FR2942506A1

FR2942506A1 - FUEL INJECTION METHOD IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE TAKING INTO ACCOUNT THE EVOLUTION OF INJECTORS DURING TIME

Info

Publication number: FR2942506A1
Application number: FR0900842A
Authority: FR
Inventors: Roland Dauphin
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-08-27
Anticipated expiration: 2029-02-23
Also published as: EP2221465A1; FR2942506B1

Abstract

- Méthode pour injecter une masse m de carburant via un injecteur d'une rampe commune équipant un moteur à combustion interne. - On définit un modèle physique f, fournissant une estimation d'une masse de carburant injectée en fonction d'un temps d'injection et d'une pression dans la rampe commune. Puis, après avoir mesuré la pression dans la rampe commune, on utilise ce modèle pour calculer le temps t d'injection de carburant nécessaire à l'injection de la masse m de carburant. Enfin, on injecte du carburant via l'injecteur pendant le temps t. Puis, lorsque le vieillissement du moteur est tel que l'écart entre la masse injectée souhaitée et la masse réellement injectée est important, on recalibre le modèle physique. - Application au contrôle moteur.- Method for injecting a mass m of fuel via an injector of a common rail equipping an internal combustion engine. - We define a physical model f, providing an estimate of a mass of fuel injected as a function of an injection time and a pressure in the common rail. Then, after measuring the pressure in the common rail, this model is used to calculate the fuel injection time t needed to inject the fuel mass m. Finally, fuel is injected via the injector during the time t. Then, when the aging of the motor is such that the difference between the desired injected mass and the mass actually injected is important, the physical model is recalibrated. - Application to the motor control.

Description

10 La présente invention concerne le domaine du contrôle d'un moteur à combustion interne. Plus particulièrement, l'invention concerne une méthode pour améliorer le processus d'injections multiples des moteurs à combustion interne. L'injection directe haute pression, via une rampe commune appelée common- 15 rail , a l'avantage de réduire fortement le taux de pollution des moteurs diesels. A partir du réservoir, le système se compose classiquement d'un réchauffeur de carburant, d'un filtre, d'une pompe d'alimentation, d'une valve de coupure, de la pompe haute pression, de la rampe commune comprenant un capteur de pression et une valve de régulation de pression, des canalisations vers les injecteurs, des injecteurs 20 électromagnétiques et d'un refroidisseur de carburant vers le retour au réservoir. La rampe commune aux injecteurs se compose d'un tube de forte épaisseur pouvant résister à de très hautes pressions, portant à ses extrémités un capteur de pression et un régulateur de pression. Ce dernier reçoit et stocke le carburant haute pression en provenance de la pompe, il alimente en permanence les injecteurs toujours 25 sous pression. Cette pression est régulée par le régulateur qui est commandé par le boîtier électronique selon une cartographie en mémoire. Une cartographie est un ensemble de données mises en mémoire dans le calculateur. Une cartographie sert de référence au calculateur pour commander de façon optimale son logiciel appelé régulateur. 1 L'utilisation d'une rampe commune permet de maîtriser le temps d'injection. Le calculateur, en fonction des multiples informations envoyées par les différents capteurs, reçoit des signaux d'entrée et gère des sorties en fonction de critères de fonctionnement du moteur. Pour adapter la quantité de carburant, le calculateur agit soit sur la pression de carburant dans la rampe (valve du régulateur de pression et débit fourni par la pompe), soit sur la durée d'activation des électrovannes des injecteurs, en synchronisant bien sur ces actions. La quantité injectée dépend de la commande des électrovannes, de la vitesse d'ouverture et de la fermeture de l'aiguille de l'injecteur, de la pression de carburant dans le rail, de la quantité passée par l'injecteur et de la levée de l'aiguille. The present invention relates to the field of control of an internal combustion engine. More particularly, the invention relates to a method for improving the process of multiple injections of internal combustion engines. High pressure direct injection, via a common rail called common rail, has the advantage of greatly reducing the pollution rate of diesel engines. From the tank, the system is conventionally composed of a fuel heater, a filter, a feed pump, a shut-off valve, the high-pressure pump, the common boom comprising a sensor pressure and a pressure regulating valve, lines to the injectors, electromagnetic injectors and a fuel cooler to the return to the tank. The nozzle common to the injectors consists of a thick tube that can withstand very high pressures, carrying at its ends a pressure sensor and a pressure regulator. The latter receives and stores the high pressure fuel from the pump, it continuously supplies the injectors always under pressure. This pressure is regulated by the regulator which is controlled by the electronic unit according to a map in memory. A map is a set of data stored in the calculator. A map serves as a reference for the computer to optimally control its software called controller. 1 The use of a common rail makes it possible to control the injection time. The computer, according to the multiple information sent by the different sensors, receives input signals and manages outputs according to engine operating criteria. To adapt the amount of fuel, the computer acts either on the fuel pressure in the ramp (valve of the pressure regulator and flow delivered by the pump), or on the duration of activation of the solenoid valves of the injectors, synchronizing well on these actions. The quantity injected depends on the control of the solenoid valves, the speed of opening and closing of the injector needle, the fuel pressure in the rail, the quantity passed through the injector and the lifting of the needle.

