FR2909724A1 - Systeme d'alimentation en carburant pour moteur a combustion interne et procede de commande correspondant - Google Patents

Abstract

L'invention porte sur un système d'alimentation en carburant pour moteur à combustion interne comprenant un système de pompe (5) disposé entre une rampe d'injection (4) et un réservoir de carburant (6), avec au moins un actuateur (9) dont l'ouverture est commandée par un signal de type à modulation d'impulsion, de façon à effectuer des ajustements successifs de l'ouverture dudit actuateur à l'aide d'une grandeur de commande fonction d'une consigne de rapport de cycle (RCO), et une unité de commande électronique (11). Ladite unité de commande électronique comprend en outre des moyens auxiliaires (42) capables d'augmenter l'amplitude des oscillations de ladite grandeur de commande autour d'une valeur moyenne, si la valeur de ladite consigne de rapport de cycle est comprise dans une zone critique donnée.

Description

1 Système d'alimentation en carburant pour moteur à combustion interne et

procédé de commande correspondant. L'invention porte sur le domaine des moteurs à essence ou Diesel, à n cylindres, équipés d'un système d'injection (encore appelé système d'alimentation en carburant), et notamment les systèmes d'injection faisant intervenir au moins un actuateur (ou régulateur) du débit et/ou de la pression du carburant. Plus précisément, l'invention concerne les systèmes d'injection directe essence ou Diesel à haute pression, communément appelés systèmes d'injection à rampe commune ( Common Rail , en langue anglaise). Classiquement, s'il existe un écart entre la pression du rail d'alimentation souhaitée et la pression effectivement mesurée, l'actuateur est commandé de façon à ajuster le débit du carburant traversant la pompe (dans le cadre d'un actuateur de débit), pour que la pression mesurée rejoigne la pression désirée. Pour ce faire, les actuateurs sont généralement commandés à l'aide de signaux de commande de type à modulation d'impulsion (PWM, Pulse Width Modulated , en langue anglaise).

Un signal de commande peut être un courant de commande proportionnel à la force électro-motrice permettant le déplacement de l'actuateur. Cependant, le temps de réaction de l'actuateur par rapport à la commande peut être particulièrement long du fait, par exemple, de microblocage de pièces internes lié au mauvais alignement des pièces internes de l'actuateur, ou encore à l'usure du guidage de ces pièces. On connaît, par le document n DE 4 020 654 un procédé d'amélioration des propriétés, notamment dynamiques, de cette régulation du débit (ou de la pression) du carburant en modifiant le 2909724 2 signal de commande de l'actuateur. Toutefois, ce procédé nécessite d'une part de modifier l'unité de calcul du signal de commande et d'autre part d'ajouter un dispositif mesurant la disposition de l'organe de l'actuateur à régler, ce qui est particulièrement coûteux et 5 encombrant. L'invention vise à apporter une solution à ce problème. Un but de l'invention est donc de proposer un système d'alimentation en carburant, dont le ou les actuateurs intégrés au sein de la pompe sont particulièrement réactifs au signal de commande pour 10 la régulation du débit (ou de la pression) du carburant. A cet effet, un premier aspect de l'invention a pour objet un système d'alimentation en carburant pour moteur à combustion interne, comprenant un système de pompe disposé entre une rampe d'injection et un réservoir de carburant, avec au moins un actuateur dont 15 l'ouverture est commandée par un signal de type à modulation d'impulsion, de façon à effectuer des ajustements successifs de l'ouverture dudit actuateur à l'aide d'une grandeur de commande fonction d'une consigne de rapport de cycle. Cette consigne de rapport de cycle traduit la durée pendant 20 laquelle est appliquée le signal de commande de l'ouverture de l'actuateur. Le système d'alimentation comprend également une unité de commande électronique. Selon une caractéristique générale de ce premier aspect de 25 l'invention, ladite unité de commande électronique comprend en outre des moyens auxiliaires capables d'augmenter l'amplitude des oscillations de ladite grandeur de commande autour d'une valeur moyenne, si la valeur de ladite consigne de rapport de cycle est comprise dans une zone critique donnée.

