FR2938606A3 - Systeme d'injection de carburant d'un vehicule automobile et procede de fonctionnement d'un tel systeme - Google Patents
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Abstract
Procédé de fonctionnement d'un système (1) d'injection de carburant d'un moteur à combustion, comprenant au moins un injecteur de carburant (6a, 6b, 6c, 6d), un moyen (4) de stockage de carburant sous pression alimentant l'au moins un injecteur, un moyen (10) de détermination de la pression dans le moyen de stockage de carburant, un circuit (8a, 8b, 8c, 8d, 9, 18a, 18b, 18c) de canalisation de retour de carburant vers un réservoir (13) depuis le moyen de stockage et/ou depuis l'au moins un injecteur de carburant, le circuit de canalisation de retour de carburant comprenant au moins une vanne commandée (12 ; 12a, 12b, 12c, 12d, 12e) pour autoriser ou interdire le retour de carburant vers le réservoir, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes suite à l'arrêt du moteur : - déterminer la pression de carburant dans le moyen de stockage de carburant sous pression, - si la pression de carburant est supérieure à un premier seuil (P1) de pression, ouvrir l'au moins une vanne commandée, si la pression de carburant est inférieure au premier seuil, fermer l'au moins une vanne commandée.
Description
La présente invention concerne un procédé de fonctionnement d'un système d'injection de carburant d'un moteur à combustion. Elle concerne aussi un système d'injection de carburant et un véhicule automobile comprenant un tel système d'injection. Elle concerne encore un support de données lisible par un calculateur comprenant des moyens de code de programme d'exécution des étapes du procédé de fonctionnement. L'invention porte encore sur un procédé de fonctionnement d'un véhicule présentant une fonction d'arrêt et redémarrage automatique de son moteur de type Stopstart .
Dans le but de réduire la pollution et notamment les émissions de gaz à effets de serre, de nombreuses technologies sont apparues ces dernières années pour réduire la consommation des véhicules automobiles. Parmi elles, il est possible de citer les systèmes d'arrêt automatique du moteur dès que le véhicule est immobile (par exemple lors d'un arrêt à un stop, à un feu ou dans un embouteillage). Ces systèmes sont connus sous le nom de stop-start . Le moteur est redémarré dès que le conducteur débraye pour passer la première vitesse. Pour des raisons évidentes d'agrément et de sécurité, il est impératif que le moteur redémarre sans caler de la façon la plus discrète et rapide possible. Un démarrage classique du moteur ne peut être utilisé car il nécessite trop de temps.
Ainsi, l'apparition des systèmes stop-start entraîne de nouvelles problématiques, parmi lesquelles la diminution du temps de redémarrage du moteur. Il est impératif de réduire ce temps pour que le conducteur n'ait pas l'impression d'attendre que le moteur démarre.
Pour des moteurs Diesel du type à injection directe, l'autorisation d'injection est délivrée lorsque la pression en amont des injecteurs atteint environ 120 - 200 bars. Le temps mis par le système pour atteindre cette pression correspond à peu près au temps de démarrage du moteur. Ainsi, une piste MS\REN 111 FR. dpt de réduction du temps de démarrage est de limiter le temps nécessaire pour atteindre le niveau de pression évoqué précédemment.
Une solution pourrait être l'utilisation d'injecteurs ne présentant pas de fuite 5 statique, ou autrement dit pas de fuites dues aux jeux de fonctionnement. Cependant, ce type d'injecteur est plus coûteux que les injecteurs qui présentent des fuites statiques.
Les injecteurs habituellement utilisés aujourd'hui fuient. C'est soit une 10 nécessité pour assurer le fonctionnement de l'injecteur soit une conséquence des jeux de fonctionnement. Ces fuites entraînent une chute de pression dans le système d'injection si aucune source de débit n'est présente pour compenser ces fuites. De plus, certains systèmes d'injection peuvent présenter une fuite au niveau d'une rampe dûe à un régulateur de 15 pression. Ainsi, moteur arrêté, la pompe haute pression ne fonctionnant pas, la pression chute donc plus ou moins rapidement selon le système d'injection. Les fuites peuvent provoquer une chute de pression pouvant atteindre plusieurs centaines de bars par seconde.
