FR2974856A3 - Procede de controle d'injection a post-injection cumulee deportee - Google Patents

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Abstract

Procédé de contrôle d'injection des cycles d'un moteur diesel équipé d'un filtre à particules comportant un premier nombre (N) total de chambres de combustion alimentées chacune par un injecteur délivrant une première quantité minimale de carburant, une cartographie d'injection théorique proposant par cycle au moins une étape de post-injection (POST) au cours de laquelle une deuxième quantité théorique de carburant, inférieure à la première quantité devrait être injectée dans chaque chambre pour élever la température du filtre, caractérisé en ce qu'il comporte au moins : - pour un deuxième nombre (n) inférieur au premier nombre (N) de chambres, des cycles dit "combinés" au cours des étapes de post injection (POST) desquels on injecte dans chacune desdites (n) chambres une quantité de carburant égale au produit du premier nombre (N) de chambres de combustion et de la deuxième quantité de carburant déterminée, divisé par le deuxième nombre (n), - pour les chambres de combustion restantes, des cycles sans post-injection (POST).

Description

i "Procédé de contrôle d'injection à post-injection cumulée déportée" L'invention concerne un procédé de contrôle d'injection au cours des cycles de fonctionnement d'un moteur diesel.
L'invention concerne plus particulièrement un Procédé de contrôle d'injection au cours des cycles de fonctionnement d'un moteur diesel équipé d'un filtre à particules et comportant un premier nombre total de chambres de combustion alimentées par un système d'injection, notamment de type à rail commun, io comportant chacune un injecteur susceptible de délivrer lors de chaque injection une première quantité minimale déterminée de carburant associée à une première durée minimale d'injection de carburant, ledit procédé obéissant à une cartographie d'injection théorique prédéterminée proposant pour chaque cycle de chacune 15 des chambres de combustion une étape principale d'injection de carburant destiné à participer à la combustion au sein de ladite chambre de combustion et au moins une étape de post-injection de carburant, séparée de l'étape principale par un intervalle de temps déterminé, au cours de laquelle une deuxième quantité 20 théorique de carburant déterminée, associée à une deuxième durée d'injection de carburant inférieure à la première durée, est injectée dans chaque chambre pour fournir du carburant au filtre à particules afin de provoquer son élévation de température. Un tel procédé de commande est connu de l'état de la 25 technique. En particulier, le document EP-1.541.844 décrit et représente un tel procédé. Dans ce document, un calculateur calcule la quantité adéquate de carburant devant être nécessairement injectée dans 30 toutes les chambres de combustion au cours d'une ou plusieurs étapes de post-injection de carburant afin de provoquer l'amorçage du filtre à particules du véhicule.
Selon les conditions de roulage du véhicule, la quantité de carburant devant être nécessairement injectée au cours de l'étape de post-injection de carburant peut être inférieure au débit minimum pouvant être effectivement réalisé par les injecteurs.
En ce cas, au cours de l'étape de post-injection de carburant le calculateur déclenche à chaque cycle l'injection effective dans toutes les chambres de combustion d'une quantité de carburant correspondant à la quantité minimale de carburant pouvant être injectée par les injecteurs.