2909724 3 En d'autres termes, si la consigne de rapport de cycle atteint des valeurs trop importantes ou trop faibles, on augmente l'amplitude de l'oscillation de la grandeur de commande de l'actuateur. Ainsi, l'actuateur n'est plus maintenu dans une position fixe, mais est 5 continuellement en mouvement autour d'une position moyenne, ce qui réduit fortement le temps de réaction de l'actuateur. En effet, les inventeurs ont observé que le temps de réaction était particulièrement long lorsque la grandeur de commande était faiblement oscillante. Ce cas correspond à des valeurs de rapport 10 cyclique d'ouverture particulièrement élevées ou au contraire particulièrement faibles. Plus précisément, comme mentionné ci-avant, la variation (oscillations) nécessaire de la force électro-motrice autour de sa valeur moyenne pour garantir le déplacement de l'actuateur est directement 15 proportionnelle aux variations du courant de commande qui est le courant traversant la bobine de l'actuateur. En effet, la relation entre la force électro-motrice et le courant traversant la bobine de l'actuateur s'écrit : Fem=klpwM, 20 avec Fem : la force électro-motrice, k : un coefficient de proportionnalité, IPwM : le courant traversant la bobine de l'actuateur. Pour que l'actuateur se déplace, les oscillations de la force 25 électro-motrice doivent être supérieures à différentes forces de frottement (frottement sec ou effet Stribeck). Pour ce faire le courant dans la bobine doit avoir des variations d'amplitude (ou des oscillations) suffisamment grandes. Si ce n'est pas le cas la force électro-motrice ne parvient pas à "lutter" contre les 2909724 4 frottements et le temps de réponse de l'actuateur augmente. Cette situation est illustrée sur les figures 9 et 10. Sur ces figures, on constate que pour une consigne de rapport de cycle de 50% (courbes référencées RCO501 et RCO502), l'amplitude du courant de commande 5 (courbes référencées IPWM50l et IPWM502), qui est proportionnel à la force électro-motrice correspondante, est suffisante pour provoquer un déplacement en continu de l'actuateur autour d'une position moyenne. Les forces contraires (forces de frottement) sont donc vaincues en permanence et si la consigne de l'actuateur change, il atteindra 10 rapidement la valeur correspondant à la nouvelle valeur de consigne. Par contre si la consigne de rapport de cycle est supérieure (90% sur la figure 9, courbe référencée RCO90) ou inférieure (10% sur la figure 10, courbe référencée RCO10) à un certain seuil les amplitudes des courants de commande (respectivement référencés 15 IPWM90, et IPwMlO) ne sont plus suffisantes. L'actuateur est donc à l'arrêt car les variations de la force électro-motrice (correspondant au courant de commande) autour de la valeur moyenne ne suffisent plus à vaincre les forces de frottement. Dans cette situation si la consigne de déplacement de 20 l'actuateur change, il devra d'abord vaincre de nouveau les forces de frottement avant d'atteindre cette nouvelle consigne. Le temps de réponse de l'actuateur est donc considérablement augmenté. L'invention permet donc d'éviter que cette situation ne se produise , en provoquant dans certaines conditions l'augmentation de 25 l'amplitude des oscillations du signal de commande de l'actuateur, et par conséquent l'augmentation des oscillation de la force électromotrice correspondante. Selon un mode de réalisation préféré, lesdits moyens auxiliaires sont capables d'augmenter l'amplitude des oscillations de 2909724 5 ladite grandeur de commande en diminuant la fréquence du signal de commande. Dans ce cas, le système peut comprendre en outre des premiers moyens de stockage aptes à mémoriser la valeur d'une limite 5 inférieure de la fréquence du signal de commande, déterminée en fonction des caractéristiques du système d'alimentation en carburant du moteur. Le système peut également comprendre des deuxièmes moyens de stockage aptes à mémoriser la valeur d'une limite supérieure de la 10 fréquence du signal de commande, inférieure à la fréquence propre dudit actuateur. Selon un mode de réalisation, où ledit système de pompe comprend une pompe auxiliaire dite basse pression couplée entre l'actuateur et ledit réservoir de carburant. Lesdits moyens auxiliaires 15 peuvent alors être aptes en outre à ajuster la fréquence du signal de commande de l'actuateur de façon qu'elle soit hors du voisinage d'une valeur entière de la fréquence de refoulement de ladite pompe auxiliaire basse pression. Lorsque ledit système de pompe comprend une pompe 20 auxiliaire dite haute pression couplée entre l'actuateur et la rampe d'injection, lesdits moyens auxiliaires peuvent également être aptes à ajuster la fréquence du signal de commande de l'actuateur de façon qu'elle soit hors du voisinage d'une valeur entière de la fréquence d'aspiration de ladite pompe auxiliaire haute pression.

25 Par ailleurs, lesdits moyens auxiliaires peuvent être également aptes à ajuster la fréquence du signal de commande de l'actuateur de façon qu'elle soit différente de la fréquence propre de l'actuateur par rapport à son environnement (mécanique, hydraulique).

2909724 6 Dans le cas où la pompe est couplée audit réservoir de carburant via une boucle de retour comprenant un limitateur de pression mécanique. Lesdits moyens auxiliaires peuvent alors être aptes en outre à ajuster la fréquence du signal de commande de 5 l'actuateur de façon qu'elle soit différente de la fréquence propre dudit limitateur de pression mécanique par rapport à son environnement (mécanique, hydraulique). Selon un autre mode de réalisation, le système peut comprendre également au moins un capteur de la température du carburant, lesdits 10 moyens auxiliaires étant alors aptes à faire osciller ladite grandeur également si la valeur de la température du carburant est inférieure à une valeur critique prédéterminée. Par exemple, au moins un des actuateurs de la pompe est un actuateur de débit et/ou de pression.