Le succès technique et commercial des systèmes d'injection de carburant avec une rampe commune, est l'une des raisons les plus importantes de la croissance des moteurs diesel dans le marché automobile. Le facteur principal de ce succès est la flexibilité que ce système à rampe commune fournit en termes de paramètres d'injection comme le temps d'injection et la pression du carburant. Les systèmes d'injection modernes à rampe commune, permettent une combustion avec injections multiples. Les injections pilotes sont utiles pour réduire le bruit de combustion, particulièrement pendant l'opération à froid, et les émissions polluantes, particulièrement ceux de NOx et particules. A charge moyenne, le meilleur compromis est attendu avec une injection principale séparée en deux injections différentes. D'autre part, les injections tardives peuvent diminuer les émissions de NOx et favoriser la régénération des filtres à particules. Pour optimiser l'injection de carburant, un contrôleur, c'est-à-dire un logiciel du calculateur, reçoit des informations concernant le fonctionnement du moteur et les performances attendues, et en déduit la masse de carburant à injecter, de façon à optimiser le fonctionnement du moteur. État de la technique Pour ce faire, il est connu d'utiliser des cartographies moteur sur lesquelles le contrôleur se base pour effectuer le contrôle. Des cartographies sont un ensemble de valeurs discrètes établies avant le fonctionnement du moteur. On connaît par exemple les documents EP 1 344 923, US 5 609 140 et US 7 000 600, qui décrivent un dispositif pour contrôler l'injection de carburant pour un moteur à combustion interne. Ces dispositifs mettent en oeuvre une méthode dans laquelle on utilise des cartographies pour déterminer le temps d'injection nécessaire pour injecter une masse donnée de carburant. Cependant, ces cartographies correspondent à des points de fonctionnement statiques. De ce fait, en fonctionnement, les valeurs de réglage contenues dans les cartographies d'injections peuvent être caduques. En d'autres termes, alors que l'on souhaite injecter une masse M de carburant via un injecteur, une masse M', différente de M, sera effectivement injectée. Or la masse M est déterminée par un contrôleur, logiciel du calculateur, de façon à optimiser le fonctionnement du moteur. De plus, le nombre de données nécessaires pour renseigner des cartographies, même bidimensionnelles, est très important. Une approche alternative implique l'utilisation d'un capteur de la pression dans chaque tube d'injection. En conséquence, la correction des masses à injecter est possible avec beaucoup de précision. Néanmoins, cette solution pour moteurs multicylindres demande l'usage de plusieurs capteurs, par exemple à effet magnéto-elastique. Actuellement ces capteurs ne sont pas utilisés dans les moteurs et donc, même si leur coût est en baisse, leur introduction augmente la complexité du système. En plus, un contrôleur basé sur ces mesures doit être nécessairement haute fréquence, ce qui n'est pas toujours compatible avec la puissance des unités de contrôle embarquées dans le calculateur. Ainsi, l'objet de l'invention, est une méthode alternative pour améliorer le 25 processus d'injections des moteurs à combustion interne, permettant de s'affranchir de l'utilisation d'une cartographie moteur. L'invention est basée sur un modèle physique continu décrivant le procédé d'injection, dans lequel on définit une dépendance explicite entre les temps d'injection et la masse injectée, ainsi que sur une technique de calage prenant en compte la dérive 30 des caractéristiques physiques des injecteurs au cours du temps. The technical and commercial success of fuel injection systems with a common rail is one of the most important reasons for the growth of diesel engines in the automotive market. The main factor in this success is the flexibility that this common rail system provides in terms of injection parameters such as injection time and fuel pressure. Modern common-rail injection systems allow combustion with multiple injections. Pilot injections are useful for reducing combustion noise, especially during cold operation, and polluting emissions, particularly those of NOx and particulates. At medium load, the best compromise is expected with a separate main injection in two different injections. On the other hand, late injections can reduce NOx emissions and promote the regeneration of particulate filters. To optimize the fuel injection, a controller, that is to say a computer software, receives information on the operation of the engine and the expected performance, and deduces the mass of fuel to be injected, so as to optimize the operation of the engine. State of the art To do this, it is known to use engine maps on which the controller is based to perform the control. Mapping is a set of discrete values established before engine operation. For example, documents EP 1 344 923, US Pat. No. 5,609,140 and US Pat. No. 7,000,600 describe a device for controlling fuel injection for an internal combustion engine. These devices implement a method in which maps are used to determine the injection time required to inject a given mass of fuel. However, these maps correspond to static operating points. Therefore, in operation, the setting values contained in the injection maps may be obsolete. In other words, while it is desired to inject a mass M of fuel via an injector, a mass M ', different from M, will actually be injected. Now the mass M is determined by a controller, computer software, so as to optimize the operation of the engine. In addition, the number of data needed to map maps, even two-dimensional, is very important. An alternative approach involves the use of a pressure sensor in each injection tube. As a result, the correction of the masses to be injected is possible with great precision. However, this solution for multicylinder engines requires the use of several sensors, for example magneto-elastic effect. Currently these sensors are not used in engines and therefore, even if their cost is down, their introduction increases the complexity of the system. In addition, a controller based on these measurements must necessarily be high frequency, which is not always compatible with the power of the control units embedded in the computer. Thus, the object of the invention is an alternative method for improving the injection process of internal combustion engines, making it possible to dispense with the use of engine mapping. The invention is based on a continuous physical model describing the injection method, in which an explicit dependence between the injection times and the injected mass is defined, as well as on a calibration technique taking into account the drift of the characteristics. injectors over time.