20 On connaît du document EP 1 359 306 un système d'injection comprenant une rampe de retour de carburant munie d'une vanne permettant de maintenir une faible pression de carburant dans la rampe pour en assurer un bon fonctionnement.
25 On connaît du document GB 2 290 112 un système d'injection directe pour moteur à allumage commandé dans lequel pour éviter un phénomène de vaporisation du carburant, on maintient une pression de carburant tant que le moteur est chaud après un arrêt de celui-ci.
30 Le but de la présente invention est de fournir un procédé de fonctionnement d'un système d'injection remédiant aux problèmes mentionnés MS\REN 111 FR.dpt précédemment et permettant d'améliorer les procédés de fonctionnement connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention propose un procédé de fonctionnement permettant de sensiblement diminuer le temps de redémarrage du moteur.
Le procédé selon l'invention régit le fonctionnement d'un système d'injection de carburant d'un moteur à combustion, comprenant au moins un injecteur de carburant, un moyen de stockage de carburant sous pression alimentant l'au moins un injecteur, un moyen de détermination de la pression dans le moyen de stockage de carburant, un circuit de canalisation de retour de carburant vers un réservoir depuis le moyen de stockage et/ou depuis l'au moins un injecteur de carburant, le circuit de canalisation de retour de carburant comprenant au moins une vanne commandée pour autoriser ou interdire le retour de carburant vers le réservoir. Le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes suite à l'arrêt du moteur : déterminer la pression de carburant dans le moyen de stockage de carburant sous pression, si la pression de carburant est supérieure à un premier seuil de pression, ouvrir l'au moins une vanne commandée, si la pression de carburant est inférieure au premier seuil, fermer l'au moins une vanne commandée.
Le premier seuil peut valoir au moins 70 bars, et de préférence au moins 120 bars. Après l'échéance d'une temporisation initialisée lors de l'arrêt du moteur, l'au moins une vanne commandée peut être ouverte quelle que soit la pression de carburant.
30 Lors d'un redémarrage du moteur, la vanne commandée peut être fermée tant que la pression de carburant est inférieure à un deuxième seuil de MS\REN 111 FR. dpt25 pression et la vanne commandée est ouverte dès que la pression de carburant est supérieure au deuxième seuil de pression.
Le deuxième seuil peut valoir au moins 70 bars, et de préférence au moins 5 120 bars. La vanne commandée peut être ouverte dès que le contact du véhicule est coupé ou dès que le véhicule détecte la volonté du conducteur d'arrêter le moteur pendant une période prolongée. Le procédé de fonctionnement peut être mis en oeuvre indépendamment de la température du moteur. Le procédé de fonctionnement peut être mis en oeuvre suite à une 15 immobilisation du véhicule, cette immobilisation entraînant l'arrêt du moteur. L'au moins une vanne commandée peut être ouverte pendant le fonctionnement du moteur. 20 Selon l'invention, le système d'injection de carburant d'un moteur à combustion comprend au moins un injecteur de carburant, un moyen de stockage de carburant sous pression alimentant l'au moins un injecteur, un moyen de détermination de la pression dans le moyen de stockage de carburant, un circuit de canalisation de retour de carburant vers un réservoir 25 depuis le moyen de stockage et/ou depuis l'au moins un injecteur de carburant, le circuit de canalisation de retour de carburant comprenant en outre au moins une vanne commandée pour autoriser ou interdire un retour de carburant vers le réservoir. Il est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens matériels et/ou logiciels de mise en oeuvre du procédé de 30 fonctionnement défini précédemment.
L'invention concerne encore un véhicule automobile comprenant un système d'injection défini précédemment. MS\REN 111 FR.dpt 10 Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux modes de réalisation d'un système d'injection selon l'invention et un mode d'exécution d'un procédé de fonctionnement d'un système d'injection selon l'invention. La figure 1 est un schéma d'un premier mode de réalisation d'un système d'injection selon l'invention.