15 Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un procédé de commande d'un système d'alimentation en carburant pour moteur à combustion interne comprenant un système de pompe disposé entre une rampe d'injection et un réservoir de carburant, ledit procédé comprenant une commande de l'ouverture d'au moins un actuateur du 20 système de pompe, à l'aide d'une grandeur de commande de type à modulation d'impulsion, de façon à effectuer des ajustements successifs de l'ouverture dudit actuateur en fonction d'une consigne de rapport de cycle. Selon une caractéristique générale de ce deuxième aspect de 25 l'invention, l'amplitude des oscillations autour d'une valeur moyenne de ladite grandeur de commande est augmentée, si la valeur de ladite consigne de rapport de cycle est comprise dans une zone critique donnée.

2909724 7 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre et d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels : 5 -la figure 1 illustre schématiquement un moteur Diesel à combustion interne ; - la figure 2 illustre schématiquement le piston de l'actuateur du système d'alimentation en carburant associé au moteur représenté sur la figure 1 ; 10 -la figure 3 illustre l'évolution du courant de commande du piston selon le rapport cyclique d'ouverture ; - la figure 4a illustre un exemple de courbe caractéristique simplifiée d'un actuateur de débit pour un régime de pompe donné ; - la figure 4b illustre un exemple de courbe caractéristique 15 inverse simplifiée d'un actuateur de débit pour un régime de pompe donné ; - la figure 5 illustre l'élaboration de la commande du piston de l'actuateur selon l'invention ; - la figure 6 illustre plus précisément le système de pompe 20 inséré au sein du système d'alimentation en carburant du moteur Diesel ; - la figure 7 illustre plus en détail les éléments haute pression de la pompe représentée sur la figure 6 ; - la figure 8 illustre un mode de mise en oeuvre du procédé 25 selon l'invention ; et - les figures 9 et 10 illustrent les variations du courant de commande de l'actuateur selon l'art antérieur. Sur la figure 1, est représenté très schématiquement un moteur Diesel à combustion interne référencé la, alimenté en carburant via un 2909724 8 système d'alimentation lb (bien entendu, l'invention peut également s'appliquer au moteur à essence). Dans cet exemple, le moteur la comprend quatre cylindres. Le système d'alimentation en carburant lb de ce moteur la comprend quatre injecteurs référencés 2, reliés chacun 5 par un tuyau haute pression 3 à l'accumulateur 4 dénommé le rail . Le système d'alimentation en carburant lb comprend également une pompe 5, qui puise le carburant dans le réservoir 6 du véhicule par l'intermédiaire d'un circuit basse pression 7. La pompe 5 a pour fonction de comprimer le carburant prélevé dans le réservoir 6 du 10 véhicule et de le refouler dans le rail 4. Comme on le verra plus en détail ci-après, la pompe 5 est composée d'une partie basse pression (pompe de transfert) et d'une partie haute pression (pompe haute pression). On note que la pompe 5 est également reliée au réservoir 6 via un circuit de retour 8. Ce 15 circuit de retour 8 sert à réguler le débit de fuite de la partie haute pression, ainsi que le débit de lubrification et de refroidissement. Un actuateur de débit 9 (ou vanne de débit) est intégré à la pompe 5 côté basse pression. Cet actuateur de débit 9 permet d'ajuster la quantité de carburant qui sera envoyée vers le rail 4, auquel est 20 connectée la pompe 5 via une connexion 10. En outre, le système d'alimentation lb peut également être équipé en sortie de la pompe 5 du côté de la connexion 10, ou directement sur le rail 4, d'un actuateur de pression également appelé actuateur de décharge. A des fins de simplification, cet actuateur de 25 pression n'est pas représenté. Enfin, le moteur la et son système d'alimentation lb sont contrôlés par une unité de commande électronique ou calculateur 11. Ce calculateur 11 comprend des composants classiques, tels que des 2909724 9 microprocesseurs, des mémoires dures de type EEPROM et des mémoires tampons de type RAM. Par ailleurs, il reçoit des informations 12 d'entrée via une connexion 13. Ces informations 12 proviennent de différents capteurs 5 placés sur le moteur la et ses systèmes annexes, tels que le système d'injection, le système d'alimentation en air, etc. Le calculateur 11 traite ensuite les données d'entrée 12 pour définir ou calculer des niveaux de commande 14 délivrés en sortie du calculateur 11 via une connexion 15. Les niveaux de commande 14 10 sont envoyés aux différents actionneurs qui participent au contrôle des systèmes annexes et donc du moteur. Plus particulièrement, ces niveaux de commande sont transmis via une connexion 16 aux injecteurs 2, et une connexion 17 à l'actuateur 9. Plus précisément, les informations 12 transmises au calculateur 15 11, comme par exemple la température du liquide de refroidissement du moteur, le régime du moteur, la température de l'huile du moteur, la température de l'air au sein du moteur, la pression de l'air du turbocompresseur, la position de la pédale d'accélération, etc., sont traitées via des fonctions ou des cartographies mémorisées dans une 20 mémoire de type EEPROM, par exemple. Ces cartographies permettent de définir la valeur de la pression PCONS souhaitée dans le rail 4. Les niveaux de commande 14 sont alors calculés en fonction de cette valeur de pression PCONS. Classiquement, la valeur de la consigne de pression PCONS est 25 comparée à la valeur de la pression effectivement mesurée PMES dans le rail 4. Cette valeur PMES est délivrée via une connexion 18 au calculateur 11, parallèlement aux informations 12. Selon l'écart de pression AP identifié (avec AP =PCONS ù PMES), le contrôleur 11 à l'aide par exemple d'un correcteur logiciel 2909724 10 de type PID (Proportionnel Intégrale Dérivée), ajuste le signal de commande de l'actuateur de débit 9 pour que la pression mesurée PMES rejoigne la consigne de pression PCONS. Si l'écart AP est positif, le contrôleur 11 agit pour augmenter le débit (dans le cas d'un 5 actuateur de débit). A l'inverse, si AP est négatif, le contrôleur agit pour diminuer le débit. Généralement, les signaux de commande des actuateurs sont de type à modulation d'impulsion (PWM pour Pulse Width Modulated en langue anglaise). Le signal de commande est caractérisé par sa 10 tension nominale UPwM et sa fréquence FPwM. Le pourcentage du rapport cyclique d'ouverture (RCO) est compris entre 0 et 100%. Celui-ci traduit la durée pendant laquelle est appliquée la tension UPwM sur la période TPwM (TPwM est égale à l/FPwM). L'intensité du courant moyen IPwM créé par le signal de commande de type PWM est 15 alors proportionnelle au pourcentage du rapport cyclique d'ouverture RCO. De façon simplifiée, comme déjà mentionné ci-avant on peut dire que le courant moyen IPwM créé par le signal de commande engendre une force électromagnétique Fem comme représenté sur la 20 figure 2. Cette force électromagnétique Fem est proportionnelle au pourcentage du rapport cyclique d'ouverture RCO, ce qui permet le déplacement d'un piston interne 20 (ou aiguille) de l'actuateur de débit 9. La position du piston 20 détermine la section de passage (et 25 par conséquent le débit) du carburant entrant dans la pompe via des arrivées 21 et 22. Le carburant sort par une ouverture référencée 23. Une force de frottement Ff s'oppose à la force électromagnétique Fem. Cette force de frottement Ff résulte par 2909724 11 exemple d'un mauvais alignement des pièces ou encore de l'usure du guidage des pièces. Comme représenté sur la partie haute de la figure 3, le pourcentage du rapport cyclique d'ouverture RCO appliqué au signal 5 de commande en modulation d'amplitude de l'actuateur permet d'établir un courant moyen IPwM plus ou moins important. La partie haute de la figure 3 correspond à un rapport cyclique d'ouverture de 30% et la partie basse à un rapport cyclique d'ouverture de 90%.