La méthode selon l'invention L'invention concerne une méthode pour injecter une masse m de carburant via au moins un injecteur d'une rampe commune comportant plusieurs injecteurs et équipant un moteur à combustion interne. La méthode comporte les étapes suivantes : a.- on définit un modèle physique continu f, décrivant le procédé d'injection en terme de débit de masse à travers l'injecteur, dans lequel on définit une dépendance entre temps d'injection et masse injectée, en prenant en compte la pression dans ladite rampe commune ; b.-on mesure une pression pr dans ladite rampe commune ; c.- on détermine un temps t d'injection de carburant nécessaire pour injecter la masse m de carburant, à l'aide dudit modèle physique et de ladite pression pr ; d.-on injecte du carburant via l'injecteur pendant le temps t ; et e.- on prend en compte une évolution des injecteurs au cours du temps : - en déterminant une masse m* de carburant réellement injectée suite à l'étape d ; et si la masse de carburant réellement injectée est sensiblement différente de la masse m, on effectue une calibration dudit modèle physique continu f, de façon à ce que le temps t d'injection de carburant, déterminé par le modèle ainsi calibré, permette d'injecter réellement la masse m pendant le temps t. Selon un mode de réalisation, on peut effectuer la calibration du modèle pour tous les injecteurs de la rampe en même temps, en appliquant les étapes suivantes pour déterminer un nombre n de paramètres du modèle : on écrit pour n paliers de stabilisation de la charge du moteur, une équation 25 traduisant l'égalité de la masse de carburant telle que définie par le modèle et la masse de carburant réelle m* ; on résout ce système de n équations à n inconnues pour détermines les n paramètres du modèle. 420 Selon un autre mode de réalisation, on peut effectuer la calibration du modèle pour chaque injecteur de la rampe indépendamment, en déterminant un nombre n de paramètres du modèle par application des étapes suivantes pour chaque injecteur i : - on contrôle un calculateur du moteur de façon à ce qu'une différence de charge 5 demandée par un conducteur soit assurée par modification d'une quantité injectée uniquement sur l'injecteur i ; on détermine une différence de masse réelle réeUe.; injectée par l'injecteur i et une différence de temps St, d'injection de l'injecteur i, pour répondre à la demande du conducteur ; 10 - on écrit pour n paliers de stabilisation de la charge du moteur, une équation traduisant l'égalité de la masse de carburant injectée par l'injecteur i pendant le temps Sti telle que définie par le modèle, et la différence de masse réelle b-Q;,, réeäe, injectée par l'injecteur i ; - on résout ce système de n équations à n inconnues pour détermines les n paramètres 15 du modèle. On peut déterminer la masse de carburant réellement injectée m*, sur un point de fonctionnement du moteur où il n'y a pas de recirculation de gaz d'échappement, et au moyen d'une sonde de richesse positionnée sur une ligne d'échappement dudit moteur. 20 Enfin, selon l'invention, on peut définir le modèle f en appliquant le principe de conservation de la masse et le théorème de Bernoulli. On peut calibrer initialement ce modèle physique f à partir de mesures de consommation de carburant issues d'essais sur banc moteur avec injections simples. 25 D'autres caractéristiques et avantages de la méthode selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après. The method of the invention relates to a method for injecting a mass m of fuel via at least one injector of a common rail having a plurality of injectors and equipping an internal combustion engine. The method comprises the following steps: a.- a continuous physical model f, describing the injection process in terms of mass flow through the injector, in which a dependence between injection time and injected mass is defined. taking into account the pressure in said common rail; b.-it is measured a pressure pr in said common ramp; a fuel injection time t necessary to inject the mass m of fuel is determined using said physical model and said pressure pr; fuel is injected via the injector during the time t; and e.- one takes into account an evolution of injectors over time: - by determining a mass m * of fuel actually injected following step d; and if the mass of fuel actually injected is substantially different from the mass m, a calibration of said continuous physical model f is carried out, so that the fuel injection time, determined by the model thus calibrated, makes it possible to actually inject the mass m during the time t. According to one embodiment, the calibration of the model can be carried out for all the injectors of the ramp at the same time, by applying the following steps to determine a number n of parameters of the model: it is written for n levels of stabilization of the load of the engine, an equation 25 reflecting the equality of the fuel mass as defined by the model and the actual fuel mass m *; this system of n equations with n unknowns is solved to determine the n parameters of the model. According to another embodiment, it is possible to calibrate the model for each injector of the ramp independently, by determining a number n of model parameters by applying the following steps for each injector i: - one controls a computer of the engine of in such a way that a charge difference demanded by a conductor is ensured by modifying an injected quantity only on the injector i; a real effective mass difference is determined .; injected by the injector i and a time difference St, injection of the injector i, to meet the driver's request; N is written for n levels of stabilization of the engine load, an equation reflecting the equality of the fuel mass injected by the injector i during the time Sti as defined by the model, and the actual mass difference bQ ,,, injected by the injector i; this system of n equations with n unknowns is solved to determine the n parameters of the model. It is possible to determine the mass of fuel actually injected m *, at an operating point of the engine where there is no recirculation of exhaust gas, and by means of a wealth sensor positioned on an exhaust line. said engine. Finally, according to the invention, the model f can be defined by applying the principle of conservation of mass and Bernoulli's theorem. This physical model can initially be calibrated from fuel consumption measurements from engine bench tests with simple injections. Other features and advantages of the method according to the invention will appear on reading the following description of nonlimiting examples of embodiments, with reference to the appended figures and described below.