La figure 2 est un schéma d'un deuxième mode de réalisation d'un système 10 d'injection selon l'invention.
La figure 3 est un graphique représentant, en fonction du temps, la pression de carburant en amont des injecteurs dans un système d'injection connu de l'art antérieur et dans un système d'injection selon le premier mode de 15 réalisation.
La figure 4 est un graphique représentant, en fonction du temps, la pression de carburant en amont des injecteurs dans un système d'injection connu de l'art antérieur et dans un système d'injection selon une variante du deuxième 20 mode de réalisation.
La figure 5 est un organigramme représentant un mode d'exécution du procédé de fonctionnement d'un système d'injection selon l'invention.
25 Le principe de l'invention consiste à utiliser au moins une vanne commandée sur un circuit de canalisation de retour de carburant pour limiter les fuites et donc limiter la chute de pression de carburant.
La limitation de la chute de pression permet de retrouver plus rapidement le 30 niveau de pression requis lors d'un redémarrage ultérieur du moteur. MS\REN 111 FR. dpt5 Un premier mode de réalisation d'un système 1 d'injection selon l'invention est décrit ci-après en référence à la figure 1. Il est destiné à alimenter en carburant un moteur Diesel à injection directe.
Le système d'injection comprend une pompe haute pression 2 alimentant un moyen 4 de stockage de carburant sous pression telle qu'une rampe d'injection via une conduite 3. La pompe aspire le carburant venant d'un réservoir 13. Des injecteurs 6a, 6b, 6c et 6d sont alimentés en carburant depuis la rampe d'injection par des conduites 5a, 5b, 5c et 5d. lls sont pilotés par un calculateur 11 via un conducteur de commande 14 et permettent respectivement l'injection de carburant dans des cylindres 7a, 7b, 7c et 7d. Ces injecteurs fuient. Des conduites 8a, 8b, 8c et 8d sont donc prévues pour canaliser ces fuites vers un moyen 9 de collecte de carburant telle qu'une rampe de retour.
Un moyen 10 de détermination de la pression de carburant tel qu'un capteur de pression est prévu sur la rampe d'injection. II est relié au calculateur. La rampe d'injection peut aussi comprendre un régulateur de pression 16 relié à une conduite d'évacuation de carburant. Cette conduite est reliée à une conduite 18a issue de la rampe de retour 9 en amont d'une vanne commandée 12 telle qu'une électrovanne. Une conduite 18c permet de canaliser le carburant de la vanne commandée au réservoir 13.
La vanne commandée est pilotée par le calculateur.
Le calculateur reçoit différents signaux par exemple issus de différents capteurs lui permettant de piloter la vanne commandée et les injecteurs. Une flèche 15 représente ces différents signaux. Par exemple, il peut recevoir un signal de vitesse de rotation du moteur, un signal de pression de carburant dans la rampe d'injection, un signal de position du vilebrequin du MS\REN 111 FR. dpt moteur et un signal de position d'une clé de contact ou d'une carte de démarrage du véhicule.
Dans ce mode de réalisation les conduites 8a, 8b, 8c, 8d, 18a, 18b et 9 sont soumis dans au moins certaines phases de fonctionnement à des pressions élevées. Ainsi, elles doivent être résistantes et seront de préférence réalisées en métal.
Le calculateur comprend également des moyens logiciels de mise en oeuvre du procédé de fonctionnement du système d'injection de carburant selon l'invention, c'est-à-dire des moyens logiciels de mise en oeuvre et/ou d'enchaînement des étapes du procédé de fonctionnement du système d'injection de carburant selon l'invention et notamment de mise en oeuvre et/ou d'enchaînement des étapes du mode d'exécution du procédé de fonctionnement décrit plus bas. A cet effet, le calculateur comprend des mémoires, un circuit de mesure du temps, des moyens de comparaison de pressions et de durées et un moyen de pilotage de la vanne commandée. Les moyens logiciels peuvent comprendre des programmes informatiques.
