de charge dans les limites qui assurent la stabilité du régime du moteur 10 pour limiter le plus possible la quantité de chaleur produite dans le circuit d'activation 30 d'injecteur en permettant de la sorte une augmentation du nombre d'étapes d'injection pour réduire le bruit de combustion du moteur 10. Chaque fois que les états de fonctionnement du moteur ont été modifiés, c'est-à-dire qu'une des plages de fonctionnement B, C, D et E du moteur passe à une autre, l'ECU 20 optimise la tension de charge. La valeur optimale de la tension de charge dépend du nombre d'étapes d'injection, c'est-à-dire du nombre de fois où le condensateur 75 du circuit d'alimentation 31 en courant d'ouverture de soupape doit être chargé. Le fonctionnement de l'ECU 20 selon la présente forme de réalisation est utile pour réduire la quantité de chaleur produite dans le circuit d'activation 30 d'injecteur.

Le programme de commande d'injection de carburant, illustré sur la Fig. 4, peut également être modifié de la manière décrite ci-après. Lorsque, lors de l'étape 106, il est déterminé que la température du circuit d'activation 30 d'injecteur est inférieure à la limite supérieure admissible d'accroissement de l'injection, le compteur d'injections est incrémenté d'une unité (1) lors de l'étape 108 mais, cependant, peut être incrémenté de deux ou plus en fonction de la valeur de la température du circuit d'activation 30 d'injecteur car plus la température est basse, plus le nombre d'étapes d'injection pouvant être accru est grand. Lorsque la température du circuit d'activation 30 d'injecteur n'est pas inférieure à la limite supérieure admissible d'accroissement d'injection ou que la vitesse du moteur 10 a subi le changement indésirable, l'ECU 20 peut se voir interdire le fait de changer le nombre d'étapes d'injection sans réaliser l'étape 7 ou 8 ou décrémenter la valeur du compteur d'injections par deux ou plus de deux lors de l'étape 109. Lorsqu'il est nécessaire d'accroître le nombre d'étapes d'injection, l'ECU 20 35 sélectionne l'un, correspondant, des types d'injection, mais peut être conçue pour recalculer le rapport entre les quantités de carburant à injecter lors d'une suite d'injections au cours de chaque exécution du programme de la Fig. 4. Lors de l'étape 106 du programme de la Fig. 4, il est déterminé si, oui ou non, la température du circuit d'activation 30 d'injecteur, déterminée lors du programme de la Fig. 6, est inférieure à la limite supérieure admissible croissante d'injection pour changer le nombre d'étapes d'injection, mais l'ECU 20 peut être conçue pour modifier l'incrément suivant lequel le nombre d'étapes d'injection doit être accru d'après le bilan thermique, déterminé à l'aide des paramètres thermiques décrits plus haut. Par exemple, quand la quantité de chaleur produite dans le circuit d'activation 30 d'injecteur est inférieure à celle dissipée depuis celui-ci, cela signifie que la température du circuit d'activation 30 d'injecteur est alors en train de décroître et permet une augmentation du nombre d'étapes d'injection. Dans le programme de la Fig. 7, l'ECU 20 détermine si, oui ou non, le moteur 10 est dans la plage qui assure la stabilité des conditions de fonctionnement d'après la détermination de ce que, oui ou non, la vitesse du moteur 10 a subi le changement indésirable par suite de l'exécution de la toute dernière suite d'injections multiples, mais cependant peut être conçue pour contrôler un signal délivré par un capteur de pression de combustion installé dans un cylindre du moteur 10 afin d'obtenir le taux de dégagement de chaleur et de l'utiliser pour déterminer si, oui ou non, le fonctionnement du moteur 10 est stable afin de déterminer si, oui ou non, les injecteurs 11 ont correctement pulvérisé le carburant. Cela assure également la précision de l'accroissement ou de la diminution du nombre d'étapes d'injection à exécuter lors d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur 10. Lorsque la valeur du compteur d'injections est décrémentée au cours de l'étape 109 de la Fig. 4, si bien que le nombre d'étapes d'injection à exécuter lors d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur 10 devient inférieur à zéro (0), l'ECU 20 peut déterminer que le moteur 10 ne fonctionne pas correctement. En effet, le fait que le nombre d'étapes d'injection devient inférieur à zéro (0) signifie que chacun des injecteurs 11 de carburant ne s'ouvrira pas, de telle sorte qu'aucune injection de carburant dans le moteur 10 ne sera réalisée selon l'un quelconque des types d'injections. Lorsqu'une telle condition se rencontre, l'ECU 20 peut informer le conducteur du véhicule du fait que le moteur 10 fonctionne mal et lancer une commande d'injection de carburant exempte de problème. L'ECU 20 selon la deuxième forme de réalisation sert à mettre à zéro (0) l'indicateur F d'achèvement d'optimisation afin d'optimiser la tension de charge

17 chaque fois qu'une des plages de fonctionnement B, C, D et E du moteur est remplacée par une autre, mais peut être conçue pour optimiser la tension de charge une seule fois au moment du démarrage du moteur 10 ou au cours d'un cycle donné. Le système d'injection de carburant à rampe commune de chacune des formes de réalisation ci-dessus peut être équipé d'un capteur de température installé sur ou à proximité du circuit d'activation 30 d'injecteur afin de mesurer directement la température de celui-ci. L'ECU 20 peut utiliser un signal fourni par le capteur de température pour déterminer la température du circuit d'activation 30 d'injecteur.