Présentation succincte des figures - La figure 1 illustre les étapes de la méthode selon l'invention pour prendre en compte l'évolution des injecteurs au cours du temps. - La figure 2 montre l'évolution d'une masse injectée Mi (mg) en fonction de la 5 durée d'injection tj ( s) pour six niveaux de pression de la rampe pr(l) à p,-(6). Description détaillée de la méthode Selon l'invention, on équipe le calculateur du moteur d'un contrôleur, comportant au moins un compensateur. Ce compensateur permet de déterminer les temps 10 d'injection nécessaires pour obtenir les masses de carburant souhaitées. La méthode selon l'invention, pour injecter du carburant via au moins un injecteur, comporte les étapes suivantes pour un injecteur donné : 1. détermination de la masse de carburant à injecter M. par l'injecteur i ; 2. détermination du temps ti d'injection du carburant par l'injecteur i, pour injecter 15 effectivement la masse M; , au moyen d'un modèle physique ; 3. injection du carburant par l'injecteur pendant le temps ti ; 4. recalibration du modèle physique continu 1. Détermination de la masse de carburant à injecter 20 Une masse de carburant à injecter M; est déterminée par un contrôleur de façon à optimiser le fonctionnement du moteur. Cette masse de carburant M; est déterminée en fonction des conditions de fonctionnement du moteur et des performances attendues. 2. Détermination du temps d'injection ti - pour obtenir la masse de carburant souhaitée 25 La valeur cherchée ti est la durée d'injection telle que le système physique réalise la masse exigée Mi. Pour ce faire, au lieu d'utiliser une cartographie statique, on construit un modèle physique décrivant le procédé d'injection en reliant le temps d'injection et la masse injectée. 6 On procède comme suit : on définit un modèle physique décrivant le procédé d'injection et fournissant une relation (fonctionnelle) explicite entre la masse injectée et le temps d'injection ; - on calibre le modèle ; - on applique le modèle. Définition d'un modèle physique continu Un modèle continu se distingue d'une cartographie, en ce qu'il permet de fournir des valeurs de paramètres souhaitées en continu, à chaque instant, lors du fonctionnement du moteur, et quelles que soient les valeurs d'entrée. Ce modèle peut donc s'appliquer lors du fonctionnement même du moteur. Au contraire, une cartographie constitue un ensemble de valeurs discrètes établies avant le fonctionnement du moteur, et pour un nombre restreint de valeurs d'entrée. Brief presentation of the figures - Figure 1 illustrates the steps of the method according to the invention to take into account the evolution of the injectors over time. FIG. 2 shows the evolution of an injected mass Mi (mg) as a function of the injection duration tj (s) for six pressure levels of the ramp pr (1) to p, - (6). DETAILED DESCRIPTION OF THE METHOD According to the invention, the engine computer of a controller is equipped with at least one compensator. This compensator makes it possible to determine the injection times necessary to obtain the desired fuel masses. The method according to the invention, for injecting fuel via at least one injector, comprises the following steps for a given injector: 1. determining the mass of fuel to be injected by the injector i; 2. determination of the time ti injection of fuel by the injector i, to effectively inject the mass M; , by means of a physical model; 3. fuel injection by the injector during the time ti; 4. recalibration of the continuous physical model 1. Determination of the mass of fuel to be injected 20 A mass of fuel to be injected M; is determined by a controller so as to optimize the operation of the motor. This fuel mass M; is determined based on engine operating conditions and expected performance. 2. Determination of the injection time ti - to obtain the desired fuel mass The sought value ti is the injection time such that the physical system realizes the required mass Mi. To do this, instead of using a cartography static, we build a physical model describing the injection process by connecting the injection time and the injected mass. The procedure is as follows: defining a physical model describing the injection process and providing an explicit (functional) relationship between the injected mass and the injection time; - the model is calibrated; - we apply the model. Definition of a continuous physical model A continuous model differs from a cartography, in that it allows to provide values of desired parameters continuously, at every moment, during the operation of the engine, and whatever the values of 'Entrance. This model can therefore be applied during the actual operation of the engine. On the contrary, a map constitutes a set of discrete values established before the operation of the engine, and for a limited number of input values.

Un modèle physique est un modèle qui se base sur une description des phénomènes physiques pour modéliser un phénomène particulier. Selon l'invention, le modèle décrivant le procédé d'injection dans un injecteur i est défini de façon à estimer une masse injectée M; en fonction d'une durée d'injection D,,, fi et de la pression dans la rampe pr : M; = .f (Pr'Du? , ) La fonction continue f (le modèle) doit être calibrée. De façon explicite, le modèle est construit de façon à décrire le procédé d'injection en terme de débit de masse à travers l'injecteur. Pour ce faire, on écrit que la masse injectée correspond à l'intégrale du débit de masse à travers l'injecteur, puis on applique le principe de conservation de la masse et le théorème de Bernoulli. Le théorème de Bernoulli exprime le bilan hydraulique simplifié d'un fluide dans une conduite. Ce théorème pose les bases de l'hydrodynamique et, d'une façon plus générale, (le la mécanique des fluides. Plus un modèle est précis, plus il est complexe. Un modèle trop complexe ne serait pas utilisable à bord d'un véhicule. Des hypothèses simplificatrices sont donc nécessaires. On peut admettre les hypothèses suivantes : 7 (i) on considère la pression d'injection constante pendant la durée d'injection et égale à la pression dans le rail, (ii) on représente la dynamique de l'aiguille avec une loi dynamique du premier ordre, et (iii) on linéarise l'influence de la pression sur le coefficient de décharge et sur la vitesse d'injection du carburant par rapport à la racine carré de la pression elle-même. On obtient alors le modèle suivant permettant de décrire le procédé d'injection : M. ~ ki(pr (t;ûto;)+ [e-D, (1) Avec : Pr : pression dans la rampe k.( x) T + c2 , , avec cl, ; et c2, , des paramètres additionnels du modèle tai : instant au dessous duquel il n'y a pas de masse de carburant injectée D; : un paramètre additionnel à calibrer Les paramètres du modèle à calibrer sont donc ci. c2, to, i , et D. A physical model is a model that is based on a description of physical phenomena to model a particular phenomenon. According to the invention, the model describing the injection method in an injector i is defined so as to estimate an injected mass M; depending on an injection time D ,,, fi and the pressure in the ramp pr: M; = .f (Pr'Du?,) The continuous function f (the model) must be calibrated. Explicitly, the model is constructed to describe the injection process in terms of mass flow through the injector. To do this, we write that the injected mass corresponds to the integral of the mass flow through the injector, then we apply the principle of conservation of the mass and Bernoulli's theorem. Bernoulli's theorem expresses the simplified hydraulic balance of a fluid in a pipe. This theorem lays the foundation for hydrodynamics and, more generally, for fluid mechanics The more precise a model is, the more complex it is: a model that is too complex would not be usable in a vehicle Simplifying assumptions are therefore necessary: The following hypotheses can be assumed: (i) we consider the injection pressure constant during the injection duration and equal to the pressure in the rail, (ii) we represent the dynamics of the needle with a first-order dynamic law, and (iii) the influence of the pressure on the discharge coefficient and on the injection speed of the fuel with respect to the square root of the pressure itself is linearized. We then obtain the following model to describe the injection process: M. ~ ki (pr (t; ûtt;) + [eD, (1) With: Pr: pressure in the ramp k. (X) T + c2 ,, with cl,; and c2,, additional parameters of the model tai: instant below which i there is no fuel mass injected D; : an additional parameter to be calibrated The parameters of the model to be calibrated are thus ci. c2, to, i, and D.