Grâce au système d'injection décrit précédemment, suite à un arrêt du moteur, la pression de carburant dans la rampe d'injection évolue selon la courbe 1 de la figure 3. Avec un système d'injection connu de l'art antérieur, la pression de carburant dans la rampe d'injection évoluerait selon la courbe 2 de la figure 3, suite à un arrêt du moteur.
Pour résumer le fonctionnement du dispositif selon ce premier mode de réalisation, lorsque la fermeture de la vanne commandée 12 est ordonnée, une pression d'équilibre va s'établir dans la rampe de retour 9 égale au seuil de pression P1, si la durée de l'arrêt est suffisante. Dans ce cas, les injecteurs 6a, 6b, 6c et 6d ne pourront pas être ouverts car ils fonctionnent MS\REN 111 FR. dpt avec un différentiel de pression entre la pression de la rampe d'injection 4 et la pression de la rampe de retour 9.
Au moment de l'ouverture de la vanne commandée 12, la pression dans la 5 rampe retour 9 va chuter très rapidement pour atteindre la pression atmosphérique qui règne dans le réservoir 13.
Les injecteurs 6a, 6b, 6c et 6d se comportent alors comme des restrictions limitant ainsi la chute de pression dans la rampe d'injection 4. Ce faisant, le 10 différentiel de pression permettant l'ouverture des injecteurs 6a, 6b, 6c et 6d sera atteint plus tôt qu'avec un système d'injection connu de l'art antérieur. Le temps de redémarrage sera donc amélioré.
Un deuxième mode de réalisation d'un système 1' d'injection selon 15 l'invention est décrit ci-après en référence à la figure 2. Il diffère du premier mode de réalisation en ce qu'il comprend, au lieu d'une vanne commandée 12, plusieurs vannes commandées 12a, 12b, 12c et 12d sur les conduites 8a, 8b, 8c et 8d, c'est-à-dire en amont de la rampe de retour 9 et une vanne commandée 12e sur la conduite 18b, c'est-à-dire en aval du régulateur de 20 pression 16. Dans le cas de plusieurs rampes d'injection avec plusieurs régulateurs de pression, plusieurs vannes commandées peuvent être utilisées. Les vannes sont pilotées par le calculateur via un conducteur de commande 17.
25 Dans une première variante de réalisation, les vannes commandées 12a, 12b, 12c et 12d pourraient aussi être placées en amont des injecteurs sur les conduites 5a, 5b, 5c, 5d. Ainsi, les conduites en aval des vannes commandées peuvent être constituées par les éléments habituellement utilisés, ceux-ci n'ayant pas besoin de résister à la pression. 30 MS\REN 111 FR.dpt Dans une deuxième variante de réalisation, seules certaines vannes commandées peuvent être utilisées pour limiter le coût du système d'injection. Dans ce cas, la fermeture des vannes ne stoppe pas la chute de pression de carburant dans la rampe d'injection mais la limite seulement.
Par exemple, une seule vanne commandée peut être disposée dans la rampe de retour entre les connexions des conduites 8a et 8b avec la rampe de retour. Grâce au système d'injection selon cette deuxième variante, suite à un arrêt du moteur, la pression de carburant dans la rampe d'injection évolue selon la courbe 2 de la figure 4. Avec un système d'injection connu de l'art antérieur, la pression de carburant dans la rampe d'injection évoluerait selon la courbe 1 de la figure 4, suite à un arrêt du moteur.
Un mode d'exécution d'un procédé de fonctionnement d'un véhicule automobile équipé d'une fonction d'arrêt et redémarrage automatique du moteur dit de type Start-stop est décrit ci-après en référence à la figure 5. Ce procédé de fonctionnement met en oeuvre un procédé de fonctionnement du système d'injection selon l'invention. Ce procédé est décrit appliqué au premier mode de réalisation du système d'injection. II peut être appliqué de manière similaire au deuxième mode de réalisation.
On suppose initialement le moteur en fonctionnement, le véhicule en mouvement et la vanne commandée 12 ouverte.
Dans une première étape 100, on teste si le véhicule s'immobilise. Si tel 25 n'est pas le cas, on boucle sur cette étape. Si tel est le cas, on passe à une étape 110.