10 A ce courant moyen IPwM correspond la force électromagnétique moyenne Fem, qui permet de contrôler le déplacement et la position du piston de l'actuateur, fixant ainsi la section de passage souhaitée pour l'écoulement du carburant (débit plus ou moins important).

15 A titre d'exemple, une courbe caractéristique simplifiée d'un actuateur de débit est représentée sur la figure 4a. Cette caractéristique correspond à un régime de pompe donné, sachant que la pompe est entraînée en rotation par le moteur avec un rapport d'entraînement R. Ainsi, plus la demande de débit (en litre/minute) est 20 importante, plus le rapport cyclique d'ouverture RCO (pour une fréquence de modulation d'amplitude PWM fixe) à appliquer sera important. I1 existe des caractéristiques dites inverses, telle que celle représentée sur la figure 4b, où contrairement à celle représentée sur la 25 figure 4a, plus la demande de débit est faible, plus le rapport cyclique d'ouverture RCO à appliquer est important. Ainsi, comme illustré sur la figure 3, lorsque le RCO est faible (dans cet exemple 30%), le courant moyen IPwM correspondant à la 2909724 12 tension UPWM pour un RCO donné, oscille autour d'une position moyenne. Comme expliqué précédemment, dans le cas général, si le rapport cyclique d'ouverture RCO est particulièrement élevé ou 5 particulièrement faible, le courant moyen se stabilise et l'actuateur de débit aura une position plutôt figée. Cela augmente considérablement le temps de réaction de l'actuateur lors d'un changement de point de fonctionnement du moteur (par action du conducteur sur la pédale d'accélération, par exemple) en raison de la difficulté à vaincre la 10 force de frottement Ff. Par conséquent, lorsque le rapport cyclique d'ouverture RCO atteint une valeur élevée (dans cet exemple 90%) ou faible (dans cet exemple 10%), l'invention permet de rendre le courant oscillant, avec une amplitude d'oscillation suffisante.

15 Une solution, particulièrement avantageuse pour un signal de type PWM, est d'augmenter la période TPWM du signal de commande de type PWM (comme illustré sur la partie basse de la figure 3 pour RCO=90%), ce qui par conséquent rend le courant moyen IPWM de nouveau oscillant.