Calibration des paramètres Les paramètres du modèle utilisés dans le compensateur sont calibrés à partir des mesures de la consommation du carburant pendant des essais moteurs avec injections simples. On peut réaliser ces essais sur un banc moteur classique, en modifiant les paramètres d'un moteur monté sur un banc d'essai. De préférence, on utilise un banc dédié au système d'injection. Dans cette configuration, le système est isolé du reste du moteur, puis monté sur un banc. Cette configuration a l'avantage de pouvoir faire varier urt plus grand nombre de paramètres du système d'injection, et dans des gammes qui ne seraient pas forcément acceptables sur un moteur. On réalise ainsi plusieurs essais à différentes pressions de la rampe, pr. Un exemple d'une telle calibration est montré sur la figure 2. Cette figure montre une masse injectée M; (mg) en fonction de la durée d'injection t; ( s) pour six niveaux de pression de la rampe pr(i) à pr(6). Les lignes continues représentent des données expérimentales, tandis que les points représentent des sorties du modèle décrivant le procédé d'injection. L'erreur moyenne est au-dessous de 5%. Les paramètres du modèle calibrés sont : = 0.010, c2,; _ -0.183, to,; = 108 jas, et D; = 0.0015. Application des modèles paramétrés Le modèle physique, décrivant le procédé d'injection et ainsi paramétré, permet au compensateur de déterminer le temps d'injection ti nécessaire pour obtenir la masse de carburant. 3. Injection du carburant via l'injecteur pendant le temps ti On injecte du carburant pendant un temps ti via l'injecteur i, de façon à injecter la masse de carburant souhaitée. 4. Recalibration du modèle physique continu Les caractéristiques physiques des injecteurs diesels dérivent au cours de la vie du moteur. Ainsi, pour une même quantité injectée demandée, la quantité injectée réalisée sera différente pour un moteur neuf ou pour un moteur ayant 1000 heures de 15 fonctionnement. Ce phénomène est particulièrement sensible pour les petites quantités injectées (du type injection pilote). Ainsi, la qualité initiale de la dépollution du moteur évolue au cours de la vie du véhicule. Pour palier un tel problème, on peut imposer des niveaux de dépollution plus sévères que la norme pour s'assurer que le moteur respecte la norme après 80 000 km 20 par exemple. Selon l'invention, pour pallier ce problème, on prend en compte l'évolution des injecteurs au cours du temps en déterminant une masse m* de carburant réellement injectée, et si cette masse est sensiblement différente de la masse m que l'on souhaite injectée, on effectue une recalibration du modèle physique continu f, de façon à ce que 25 le temps t d'injection de carburant, déterminé par le modèle ainsi calibré, permette d'injecter réellement la masse m pendant le temps t. La figure 1 illustre les étapes de la méthode selon l'invention pour prendre en compte l'évolution des injecteurs au cours de la vie du moteur : on détermine la masse m de carburant à injecter. Au moyen du modèle physique continu f, défini entre autre 30 par les paramètres Cl, to et D, on détermine le temps t d'injection de carburant pour10 injecter effectivement la masse m. On mesure par ailleurs la masse m* de carburant réellement injectée pendant le temps t. Si l'égalité m m* est vérifiée, on poursuit le contrôle de l'injection en utilisant les mêmes valeurs de paramètres pour définir le modèle f. En revanche, si m≠m*, alors on recalibre les paramètres (Aci, Ato et AD) du modèle pour obtenir une meilleure estimation du temps t, nécessaire à l'injection de la masse m. Selon, un premier mode de réalisation, on recale le modèle physique continu sur tous les injecteurs en même temps. On considère que le même modèle s'applique à tous les injecteurs. Ainsi, les indices i sont supprimés. Détermination de la masse de carburant effectivement injectée par les injecteurs Pour déterminer la masse de carburant effectivement injectée par les injecteurs à la suite de l'étape 3, on peut utiliser une sonde de richesse placée sur la ligne d'échappement. Cette sonde de richesse permet de déterminer la composition des gaz à l'échappement. On se place ensuite sur un point de fonctionnement du moteur où il n'y a pas de recirculation des gaz d'échappement (EGR pour Exhaust gas recirculation ). On peut par exemple se placer sur un point de fonctionnement du moteur correspondant à une vitesse élevée sur autoroute. On connaît alors : - la masse d'air Qair passant par le moteur par cycle moteur : elle ne dépend que de la 20 perméabilité du moteur et du régime moteur ; - la richesse réelle des gaz à l'échappement 'reeue : elle est mesurée par la sonde de richesse ; - la masse de carburant théoriquement injectée par tous les injecteurs M =1Mi . Elle est connue par le calculateur du moteur. On détermine alors la richesse théorique des gaz à l'échappement : Calibration of the parameters The model parameters used in the compensator are calibrated from the fuel consumption measurements during engine tests with simple injections. These tests can be performed on a conventional engine test bench by modifying the parameters of a motor mounted on a test bench. Preferably, a bench dedicated to the injection system is used. In this configuration, the system is isolated from the rest of the engine and then mounted on a bench. This configuration has the advantage of being able to vary urt more parameters of the injection system, and in ranges that would not necessarily be acceptable on an engine. Several tests are thus carried out at different pressures of the ramp, pr. An example of such a calibration is shown in Figure 2. This figure shows an injected mass M; (mg) depending on the injection time t; (s) for six pressure levels of the ramp pr (i) to pr (6). The solid lines represent experimental data, while the dots represent outputs of the model describing the injection process. The average error is below 5%. The calibrated model parameters are: = 0.010, c2,; _ -0.183, to ,; = 108 jas, and D; = 0.0015. Application of the parameterized models The physical model, describing the injection process and thus parameterized, allows the compensator to determine the injection time ti necessary to obtain the mass of fuel. 3. Fuel injection via the injector during the time ti Fuel is injected for a time ti via the injector i, so as to inject the desired fuel mass. 4. Recalibration of the Continuous Physical Model The physical characteristics of the diesel injectors are derived during the life of the engine. Thus, for the same injected quantity requested, the injected quantity produced will be different for a new engine or for a motor having 1000 hours of operation. This phenomenon is particularly sensitive for small amounts injected (pilot injection type). Thus, the initial quality of the engine depollution evolves during the life of the vehicle. To overcome such a problem, we can impose levels of pollution more severe than the standard to ensure that the engine meets the standard after 80 000 km 20 for example. According to the invention, to overcome this problem, the evolution of the injectors over time is taken into account by determining a mass m * of fuel actually injected, and if this mass is substantially different from the mass m that is desired When injected, the continuous physical model f is recalibrated, so that the fuel injection time t, determined by the model thus calibrated, makes it possible to actually inject the mass m during the time t. FIG. 1 illustrates the steps of the method according to the invention to take into account the evolution of the injectors during the life of the engine: the mass m of fuel to be injected is determined. Using the continuous physical model f, defined inter alia by parameters C1, to and D, the fuel injection time t is determined to effectively inject the mass m. The mass m * of fuel actually injected during the time t is also measured. If the equality m m * is satisfied, the control of the injection is continued using the same parameter values to define the model f. On the other hand, if m ≠ m *, then one recalibrates the parameters (Aci, Ato and AD) of the model to obtain a better estimate of the time t, necessary to the injection of the mass m. According to a first embodiment, the continuous physical model is recalibrated on all the injectors at the same time. It is considered that the same model applies to all injectors. Thus, the indices i are deleted. Determining the Fuel Mass Effectively Injected by the Injectors To determine the mass of fuel actually injected by the injectors following step 3, it is possible to use a wealth sensor placed on the exhaust line. This wealth probe makes it possible to determine the composition of the exhaust gases. It is then placed on an operating point of the engine where there is no exhaust gas recirculation (EGR for Exhaust gas recirculation). For example, a motor operating point corresponding to a high speed on the highway can be set. The following is known: the Qair air mass passing through the engine per engine cycle: it depends only on the permeability of the engine and the engine speed; - the real wealth of exhaust gas' reeue: it is measured by the wealth probe; the mass of fuel theoretically injected by all the injectors M = 1Mi. It is known by the engine calculator. The theoretical richness of the exhaust gases is then determined:

(I)th = Vf5. M , où WS est le pouvoir comburivore du carburant. Qair Enfin, on en déduit la masse de carburant réellement injectée par les injecteurs : 25 _ reelle Qin j _ reelle = eh. - ~s On appelle masse de carburant injectée, la masse de carburant injectée par cycle moteur. Correction du modèle physique A partir de la quantité de carburant injectée, déterminée par le modèle, et la quantité réelle de carburant injectée (déterminée par la sonde de richesse), on calibre les paramètres du modèle physique de façon à ce que la quantité de carburant injectée déterminée par le modèle soit sensiblement égale à la quantité réelle : ,.celle M . On effectue cette calibration du modèle pour tous les injecteurs de la rampe en 10 même temps, en appliquant les étapes suivantes pour déterminer un nombre n de paramètres du modèle : on écrit pour n paliers de stabilisation de la charge du moteur, une équation traduisant l'égalité de la masse de carburant telle que définie par le modèle, et la masse de carburant réelle m* ; 15 - on résout ce système de n équations à n inconnues pour déterminer les n paramètres du modèle. On suppose que tous les paramètres du modèle sont connus quand le moteur est à l'état neuf. Les paramètres que l'on cherche à recaler sont cl, to et D. On suppose que c2 20 n'évolue pas au cours du temps. Les paramètres pr et t sont connus par le calculateur. On définit un système de trois équations à trois inconnues, pour déterminer les trois inconnues ci, to et D de façon à ce que : Qi,j reeue = M . Pour ce faire, on peut utiliser trois paliers stabilisés de charge du moteur, ce qui conduit au système d'équations suivant : (Qinj - réelle )i (Qn j _réelle )2 (Qinj _ réelle )3 k(pr \ (t ù )+ - [e-D("° Ir I û to)+ - [e-D(t-r,,)-1 û t + D [e-D(,-fis)-i 13 Les indices 1, 2 et 3 indiquent les valeurs obtenues pour les trois paliers. L'inversion de ce système permet le calcul des paramètres ci, to et D. L'utilisation de ces paramètres recalés, permet donc d'adapter le temps d'activation des injecteurs à l'évolution des injecteurs au cours du temps afin que la quantité de carburant injectée corresponde à la quantité demandée. Selon, un second mode de réalisation, on recale le modèle physique continu sur chaque injecteur indépendamment. En effet, les injecteurs ne dérivent pas nécessairement tous de la même façon, et il peut être judicieux de vouloir recaler les lois d'injecteurs (modèle physique continu), injecteur par injecteur. On décrit ci-après la méthode pour recaler la loi de l'injecteur du cylindre i, à reproduire ensuite pour recaler tous les autres cylindres. Détermination de la masse de carburant effectivement injectée par les injecteurs Comme pour le cas du recalage de tous les injecteurs en même temps (premier mode de réalisation), on détermine la masse de carburant effectivement injectée au moyen d'une sonde de richesse placée sur la ligne d'échappement. On connaît alors : - la masse d'air Qair passant par le moteur sur un cycle moteur : elle ne dépend que de la perméabilité du moteur et du régime moteur ; - la richesse réelle des gaz à l'échappement 1réeIle : elle est mesurée par la sonde de richesse ; - la masse de carburant théoriquement injectée par chacun des injecteurs : M, . Elle est connue par le calculateur du moteur. (I) th = Vf5. M, where WS is the comburivorous power of fuel. Qair Finally, we deduce the fuel mass actually injected by the injectors: 25 _ real Qin j _ real = eh. Fuel mass injected is the mass of fuel injected per engine cycle. Correction of the physical model From the quantity of fuel injected, determined by the model, and the actual quantity of injected fuel (determined by the wealth probe), the parameters of the physical model are calibrated so that the quantity of fuel injected determined by the model is substantially equal to the actual amount:. This calibration of the model is carried out for all the injectors of the ramp at the same time, by applying the following steps to determine a number n of the parameters of the model: one writes for n stages of stabilization of the load of the engine, an equation expressing the equal fuel mass as defined by the model, and the actual fuel mass m *; This system of n equations with n unknowns is solved to determine the n parameters of the model. It is assumed that all model parameters are known when the engine is in new condition. The parameters we are trying to recalibrate are cl, to and D. It is assumed that c2 20 does not evolve over time. The pr and t parameters are known by the calculator. We define a system of three equations with three unknowns, to determine the three unknowns ci, to and D so that: Qi, j reeue = M. To do this, one can use three stabilized load stages of the motor, which leads to the following system of equations: (Qinj - real) i (Qn j _real) 2 (Qinj _ real) 3 k (pr \ (t ù ) + - [eD ("° Ir I û to) + - [eD (tr ,,) - 1 + t + D [eD (, - fis) -i 13 The indices 1, 2 and 3 indicate the values obtained for The inversion of this system allows the calculation of the parameters ci, to and D. The use of these parameters adjusted, allows to adapt the activation time of the injectors to the evolution of the injectors during the time for the quantity of fuel injected to correspond to the quantity requested, according to a second embodiment, the continuous physical model is recalibrated on each injector independently, because the injectors do not necessarily all behave in the same way, and may be judicious to want to readjust the injector laws (continuous physical model) injector by injector. ode to reset the law of the injector cylinder i, then reproduce to reset all other cylinders. Determination of the fuel mass actually injected by the injectors As for the case of the registration of all the injectors at the same time (first embodiment), the mass of fuel actually injected is determined by means of a wealth probe placed on the exhaust line. We then know: - the Qair air mass passing through the engine on an engine cycle: it depends only on the permeability of the engine and the engine speed; - the real wealth of exhaust gas 1rule: it is measured by the wealth probe; the mass of fuel theoretically injected by each of the injectors: M,. It is known by the engine calculator.