Dans l'étape 110, on arrête le moteur et on initialise une temporisation.
30 Dans une étape 120, on détermine la pression de carburant dans la rampe d'injection par exemple par mesure grâce au capteur de pression 10. MS\REN 111 FR.dpt Dans une étape de test 130, on compare la pression à un premier seuil de pression P1. Si la pression de carburant dans la rampe est supérieure à P1, on boucle sur l'étape 120. La vanne commandée étant ouverte, la pression de carburant décroît. Si la pression de carburant dans la rampe est inférieure à pi, on passe à une étape 140. La pression P1 est supérieure à 70 bars et de préférence supérieure à 120 bars. Par exemple, la pression P1 vaut 200 bars.
Dans l'étape 140, on ferme la vanne commandée 12. La pression de carburant dans la rampe d'injection devient alors stabilisée.
Dans une étape 150, on teste si un redémarrage du moteur est commandé. Si tel est le cas on passe à une étape 170. Si tel n'est pas le cas on passe à 15 une étape 160.
Dans l'étape de test 170, on compare la pression à un deuxième seuil de pression P2. Si la pression de carburant dans la rampe est inférieure à P2, on boucle sur l'étape 170. Si la pression de carburant dans la rampe est 20 supérieure à P2, on passe à une étape 180 dans laquelle on ouvre la vanne commandée 12. La vanne commandée devient passante de manière d'une part à ne pas dégrader la régulation de la pression de carburant et d'autre part à ne pas contribuer à l'atteinte d'une pression de carburant trop importante qui pourrait dégrader voire détruire le système d'injection. Ainsi, 25 la vanne commandée est ouverte lorsque le moteur fonctionne. La pression P2 est supérieure à 70 bars et de préférence supérieure à 120 bars. Par exemple, la pression P2 vaut 200 bars.
Dans l'étape 160, on teste si la temporisation est échue ou si l'arrêt du 30 moteur est un arrêt qui devrait se prolonger. La temporisation échoit par exemple 1 minute et de préférence 2 minutes après son initialisation. Le MS\REN 111 FR. dpt véhicule peut détecter un arrêt prolongé grâce à différents signaux comme notamment un signal de coupure du contact du véhicule, un signal de déconnexion d'accessoires électriques du véhicule ou un signal d'ouverture de porte. Ces signaux indiquent que l'arrêt du véhicule est un arrêt prolongé et non un arrêt court du type arrêt à un stop ou arrêt à un feu.
Si le résultat du test est positif, on passe à l'étape 180. Si le résultat du test est négatif, on boucle sur l'étape 140.
Grâce à l'invention, le temps pour que la pression de carburant dans la rampe d'injection atteigne une valeur suffisante au démarrage du moteur est réduite. En conséquence, le temps de démarrage du moteur est réduit.
Selon un aspect de l'invention, un système (1) d'injection de carburant d'un moteur à combustion, comprend au moins un injecteur de carburant (6a, 6b, 6c, 6d), un moyen (4) de stockage de carburant sous pression alimentant l'au moins un injecteur, un moyen (10) de détermination de la pression dans le moyen de stockage de carburant, un circuit (8a, 8b, 8c, 8d, 9, 18a, 18b, 18c) de canalisation de retour de carburant vers un réservoir (13) depuis le moyen de stockage et/ou depuis l'au moins un injecteur de carburant. Le système est caractérisé en ce que le circuit de canalisation de retour de carburant comprend au moins une vanne commandée (12 ; 12a, 12b, 12c, 12d, 12e) pour autoriser ou interdire un retour de carburant vers le réservoir.
Le circuit de canalisation de retour de carburant peut comprendre une seule vanne commandée (12) en aval d'un moyen (9) de collecte de carburant venant de l'au moins un injecteur et en aval d'un régulateur (16) de pression du moyen de stockage de carburant sous pression. MS\REN 111 FR.dpt Alternativement, le circuit de canalisation de retour de carburant peut comprendre une vanne commandée (12) en sortie d'un moyen de collecte de carburant venant de l'au moins un injecteur.