La conséquence de cette injection est d'une part une consommation inutile de carburant associée à un niveau de pollution élevé. D'autre part, une autre conséquence de cette injection est une dilution élevée du film d'huile sur les parois des chambres de combustion. Le film d'huile présent sur les parois des chambres de combustion est dilué par le carburant injecté et il en résulte donc un défaut de lubrification du moteur. L'invention propose de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé du type décrit précédemment au cours duquel l'injection qui devrait être réalisée au cours de l'étape de post-injection dans toutes les chambres de combustion est reportée dans certaines chambres de combustion seulement de manière que la quantité de carburant injectée effectivement dans les chambres concernées au cours des étapes de post-injection corresponde à la quantité de carburant théoriquement injectée sur la totalité des chambres au cours des étapes de post-injection. Dans ce but, l'invention propose un procédé du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le procédé comporte au moins : - pour un deuxième nombre de chambres de combustion, inférieur au premier nombre total de chambres de combustion du moteur, des cycles dit "combinés" comportant chacun une étape principale d'injection de carburant et comportant au moins une étape de post-injection, au cours de chacun desquels on injecte dans chacune desdites chambres une quantité de carburant égale au produit du premier nombre de chambres de combustion et de la deuxième quantité de carburant associée à la deuxième durée théorique d'injection de carburant déterminée, divisé par le deuxième nombre desdites chambres de combustion, - pour un troisième nombre de chambres de combustion restantes, correspondant à la différence des premier et deuxième nombres, des cycles dits "simples" comportant chacun une étape io principale d'injection de carburant, et dépourvus d'étape de post-injection, pour que la quantité totale de carburant injectée en post-injection, correspondant à une injection optimale théorique effectuée dans le premier nombre total de chambres de 15 combustion, corresponde sensiblement au produit du premier nombre total de chambres de combustion et de la deuxième quantité théorique de carburant déterminée associée à la deuxième durée théorique d'injection. Selon d'autres caractéristiques du procédé : 20 - chaque cycle dit "combiné" comporte une étape principale d'injection de carburant et une étape de post-injection au cours de laquelle on réalise un nombre déterminé d'injections successives, chacune d'elles d'une quantité supérieure ou égale à la première quantité minimale déterminée de carburant associée à la première 25 durée minimale d'injection de carburant, et d'une quantité de carburant totale, correspondant à une injection optimale théorique effectuée dans le premier nombre total de chambres de combustion, égale audit produit, - le nombre déterminé d'injections successives est 30 déterminé de manière à minimiser la quantité de carburant injecté à chaque injection, pour limiter le phénomène de dilution du carburant injecté dans l'huile moteur, - la deuxième quantité théorique de carburant déterminée associée à la deuxième durée d'injection de carburant est établie par la cartographie d'injection théorique prédéterminée en réponse à des informations représentatives du fonctionnement du moteur, notamment une information de régime, une information de couple indiqué, une information de température en entrée du filtre à particules, une information de température en entrée d'un turbocompresseur associé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Io apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un diagramme schématique représentant les injections effectuées au cours d'une série de cycles pour un 15 moteur à quatre cylindres selon un procédé connu de l'état de la technique ; - la figure 2 est un diagramme schématique représentant à titre d'exemple les injections effectuées au cours d'une série de cycles pour un moteur à quatre cylindres selon un premier mode 20 d'exécution du procédé de l'invention, - la figure 3 est un diagramme schématique représentant les injections effectuées au cours d'une série de cycles pour un moteur à quatre cylindres selon un second mode d'exécution du procédé de l'invention, 25 Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 un diagramme illustrant un les cycles d'injection Cl, C2, C3, C4 d'un moteur diesel à quatre 30 cylindres piloté par un procédé conforme à l'invention. Le moteur comporte un premier nombre total de chambres de combustion s'élevant ici à quatre mais cette configuration n'est pas représentative de l'invention.