On détermine alors, la richesse théorique des gaz à l'échappement : 1Mi = yrs. ' , où WS est le pouvoir comburivore du carburant. Qair Enfin, on en déduit la quantité de carburant réellement injectée par les injecteurs : _ reelle Qinj reelle = Qair . "s Correction du modèle physique A partir de la quantité de carburant injectée, déterminée par le modèle, et de la quantité réelle de carburant injectée (déterminée par la sonde de richesse), on recale les paramètres du modèle physique de façon à ce que, pour chaque injecteur i, la quantité de carburant injectée déterminée par le modèle soit égale à la quantité réelle : _reelle.i = Mi On suppose que tous les paramètres du modèle sont connus quand le moteur est à l'état neuf. Les paramètres que l'on cherche à recaler sont cl,;, to,i et Di. On suppose que C2.i n'évolue pas au cours de la vie du moteur. Les paramètres pr et ti sont connus par le calculateur. On définit un système de trois équations à trois inconnues, pour déterminer les trois inconnues ci,;, to,i et D; de façon à ce que : Q,,,j reelle i = M, . Cependant, la valeur de Qin] réelle,i est inconnue : cette valeur n'est pas nécessairement égale à Qinj_réelle divisée par le nombre d'injecteurs, étant donné que les injecteurs ont pu évoluer différemment les uns des autres. Pour pallier ce problème, on assure, au moins une fois, les différences de charge demandées par le conducteur par modification de la quantité injectée uniquement sur l'injecteur n°i. Grâce à la sonde de richesse, on détermine alors la différence de quantité injectée par l'injecteur n°i, que l'on note BQinj reeue,; . Cette différence de quantité est réalisée par une différence de temps d'activation de l'injecteur n°i notée : 8t;. Puis, en utilisant à nouveau trois paliers stabilisés de charge du moteur, on peut écrire le système d'équations suivant : i (I/ç l ki (Pr St, + [e °; (r, +Brrr...;) D; (t,ùt,,,, ( ) ) J Qirj réelle,; _ e 111 /1 (SQinj _ réelle,i )2 ù ki (Pr Sti + [e'''') ù e°; (r; 4.,;) I J /2 D réelle' l )3 ki (pr St. + 1 [eD( -') ù eù° r; ru.r 1 Di J / 3 Les indices 1, 2 et 3 indiquent les valeurs obtenues pour les trois paliers. L'inversion de ce système permet le calcul des paramètres ci,i, to,i et D; pour l'injecteur i. The theoretical richness of the exhaust gases is then determined: 1Mi = yrs. ', where WS is the comburivorous power of fuel. Qair Finally, we deduce the amount of fuel actually injected by the injectors: _ real Qinj real = Qair. "s Correction of the physical model From the quantity of fuel injected, determined by the model, and the actual quantity of injected fuel (determined by the richness probe), the parameters of the physical model are adjusted so that, for each injector i, the quantity of fuel injected determined by the model is equal to the actual quantity: _reelle.i = Mi It is assumed that all the parameters of the model are known when the engine is in the new state. 'we try to reset are cl,;, to, i and Di. It is assumed that C2.i does not evolve during the life of the engine.The parameters pr and ti are known by the calculator. three equations with three unknowns, to determine the three unknowns ci,;, to, i and D, so that: Q ,,, j real i = M, However, the value of Qin] real, i is unknown : this value is not necessarily equal to Qinj_real divided by the number of i njectors, since the injectors could evolve differently from each other. To overcome this problem, it ensures, at least once, the load differences requested by the driver by changing the amount injected only on the injector No. i. Thanks to the richness probe, the difference in quantity injected by the injector n ° i, which is noted BQinj reeue, is then determined; . This difference in quantity is achieved by a difference in activation time of the injector No. i noted: 8t ;. Then, again using three stabilized load stages of the motor, we can write the following system of equations: i (I / ç l ki (Pr St, + [e °; (r, + Brrr ...;) D; (t, ùt ,,,, ()) J Qirj real, _ _ e 111/1 (SQinj _ real, i) 2 ù ki (Pr Sti + [e '' '') ù e °; (r 4),)) IJ / 2 D real 'l) 3 ki (pr St. + 1 [eD (-') ù eù ° r; ru.r 1 Di J / 3 The indices 1, 2 and 3 indicate the values obtained for the three levels The inversion of this system allows the calculation of the parameters ci, i, to, i and D, for the injector i.