Alternativement encore, le système d'injection comprend plusieurs injecteurs et le circuit de canalisation de retour de carburant peut comprendre une vanne commandée (12a, 12b, 12c, 12d) en aval de chaque injecteur.
Dans les deux derniers cas, le circuit de canalisation de retour de carburant 10 peut comprendre une vanne commandée (12e) en aval d'un régulateur de pression du moyen de stockage de carburant sous pression.
De préférence, selon cet aspect le système d'injection comprend des moyens matériels (11, 15) et/ou logiciels de mise en oeuvre du procédé de 15 fonctionnement selon l'invention.
L'invention concerne encore un véhicule automobile comprenant un système d'injection selon cet aspect de l'invention. MS\REN 111 FR.dpt
Claims (10)
- Revendications: 1. Procédé de fonctionnement d'un système (1 ; 1') d'injection de carburant d'un moteur à combustion, comprenant au moins un injecteur de carburant (6a, 6b, 6c, 6d), un moyen (4) de stockage de carburant sous pression alimentant l'au moins un injecteur, un moyen (10) de détermination de la pression dans le moyen de stockage de carburant, un circuit (8a, 8b, 8c, 8d, 9, 18a, 18b, 18c) de canalisation de retour de carburant vers un réservoir (13) depuis le moyen de stockage et/ou depuis l'au moins un injecteur de carburant, le circuit de canalisation de retour de carburant comprenant au moins une vanne commandée (12 ; 12a, 12b, 12c, 12d, 12e) pour autoriser ou interdire le retour de carburant vers le réservoir, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes suite à l'arrêt du moteur : déterminer la pression de carburant dans le moyen de stockage de carburant sous pression, si la pression de carburant est supérieure à un premier seuil (P1) de pression, ouvrir l'au moins une vanne commandée, si la pression de carburant est inférieure au premier seuil, fermer l'au moins une vanne commandée.
- 2. Procédé de fonctionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier seuil vaut au moins 70 bars, et de préférence au moins 120 bars.
- 3. Procédé de fonctionnement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'après l'échéance d'une temporisation initialisée lors de l'arrêt du moteur, l'au moins une vanne commandée est ouverte quelle que soit la pression de carburant. 30 MS\REN 111 FR.dpt25
- 4. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors d'un redémarrage du moteur, la vanne commandée est fermée tant que la pression de carburant est inférieure à un deuxième seuil (P2) de pression et la vanne commandée est ouverte dès que la pression de carburant est supérieure au deuxième seuil de pression.
- 5. Procédé de fonctionnement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le deuxième seuil vaut au moins 70 bars, et de préférence au moins 120 bars.
- 6. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vanne commandée est ouverte dès que le contact du véhicule est coupé ou dès que le véhicule détecte la volonté du conducteur d'arrêter le moteur pendant une période prolongée.
- 7. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre indépendamment de la température du moteur.
- 8. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre suite à une immobilisation du véhicule, cette immobilisation entraînant l'arrêt du moteur.
- 9. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'au moins une vanne commandée est ouverte pendant le fonctionnement du moteur.
- 10. Système (1) d'injection de carburant d'un moteur à combustion, comprenant au moins un injecteur de carburant (6a, 6b, 6c, 6d), un moyen (4) de stockage de carburant sous pression alimentant l'au MS \REN111FR.dpt30moins un injecteur, un moyen (10) de détermination de la pression dans le moyen de stockage de carburant, un circuit (8a, 8b, 8c, 8d, 9, 18a, 18b, 18c) de canalisation de retour de carburant vers un réservoir (13) depuis le moyen de stockage et/ou depuis l'au moins un injecteur de carburant, le circuit de canalisation de retour de carburant comprenant en outre au moins une vanne commandée (12 ; 12a, 12b, 12c, 12d, 12e) pour autoriser ou interdire un retour de carburant vers le réservoir, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens matériels (11, 15) et/ou logiciels de mise en oeuvre du procédé de fonctionnement selon l'une des revendications 1 à 9. MS \REN111FR.dpt
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