20 La force électromagnétique Fem générée est alors également oscillante. Ainsi, la position du piston de l'actuateur n'est plus maintenue à une position fixe, mais est mise en mouvement autour d'une position moyenne. La génération de ces micromouvements du piston de l'actuateur par variation ou adaptation de la fréquence du 25 signal de commande de type PWM dans la ou les zones de débit jugées critiques (correspondant à un rapport cyclique d'ouverture RCO élevé ou faible), permet de réduire fortement le temps de réaction en raison de la facilité accrue pour vaincre la force de frottement Ff.

2909724 13 L'invention permet de réduire les dépassements de consigne de la pression au sein du rail 4. Un mode de mise en oeuvre du procédé de commande de l'actuateur, implémenté au sein de l'unité de commande 11 est 5 représenté sur la figure 5. Tout d'abord, l'unité de commande 11 mémorise une première cartographie 30, dite cartographie en boucle ouverte, permettant de déterminer le positionnement de l'actuateur de débit en fonction d'une consigne de débit de carburant DC et du régime du moteur du véhicule 10 Nm délivré respectivement en entrée de la cartographie 30 via des connexions 31 et 32. La cartographie 30 permet d'élaborer une consigne de courant nominale CCN pour la commande de l'actuateur de débit. Par ailleurs, une autre cartographie 33 est apte à élaborer la 15 consigne de pression du rail PCONS en fonction de la consigne de débit du carburant DC délivrée via une connexion 34, et du régime moteur Nm délivré via une connexion 35 ainsi que les paramètres 12 délivrés via la connexion 13. La consigne PCONS est délivrée à un comparateur 36 qui reçoit 20 également via la connexion 18 la pression PMES mesurée au niveau du rail 4. L'écart AP entre les deux valeurs de pression PCONS et PMES, est délivré, via une connexion 36a, à un correcteur 37 (par exemple un correcteur de type PID) qui élabore une consigne de courant corrective 25 ICOR. Cette consigne ICOR est délivrée à un additionneur 38 via une connexion 39. Cet additionneur 38 reçoit également sur une autre entrée via une connexion 40 la consigne de courant nominale CCN.

2909724 14 La sortie de l'additionneur 38 est connectée par l'intermédiaire d'une connexion 41 à des moyens auxiliaires 42 dont le rôle est de déterminer la fréquence FPwM du signal de commande de l'actuateur et le pourcentage du rapport cyclique d'ouverture RCO, appliqué à cet 5 actuateur. Pour ce faire, les moyens auxiliaires 42 reçoit également le régime moteur Nm via une connexion 43, la température du carburant TC via une connexion 44, et la valeur du débit du carburant DC via une connexion 45. Le rôle de ces variables TC et DC sont expliqué 10 plus en détail ci-après. Les moyens auxiliaires 42 élabore à partir de l'ensemble de ces variables le signal de commande à modulation d'impulsion de fréquence FPwM, et le rapport cyclique d'ouverture RCO. Ce signal de commande est transmis à l'actuateur 9 via la connexion 15.

15 Toutefois, lorsque la fréquence du signal de commande FPwM est modifiée, notamment pour un pourcentage élevé ou faible de RCO, le choix de la fréquence doit tenir compte des caractéristiques propres des composants du système, pour éviter de créer une instabilité de la pression dans le rail 4.

20 En effet, contrairement à ce qui a été décrit dans le document n DE 1 033 04665, les inventeurs ont observé que la présence d'oscillations au niveau de la pression du rail 4 ne s'explique pas uniquement du fait de l'impact de la fréquence du débit du carburant sortant du rail, mais également du fait de l'impact de la fréquence du 25 débit entrant dans le rail, sur lequel influe directement l'actuateur 9, de part la fréquence FPwM de son signal de commande. Pour comprendre ce phénomène, on se réfère à la figure 6 qui illustre plus précisément le système de pompe 5.

2909724 15 Ce dernier comprend une pompe de gavage 50 ou pompe basse-pression et une pompe haute-pression 51. L'actuateur de débit 9 est disposé entre ces deux pompes 50 et 51, auxquelles il est respectivement connecté via des connexions 52 et 53.

5 En option, un actuateur de pression (non représenté à des fins de simplification) pourrait être installé en sortie de la pompe haute-pression sur la connexion 10. La pression entre l'actuateur de débit 9 et la pompe haute pression 51 est appelée P2. La pression entre la pompe de gavage 50 et 10 l'actuateur de débit 9 est appelée Pl. Un limitateur de pression mécanique référencé 54 est connecté entre la connexion 8 et le noeud commun à la pompe de gavage 50 et l'actuateur de débit 9. Le limitateur 54 est relié à ce noeud commun via une 15 connexion 55. On note Q1 le débit refoulé par la pompe de gavage, Q2 le débit traversant le limitateur de pression 54, Q3 le débit traversant l'actuateur de débit 9 et Q4 le débit admis par la pompe haute pression 51. Pour un régime de pompe donné, le volume admis par chaque 20 élément du système de pompe 5 est directement déterminé par le débit Q4 admis par la pompe haute-pression 51 (considéré sur toute la durée de l'admission). Ce débit Q4 est également directement lié à la pression d'alimentation effective P2, aussi bien d'un point de vue statique que dynamique (valeur moyenne et fréquence d'oscillation).