Claims

Revendications

1. Dispositif de commande d'injection de carburant pour moteur diesel, caractérisé en ce qu'il comprend : un réservoir d'accumulation dans lequel du carburant est stocké à une pression régulée ; un injecteur (11) à activation électrique servant à injecter dans un moteur diesel (10) le carburant stocké dans ledit réservoir d'accumulation ; un circuit d'activation (30) d'injecteur servant à commander l'activation dudit injecteur (11) ; et une unité de commande (20) servant à déterminer un mode d'injection multiple dans lequel le carburant est destiné à être injecté depuis ledit injecteur (11) dans le moteur diesel (10) en une suite d'injections multiples au cours d'un cycle de fonctionnement du moteur diesel (10) et à délivrer un signal d'injection audit circuit d'activation (30) d'injecteur pour exécuter le mode à injection multiple au moyen dudit injecteur (11), ladite unité de commande (20) déterminant si un nombre d'injections à exécuter au cours d'un cycle de fonctionnement suivant du moteur diesel (10) peut augmenter ou non dans une mesure qui assure la stabilité de fonctionnement du moteur diesel (10) sur la base d'une température dudit circuit d'activation (30) d'injecteur, et lorsqu'il est déterminé que le nombre d'injections peut être accru, ladite unité de commande (20) accroissant le nombre d'injections à exécuter lors du cycle de fonctionnement suivant du moteur (10).

2. Dispositif de commande d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité de commande (20) est conçue pour exécuter une fonction de détermination de température afin de déterminer la température dudit circuit d'activation (30) d'injecteur.

3. Dispositif de commande d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsqu'il est déterminé que le nombre d'injections peut être accru, ladite unité de commande (20) détermine le nombre d'injections à exécuter au cours du cycle de fonctionnement suivant du moteur (10) en fonction de la température dudit circuit d'activation (30) d'injecteur.

4. Dispositif de commande d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité de commande (20) contient en mémoire une pluralité de types d'injections multiples qui définissent des modes d'injections multiples différents les uns des autres en ce qui concerne la température dudit circuit 18d'activation (30) d'injecteur et sélectionne l'un des types d'injections multiples qui correspond à la température dudit circuit d'activation (30) d'injecteur.

5. Dispositif de commande d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque le moteur diesel (10) est au moins dans une plage dans laquelle la vitesse du moteur diesel (10) et la charge appliquée à celui-ci sont faibles, le nombre d'injections à exécuter lors du cycle de fonctionnement suivant du moteur diesel (10) peut être accru.

6. Dispositif de commande d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsqu'il est déterminé que le nombre d'injections à exécuter lo lors du cycle de fonctionnement suivant du moteur diesel (10) ne peut pas être accru, ladite unité de commande (20) sert à réduire le nombre d'injections à exécuter lors du cycle de fonctionnement suivant du moteur diesel (10).

7. Dispositif de commande d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après l'exécution du mode d'injections multiples, ladite unité 15 de commande (20) détermine si le moteur diesel (10) est en régime instable ou non, et lorsqu'il est déterminé que le moteur diesel (10) est en régime instable, ladite unité de commande (20) réduit le nombre d'injections à exécuter lors du cycle de fonctionnement suivant du moteur diesel (10) ou empêche l'augmentation du nombre d'injections à exécuter lors du cycle suivant. 20

8. Dispositif de commande d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit d'activation (30) d'injecteur comprend un circuit (31) d'alimentation en courant d'ouverture de soupape équipé d'un condensateur (75) et un circuit (32) d'alimentation en courant de maintien de position de soupape, lorsqu'il est nécessaire d'ouvrir ledit injecteur (11), le circuit (31) d'alimentation en 25 courant d'ouverture de soupape servant à libérer de l'énergie électrique du condensateur (75) pour fournir un courant d'ouverture de soupape audit injecteur (11), ledit circuit (32) d'alimentation en courant de maintien de position de soupape servant à fournir un courant de maintien de position de soupape après la fourniture du courant d'ouverture de soupape afin de maintenir ledit injecteur (11) dans une 30 position de soupape donnée, et en ce que ladite unité de commande (20) réduit la tension de charge pour charger le condensateur (75) dudit circuit d'alimentation (31) en courant d'ouverture de soupape dans des limites qui assurent la stabilité de fonctionnement du moteur diesel (10).

9. Dispositif de commande d'injection de carburant selon la revendication 2, 35 caractérisé en ce que ladite unité de commande (20) échantillonne un paramètrethermique donné qui est fonction d'un bilan thermique dans ledit circuit d'activation (30) d'injecteur et se sert du paramètre thermique pour déterminer la température dudit circuit d'activation (30) d'injecteur.