Ainsi, selon ce mode de réalisation, on effectue la calibration du modèle pour chaque injecteur de la rampe indépendamment, en appliquant les étapes suivantes pour déterminer un nombre n de paramètres du modèle : on contrôle le calculateur de façon à ce qu'une différence de charge demandée par le conducteur soit assurée par modification de la quantité injectée uniquement sur l'injecteur i ; on détermine la différence de masse réelle SQinj réelle,; lnjectee par l'injecteur i et la différence de temps St; d'injection de l'injecteur i, pour répondre à la demande du conducteur ; on écrit pour n paliers de stabilisation de la charge du moteur, l'équation traduisant l'égalité de la masse de carburant injectée par l'injecteur i pendant le temps Sti telle que définie par le modèle, et la différence de masse réelle SQinj_réelle,, injectée par l'injecteur i ; on résout ce système de n équations à n inconnues pour détermines les n paramètres du modèle. Thus, according to this embodiment, the calibration of the model is carried out for each injector of the ramp independently, by applying the following steps to determine a number n of parameters of the model: the computer is controlled so that a difference of charge requested by the driver is ensured by changing the quantity injected only on the injector i; the real mass difference SQinj is determined; injected by the injector i and the time difference St; injection of the injector i, to meet the demand of the driver; n is written for n load stabilization stages of the engine, the equation reflecting the equality of the fuel mass injected by the injector i during the time Sti as defined by the model, and the real mass difference SQinj_real, injected by the injector i; this system of n equations with n unknowns is solved to determine the n parameters of the model.

L'utilisation de ces paramètres recalés, permet donc d'adapter le temps d'activation de l'injecteur i à l'évolution de cet injecteur au cours du temps afin que la quantité de carburant injectée corresponde à la quantité demandée. Il suffit de répéter l'opération indépendamment pour chaque injecteur du moteur pour procéder au recalage de tous les injecteurs. The use of these parameters adjusted, therefore allows to adapt the activation time of the injector i to the evolution of this injector over time so that the amount of fuel injected corresponds to the requested amount. Simply repeat the operation independently for each injector of the engine to proceed with the registration of all the injectors.

Selon un autre mode de réalisation, le recalage du modèle physique continu est mis en oeuvre uniquement si l'écart est trop important entre (Dréelle et Dth. According to another embodiment, the registration of the continuous physical model is implemented only if the difference is too large between (Dréelle and Dth.

Avantages L'utilisation d'un modèle physique permet d'extrapoler dans des zones de fonctionnement où une caractérisation expérimentale du système hors ligne n'est pas possible, ou n'est pas pratique à obtenir. Les temps de caractérisation sont réduits avec un modèle paramétrique. Advantages The use of a physical model makes it possible to extrapolate in operating zones where an experimental characterization of the offline system is not possible, or is not practical to obtain. The characterization times are reduced with a parametric model.

La nature paramétrique du modèle permet d'isoler les effets des phénomènes principaux et leur influence sur le processus global. Tandis que les variables d'influence sont explicitement prises en compte dans le modèle, les effets permanents de la géométrie, de la fabrication, etc., du système sont réduits dans quelques paramètres à calibrer. Le nombre de ces paramètres est beaucoup plus petit que le nombre de données nécessaires pour renseigner des cartographies même bidimensionnelles. La distinction entre les différents injecteurs des moteurs multicylindres est naturellement réalisée en différenciant les paramètres de chaque modèle pour chaque injecteur. Enfin, l'utilisation de capteurs spéciaux n'est pas nécessaire. The parametric nature of the model isolates the effects of the main phenomena and their influence on the overall process. While the influence variables are explicitly taken into account in the model, the permanent effects of the geometry, manufacturing, etc., of the system are reduced in some parameters to be calibrated. The number of these parameters is much smaller than the number of data needed to fill two-dimensional maps. The distinction between the various injectors of the multicylinder engines is naturally achieved by differentiating the parameters of each model for each injector. Finally, the use of special sensors is not necessary.

Claims

REVENDICATIONS1. Method for injecting a mass m of fuel via at least one injector of a common rail comprising a plurality of injectors and equipping an internal combustion engine, characterized in that it comprises the following steps: a.- a continuous physical model is defined f, describing the injection method in terms of mass flow through the injector, wherein a dependency between injection time and injected mass is defined, taking into account the pressure in said common ramp; B. A pressure p is measured. in said common rail; a fuel injection time t necessary to inject the mass m of fuel is determined using said physical model and said pressure p 1. ; d.- fuel is injected via the injector during the time t; and e.- one takes into account an evolution of the injectors over time: - by determining a mass m * of fuel actually injected following step d; and if the fuel mass actually injected is substantially different from the mass m, a calibration of said continuous physical model f is carried out so that the fuel injection time, determined by the model thus calibrated, makes it possible to actually inject the mass m during the time t.

2. Method according to claim 1, in which the calibration of the model is carried out for all the injectors of the ramp at the same time, by applying the following steps to determine a number n of the parameters of the model: - one writes for n levels of stabilization the engine load, an equation 25 reflecting the equality of the fuel mass as defined by the model and the actual fuel mass m *; this system of n equations with n unknowns is solved to determine the n parameters of the model.

3. Method according to claim 1, in which the calibration of the model is carried out for each injector of the ramp independently, by determining a number n of parameters of the model by applying the following steps for each injector i: - one controls an engine calculator so that a load difference requested by a driver is ensured by changing an injected quantity only on the injector i; - A real mass difference 8Q ,, L is determined, injected by the injector i and a time difference injected injection injector i, to meet the demand of the driver; it is written for n levels of stabilization of the load of the engine, an equation reflecting the equality of the mass of fuel injected by the injector i during the time 8t; as defined by the model, and the actual actual mass difference, injected by the injector i; This system of n equations with n unknowns is solved to determine the n parameters of the model.

4. Method according to one of the preceding claims, wherein the mass of fuel actually injected m * is determined on an operating point of the engine where there is no recirculation of exhaust gas, and by means of a wealth sensor positioned on an exhaust line of said engine.

5. Method according to one of the preceding claims, wherein said model f is defined by applying the principle of conservation of the mass and the Bernoulli theorem.

The method of one of the preceding claims, wherein said physical model is initially calibrated from fuel consumption measurements from engine test with single injections.