25 Différentes interactions existent entre la pression P2 et le débit Q4. De façon à les identifier, on se réfère à la figure 7 qui illustre plus en détail la pompe haute-pression 51. La pompe haute-pression 51 reçoit en entrée la consigne DPS correspondant au déplacement du piston de l'actuateur de débit 9.

2909724 16 Cette consigne DPS a un impact direct sur le débit Q3 traversant l'actuateur de débit 9 et donc sur la pression d'alimentation effective P2. Un clapet d'admission 60 est connecté à un élément de pompage 61, via une connexion 62.

5 La sortie de l'élément de pompage 61 est reliée à un autre clapet d'admission 63 via une connexion 64. L'autre clapet d'admission 63 est relié au rail 4 via la connexion 10. Différentes interactions existent entre la pression 10 d'alimentation effective P2 et le débit admis Q4 par l'élément de pompage haute-pression 51. Lorsque la fréquence d'oscillation de la pression d'alimentation P2 et la fréquence de pompage (donnée par la multiplication entre le nombre d'éléments contenus dans le système de 15 pompe haute-pression 51 et le régime de ce même système de pompe haute-pression 51) sont égales (ou lorsqu'elles sont des valeurs entières l'une de l'autre), les débits, et donc le volume admis à chaque coup du système de pompe 5, sont stables ou répétables. La valeur moyenne de la pression du rail (à l'échelle du cycle élémentaire de 20 refoulement de pression) est donc stable. Le volume admis à chaque coup, dépend alors du phasage entre les variations de la pression et du cycle de pompage. En effet, les ouvertures/fermetures de clapets interviennent à des instants différents dans le cycle d'oscillation de la pression d'alimentation effective P2.

25 Lorsque la fréquence d'oscillation de la pression d'alimentation P2 et la fréquence de pompage sont très voisines (ou lorsqu'elles sont presque des valeurs entières l'une de l'autre), le débit, et donc le volume admis à chaque coup Q4, présente une variation basse fréquence. La valeur de cette harmonique basse 2909724 17 fréquence est directement liée au rapport entre les deux fréquences : on retrouve cette variation basse fréquence dans la valeur de la pression du rail 4. Lorsque la fréquence d'oscillation de la pression 5 d'alimentation P2 et la fréquence de pompage ne sont pas des valeurs entières l'une de l'autre, les valeurs prises par le débit admis Q4 à chaque coup sont assez dispersées. Cependant, la valeur moyenne est stable sur un nombre de cycle beaucoup plus faible que dans le cas précédent.

10 Au vu de ce qui précède, il apparaît que la fréquence d'oscillation de la pression P2 est particulièrement liée à la fréquence d'oscillation du débit Q4, elle-même directement liée au nombre d'éléments que comporte la pompe haute- pression 51 et au régime du système de pompe 5.

15 En outre,les fréquences d'oscillation de la pression P2 sont liées à la fréquence d'oscillation du débit Q3 et du débit Q1. La fréquence d'oscillation du débit Q3 dépend bien sûr des oscillations de la différence de pression aux bornes de l'actuateur de débit (P2-Pl), mais aussi des oscillations au niveau de la section de 20 passage de l'actuateur de débit, qui sont quant à elles directement liées à la fréquence du signal de commande de type à modulation d'impulsion. Enfin, la fréquence des oscillations du débit Q1 est directement liée au nombre d'éléments de la pompe basse-pression 50 et au régime 25 du système de pompe. Par conséquent, il vient des observations précitées des inventeurs, que les oscillations de la pression du rail 4 sont dues entre autres : 2909724 18 - aux harmoniques des oscillations liées au refoulement effectué par la pompe basse-pression 50 (liées au nombre d'éléments de refoulement que comporte la pompe basse pression et au régime du système de pompe 5) ; 5 - aux harmoniques des oscillations du pompage effectué par la pompe haute-pression 51 (liées au nombre d'éléments que comporte la pompe haute pression et du régime de pompage) ; - à la fréquence FPwM du signal de commande de type à 10 modulation d'impulsion de l'actuateur 9. Une plus grande stabilité est obtenue lorsque toutes ces fréquences sont des valeurs entières l'une de l'autre. Néanmoins, la valeur du débit Q4 admis par la pompe haute-pression 51 dépend également du phasage des oscillations, c'est-à-dire 15 de la relation angulaire existant parmi les périodes de refoulement entre au moins deux sorties de la pompe haute-pression 51. Le choix de la fréquence FPwM du signal de commande de type à modulation d'impulsion en fonction du régime du système de pompe 5 devra donc remplir les conditions suivantes : 20 - la fréquence FPwM n'est pas trop élevée, c'est-à-dire inférieure à la fréquence propre de l'actuateur de débit, pour garantir le mouvement de ce dernier, - la fréquence FPwM ne doit pas être trop lente (la limite inférieure étant déterminée d'après des caractéristiques du 25 système d'alimentation en carburant du moteur), pour qu'il n'y ait pas de répercussion au niveau de la pression du rail ; - la fréquence FPwM ne se situe pas au voisinage d'une valeur entière de la fréquence d'aspiration de la pompe haute-pression (en tenant compte du régime de la pompe) ; 2909724 19 - la fréquence FPwM ne doit pas se trouver au voisinage d'une valeur entière de la fréquence de refoulement de la pompe basse pression (en tenant compte du régime de la pompe). De plus, pour des raisons de stabilité des composants et donc 5 du comportement du système de pompe 5, on ajoute que la fréquence FPwM du signal de commande à modulation d'impulsion en fonction du régime de la pompe devra également garantir : -de ne pas être égale aux fréquences propres de l'actuateur de débit (ni au voisinage), de façon à maîtriser l'amplitude 10 des oscillations de débit ; - de ne pas être égale aux fréquences propres du limitateur de pression 54 (ni au voisinage), de façon à maîtriser l'amplitude des oscillations de la pression en amont de l'actuateur de débit 9.