Dans l'exemple représenté, il sera compris que au moins deux cycles sont décalés l'un par rapport à l'autre. Le décalage pouvant intervenir de manière différente d'un moteur par rapport à l'autre, il n'a pas été représenté à la figure 1. Les cycles Cl à C4 ont donc été représentés superposés les uns aux autres, bien qu'ils soient en réalité chronologiquement décalés pour permettre un fonctionnement régulier du moteur. Comme l'illustre la figure 1, chaque cycle comporte : - au moins une injection principale PRINC effectuée io sensiblement lorsque le piston de la chambre associée atteint le point mort haut, - une pré-injection PRE, intervenant avant l'injection principale PRINC, et effectuée suffisamment près de l'injection principale PRINC pour réaliser une continuité de combustion avec 15 l'injection principale PRINC, - une injection SUIV suivant l'injection principale PRINC, qui est effectuée suffisamment près de l'injection principale PRINC pour réaliser la continuité de la combustion avec l'injection principale PRINC ; 20 - une pré-injection PILOTE, précédant la pré-injection PRE, qui intervient lorsque le piston de la chambre associée est en phase de compression et est agencé sensiblement en avance du point mort haut de sorte qu'elle ne participe pas à la combustion du combustible injecté pendant la pré-injection PRE, 25 - au moins une injection POST suivant l'injection SUIV, et effectuée avec un retard déterminé par rapport au point mort haut pour ne pas participer à la combustion du combustible injecté pendant l'injection SUIV. Pour chaque injecteur, la quantité de carburant délivré est 30 sensiblement proportionnelle à la durée de l'injection correspondante. Chaque injecteur est susceptible de délivrer lors de chaque injection une première quantité minimale déterminée de carburant associée à une première durée minimale d'injection de carburant TINJMIN. L'injection POST devrait être réalisée pour toutes les chambres de combustion Cl, C2, C3 et C4 suivant la représenta- tion en pointillés avec un débit théorique associé à une deuxième durée TPOSTH d'injection de carburant inférieure à la première durée TINJMIN, représentée en abscisses sur la figure 1. Ceci n'étant pas possible, l'injection réelle POST est réalisée suivant la représentation en traits forts avec un débit réel associé à une durée TINJ, représentée en abscisses sur la figure 1, qui est ici égal à la durée minimum TINJMIN pouvant effectivement réalisé par l'injecteur. La conséquence de cette injection est d'une part une consommation inutile de carburant associée à un niveau de 15 pollution élevé. D'autre part, une autre conséquence de cette injection est une dilution élevée du film d'huile sur les parois des chambres de combustion. Le film d'huile présent sur les parois des chambres de combustion est dilué par le carburant injecté et il en résulte 20 donc un défaut de lubrification des chambres de combustion. L'invention propose de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé du type décrit précédemment au cours duquel au cours duquel l'injection qui devrait être réalisée au cours de l'étape de post-injection dans toutes les chambres de 25 combustion est reportée dans certaines chambres de combustion seulement de manière que la quantité de carburant injectée effectivement dans les chambres concernées au cours des étapes de post-injection corresponde à la quantité de carburant théoriquement injectée sur la totalité des chambres au cours des 30 étapes de post-injection. Dans ce but, l'invention propose un procédé du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le procédé comporte au moins : - pour un deuxième nombre de chambres de combustion, inférieur au premier nombre total des chambres de combustion du moteur, des cycles dit "combinés" comportant chacun une étape principale d'injection de carburant PRINC et comportant au moins une étape de post-injection POST, au cours de chacun desquels on injecte dans chacune desdites chambres une quantité de carburant égale au produit du premier nombre N de chambres de combustion et de la deuxième quantité de carburant associée à la deuxième durée théorique TPOSTH d'injection de carburant io déterminée, divisé par le deuxième nombre desdites chambres de combustion, - pour un troisième nombre de chambres de combustion restantes, correspondant à la différence des premier et deuxième nombres, des cycles dits "simples" comportant chacun une étape 15 principale d'injection de carburant et dépourvus d'étape de post- injection, pour que la quantité totale de carburant injectée en post-injection, ramenée au premier nombre total de chambres de combustion, corresponde sensiblement au produit du premier nombre total de 20 chambres de combustion et de la deuxième quantité théorique de carburant déterminée associée à la deuxième durée théorique TPOSTH d'injection. La figure 2 illustre une série de cycles Cl, C2, C3, et C4 selon ce procédé. 25 Dans cette configuration on utilise, à titre d'exemple et de manière non limitative de l'invention, un moteur à quatre chambres de combustion équipé d'injecteurs susceptibles dont le débit minimal associé à la première durée minimale d'injection TINJMIN, est de lmg par injection. 30 Dans cette configuration, la cartographie d'injection propose pour les cycles Cl à C4, au cours de des étapes de post-injection de carburant POST, une quantité totale théorique de carburant à injecter de 3mg, ce qui correspond à une deuxième quantité de carburant de 0.75 mg de carburant, associé à une durée théorique TPOSTTH, qui a été représentée en pointillés, mais qui n'est pas réalisable en pratique, notamment du fait d'une dure minimale d'activation de l'injecteur correspondant.