15 L'invention permet de déterminer une fréquence FPwM du signal de commande de type à modulation d'impulsion, réalisant le meilleur compromis sur l'ensemble de ces critères. Un mode de mise en oeuvre est détaillé ci-après. D'autre part, les inventeurs ont observé qu'il est très 20 avantageux de prendre également en compte les conditions de température du carburant pour modifier la fréquence FPwM du signal de commande de l'actuateur, notamment dans les zones de débit jugées critiques, lorsque le rapport de cycle d'ouverture RCO est particulièrement élevé ou particulièrement faible.

25 En effet, c'est lorsque la température du carburant est particulièrement basse que le temps de réaction de l'actuateur est le plus long et donc le plus néfaste. Ainsi, dans le but de minimiser les usures qui sont engendrées par la génération des micromouvements des pistons de l'actuateur, l'invention permet de modifier la fréquence du 2909724 20 signal de commande lorsque la température du carburant est particulièrement basse. Pour ce faire, l'information de la température du carburant TC est fournie aux moyens auxiliaires 42 (voir figure 1) à l'aide d'un 5 capteur placé soit en entrée de la pompe 5, soit sur le circuit de retour 8 entre le réservoir du véhicule 6 et la pompe 5 (à des fins de simplification, ces capteurs ne sont pas représentés). De façon à mettre en oeuvre ce qui a été énoncé ci-dessus, deux cartographies F1 et F2 sont mémorisées au sein du calculateur 11.

10 Chaque cartographie est associée à une fonction qui permet de déterminer la fréquence du signal de commande FPwM à appliquer en fonction du régime moteur Nm. La fonction associée à la cartographie F1 donne les fréquences FPwM prédéterminées (telles que FPwM = F 1 (Nm)), en tenant compte 15 des caractéristiques propres des composants du système d'injection afin de limiter les oscillations de pression dans le rail, selon les différentes conditions énoncées ci-avant. La fonction associée à la cartographie F2 donne les fréquences FPwM prédéterminées, (telles que FPwM = F2 (Nm)) plus faibles que 20 celles fournies par la fonction associée à la cartographie Fl et utilisées lorsque : - la consigne du débit carburant DC est au-dessus d'un seuil critique calibrable DCcr2 (par exemple 90%) correspondant à des zones de fort débit dans le cas d'actuateurs à 25 caractéristique normale (correspondant à des zones de faible débit dans le cas d'actuateurs à caractéristique dite inverse ), - la consigne du débit carburant DC est au-dessous d'un seuil critique calibrable DCcrl (par exemple 10%) correspondant 2909724 21 à des zones de faible débit dans le cas d'actuateurs à caractéristique normale (correspondant à des zones de fort débit dans le cas d'actuateurs à caractéristique dite inverse ), et 5 - lorsque la température du carburant TC est inférieure à un seuil critique calibrable TCcr (dans le cas où le système d'alimentation en carburant du moteur comprend des capteurs de température du carburant. Les fréquences plus faibles obtenues à partir de la cartographie 10 F2 permettront alors la génération de micromouvements du piston de l'actuateur autour d'une position moyenne. Ces micromouvements jouant en faveur d'une forte réduction des dépassements de la consigne de la pression du rail dans les zones jugées critiques. Pour ce faire, l'organigramme de la figure 8 peut être implémenté au sein des 15 moyens auxiliaires 42. Au démarrage 100 du véhicule, le débit du carburant DC est comparé avec les valeurs critiques DCcrl et DCcr2 et la température du carburant TC est comparée à la température critique TCcr du carburant, étape 101.

20 Si le débit du carburant est supérieur à la valeur critique associée DCcr2 ou inférieur à la valeur critique associée DCcrl, et si la température du carburant est inférieure à la valeur critique associée et si la température du carburant est inférieure à la valeur critique associée, la fréquence FPwM du signal de commande de l'actuateur est 25 élaborée à partir de la cartographie F2, étape 102. Sinon, la fréquence FPwM est élaborée à partir de la cartographie F1, étape 103.

2909724 22 Une fois l'élaboration de la fréquence FPwM effectuée, si le moteur est arrêté, étape 104, on met fin au procédé, étape 105, sinon, on réitère les étapes 101 à 104. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de mise 5 en oeuvre et de réalisation présentés ci-avant. Par exemple, le pilotage de l'actuateur en faisant varier la fréquence FPwM du signal de commande s'applique également aux actuateurs de pression qui peuvent être intégrés au système d'alimentation en carburant. Dans ce cas, le synoptique de la boucle de 10 régulation représenté sur la figure 5 est adapté au cas d'un actuateur en pression : par exemple, les cartographies 30 et 33 ne sont plus dépendantes du régime moteur Nm et de la consigne de débit du carburant DC. 15

Claims (5)

REVENDICATIONS

1- Système d'alimentation en carburant pour moteur à combustion interne comprenant un système de pompe (5) disposé entre une rampe d'injection (4) et un réservoir de carburant (6), avec au moins un actuateur (9) dont l'ouverture est commandée par un signal de type à modulation d'impulsion, de façon à effectuer des ajustements successifs de l'ouverture dudit actuateur à l'aide d'une grandeur de commande fonction d'une consigne de rapport de cycle (RCO), et une unité de commande électronique (11), caractérisé par le fait que ladite unité de commande électronique comprend en outre des moyens auxiliaires (42) capables d'augmenter l'amplitude des oscillations de ladite grandeur de commande autour d'une valeur moyenne, si la valeur de ladite consigne de rapport de cycle est comprise dans une zone critique donnée.

2- Système selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens auxiliaires sont capables d'augmenter l'amplitude des oscillations de ladite grandeur de commande en diminuant la fréquence (FrwM) du signal de commande.

3- Système selon la revendication 2, comprenant en outre des premiers moyens de stockage aptes à mémoriser la valeur d'une limite inférieure de la fréquence du signal de commande, déterminée en fonction des caractéristiques du système d'alimentation en carburant du moteur.

4- Système selon l'une des revendications 2 ou 3, comprenant en outre des deuxièmes moyens de stockage aptes à mémoriser la valeur d'une limite supérieure de la fréquence du signal de commande, inférieure à la fréquence propre dudit actuateur. 2909724 24 5 û Système selon l'une des revendications 2 à 4, où ledit système de pompe comprend une pompe auxiliaire dite basse-pression (50) couplée entre l'actuateur (9) et ledit réservoir de carburant (6), lesdits moyens auxiliaires (42) étant aptes en outre à ajuster la 5 fréquence du signal de commande de l'actuateur de façon qu'elle soit hors du voisinage d'une valeur entière de la fréquence de refoulement de ladite pompe auxiliaire basse-pression. 6 û Système selon l'une des revendications 2 à 5, où ledit système de pompe comprend une pompe auxiliaire dite haute-pression 10 (51) couplée entre l'actuateur (9) et la rampe d'injection (4), lesdits moyens auxiliaires (42) étant aptes en outre à ajuster la fréquence du signal de commande de l'actuateur (9) de façon qu'elle soit hors du voisinage d'une valeur entière de la fréquence d'aspiration de ladite pompe auxiliaire haute-pression. 15 7-Système selon l'une des revendications 2 à 6, dans lequel lesdits moyens auxiliaires (42) sont aptes en outre à ajuster la fréquence du signal de commande de l'actuateur de façon qu'elle soit différente de la fréquence propre de l'actuateur (9) par rapport à son environnement. 20 8- Système selon l'une des revendications 2 à 7, où la pompe est couplée audit réservoir de carburant via une boucle de retour comprenant un limitateur de pression mécanique (54), et dans lequel lesdits moyens auxiliaires (42) sont aptes en outre à ajuster la fréquence du signal de commande de l'actuateur de façon qu'elle soit 25 différente de la fréquence propre dudit limitateur de pression mécanique (54) par rapport à son environnement. 9- Système selon l'une des revendications 2 à 8, comprenant en outre au moins un capteur de la température du carburant, et dans lequel lesdits moyens auxiliaires sont aptes à faire osciller ladite 2909724 25 grandeur si la valeur de la température du carburant est inférieure à une valeur critique prédéterminée. 10- Système selon l'une des revendications 2 à 9, dans lequel au moins un des actuateurs de la pompe est un actuateur de débit.

5 11- Système selon l'une des revendications 2 à 10, dans lequel au moins un des actuateurs de la pompe est un actuateur de pression. 12-Procédé de commande d'un système d'alimentation en carburant pour moteur à combustion interne comprenant un système de pompe disposé entre une rampe d'injection et un réservoir de 10 carburant, ledit procédé comprenant une commande de l'ouverture d'au moins un actuateur du système de pompe, à l'aide d'une grandeur de commande de type à modulation d'impulsion, de façon à effectuer des ajustements successifs de l'ouverture dudit actuateur en fonction d'une consigne de rapport de cycle, caractérisé par le fait que l'amplitude 15 des oscillations autour d'une valeur moyenne de ladite grandeur de commande est augmentée, si la valeur de ladite consigne de rapport de cycle est comprise dans une zone critique donnée.