La deuxième durée théorique associée à la deuxième quantité théorique de carburant déterminée est établie par la cartographie d'injection théorique prédéterminée en réponse à des informations représentatives du fonctionnement du moteur, notamment une information de régime, une information de couple lo indiqué, une information de température en entrée du filtre à particules, une information de température en entrée d'un turbocompresseur associé. Selon le procédé objet de l'invention, comme l'illustre en traits forts le diagramme de la figure 2 : 15 - pour la chambre associée au cycle Cl, le procédé détermine des cycles dit "combinés" comportant chacun une étape principale d'injection de carburant PRINC et comportant au moins une étape de post-injection POST, au cours de chacun desquels on injecte une quantité de carburant égale au produit du nombre 20 de chambres par la deuxième quantité de 0,75 mg soit 3mg. - pour les trois chambres de combustion restantes associés aux cycles C2 à C4, le procédé détermine des cycles dits "simples" comportant chacun une étape principale d'injection de carburant PRINC, et dépourvus d'étape de post-injection. 25 Ici, il n'aurait pas été possible d'injecter la quantité désirée associée à la durée TPOSTTH de 3mg dans les quatre chambres de combustion, car elle était inférieure à la quantité minimale injectable. Par ailleurs, l'injection de la quantité minimale de 30 carburant associée à la durée TINJMIN délivrée par chaque injecteur aurait conduit à une injection de 4mg, ce qui aurait conduit à injecter du carburant en excès par rapport aux préconisations de la cartographie.
Ce problème est résolu en effectuant l'injection sur la seule chambre Cl. Au total, avec le procédé objet de l'invention on aura donc injecté, ramené sur les quatre cycles Cl à C4, une quantité de 3mg par cycle, ce qui correspond à la proposition théorique de la cartographie d'injection, et l'injection réelle réalisée sur le seul cycle Cl aura pu être réalisée puisqu'elle est supérieur à la quantité minimale pouvant être injectée. L'avantage majeur du procédé est de permettre de n'injecter que la quantité de carburant nécessaire au bon fonctionnement du filtre à particules, ce qui limite les risques de pollution et le phénomène de dilution du carburant injecté dans l'huile moteur, donc les risques de mauvaise lubrification des chambres de combustion.
Bien entendu, il sera compris, en variante (non représentée) que l'étape de post-injection POST aurait pu être répartie sur deux cycles, par exemple avec un débit injecté de 1,5 mg de carburant réparti sur les cycles mixtes Cl et C2, les cycles C3 et C4, étant alors des cycles simples, ou encore avec un débit injecté de l mg de carburant réparti sur les cycles mixtes Cl à C3, le cycle C4 étant alors le seul cycle simple. Dans l'exemple de la figure 2, on a réalisé une seule injection différée au cours de l'étape POST de post-injection du cycle Cl.
Or, le procédé faisant l'objet de l'invention permet aussi remédier de manière encore plus efficace aux risques de dilution du carburant injecté dans l'huile moteur, en effectuant plusieurs injections au cours de l'étape POST de post injection d'un cycle mixte.
La figure 3 représente une telle configuration. Dans cette configuration on utilise encore, à titre d'exemple et de manière non limitative de l'invention, un moteur l0 équipé d'injecteurs susceptibles dont le débit minimal, correspondant à la première quantité, est de lmg par injection. Dans cette configuration, la cartographie d'injection propose pour chacun des cycles Cl à C4, au cours de l'étape de post-injection de carburant POST, une deuxième quantité théorique de carburant de 0.75 mg de carburant, quantité qui a été représentée en pointillés associée à une durée TPOSTH. Selon le procédé objet de l'invention, comme l'illustre en traits forts le diagramme de la figure 2, le premier cycle Cl est un io cycle dit "mixte" ou « combiné » comportant une étape principale d'injection de carburant PRINC, et une étape de post-injection POST au cours de laquelle on doit injecter au total quatre fois la deuxième quantité théorique de 0.75 mg de carburant soit 3mg. Les cycles C2 à C4 sont des cycles dit "simples" comportant une 15 étape principale d'injection de carburant PRINC, et dépourvus d'étape de post-injection POST. Dans le cycle Cl, au lieu d'injecter en une seule fois la quantité de 3mg, on réalise un nombre déterminé d'injections successives, chacune d'une quantité supérieure ou égale à la 20 première quantité, et d'une quantité de carburant totale égale audit produit. Ici on répartit la quantité de carburant de 3 mg au cours de l'étape de post-injection POST en trois injections successives de lmg de durée TINJ, chacune étant d'une quantité supérieure 25 égale à la première quantité minimale TINJMIN. Il sera compris que d'autres combinaisons sont en effet possibles. On pourrait par exemple répartir la quantité de carburant de 3 mg au cours de l'étape de post-injection POST en deux injections successives de 1,5mg. 30 De plus il n'est pas nécessaire que les débits des injections d'une même étape de post-injection POST soient égaux. Il suffit que chaque débit soit supérieur ou égal à la première quantité minimale associée à la durée TINJMIN.
Mais de préférence, le nombre déterminé d'injections successives est en tout état de cause déterminé de manière à minimiser la quantité de carburant injecté à chaque injection, pour limiter le phénomène de dilution du carburant injecté dans l'huile moteur. L'invention permet donc de remédier aux problématiques de pollution et de dilution du carburant causées par l'existence d'un débit minimum des injecteurs.

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle d'injection au cours des cycles de fonctionnement d'un moteur diesel équipé d'un filtre à particules et comportant un premier nombre (N) total de chambres de combustion alimentées par un système d'injection, notamment de type à rail commun, comportant chacune un injecteur susceptible de délivrer lors de chaque injection une première quantité minimale déterminée de carburant associée à une première durée minimale d'injection de carburant (TINJMIN), ledit procédé obéissant à une cartographie d'injection théorique prédéterminée proposant pour chaque cycle de chacune des (N) chambres de combustion une étape principale d'injection de carburant (PRINC) destiné à participer à la combustion au sein de ladite chambre de combustion et au moins une étape de post-injection de carburant (POST), séparée de l'étape principale (PRINC) par un intervalle de temps déterminé, au cours de laquelle une deuxième quantité théorique de carburant déterminée, associée à une deuxième durée (TPOSTH) d'injection de carburant inférieure à la première durée (TINJMIN), est injectée dans chaque chambre pour fournir du carburant au filtre à particules afin de provoquer son élévation de température, caractérisé en ce que le procédé comporte au moins : - pour un deuxième nombre (n) de chambres de combustion, inférieur au premier nombre total (N) de chambres de combustion du moteur, des cycles dit "combinés" comportant chacun une étape principale d'injection de carburant (PRINC) et comportant au moins une étape de post-injection (POST), au cours de chacun desquels on injecte dans chacune desdites chambres une quantité de carburant égale au produit du premier nombre (N) de chambres de combustion et de la deuxième quantité de carburant associée à la deuxième durée théorique (TPOSTH) d'injection de carburant déterminée, divisé par le deuxième nombre (n) desdites chambres de combustion,- pour un troisième nombre (N-n) de chambres de combustion restantes, correspondant à la différence des premier et deuxième nombres, des cycles dits "simples" comportant chacun une étape principale d'injection de carburant (PRINC), et dépourvus d'étape de post-injection (POST), pour que la quantité totale de carburant injectée en post-injection, correspondant à une injection optimale théorique effectuée dans le premier nombre total (N) de chambres de combustion, corresponde sensiblement au produit du premier nombre total (N) de chambres de combustion et de la deuxième quantité théorique de carburant déterminée associée à la deuxième durée théorique (TPOSTH) d'injection.
  2. 2. Procédé de contrôle d'injection selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque cycle dit "combiné" comporte une étape principale d'injection de carburant (PRINC) et une étape de post-injection (POST) au cours de laquelle on réalise un nombre déterminé d'injections successives, chacune d'elles d'une quantité supérieure ou égale à la première quantité minimale déterminée de carburant associée à la première durée minimale d'injection de carburant (TINJMIN), et d'une quantité de carburant totale, correspondant à une injection optimale théorique effectuée dans le premier nombre total (N) de chambres de combustion, égale audit produit.
  3. 3. Procédé de contrôle d'injection selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le nombre déterminé d'injections successives est déterminé de manière à minimiser la quantité de carburant injecté à chaque injection, pour limiter le phénomène de dilution du carburant injecté dans l'huile moteur.
  4. 4. Procédé de contrôle d'injection selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième quantité théorique de carburant déterminée associée à la deuxième durée (TPOSTH) d'injection de carburant est établie par la cartographie d'injection théorique prédéterminée en réponse à des informationsreprésentatives du fonctionnement du moteur, notamment une information de régime, une information de couple indiqué, une information de température en entrée du filtre à particules, une information de température en entrée d'un turbocompresseur associé.
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