FR3028891B1 - Procede de demarrage d'un moteur a combustion interne a injection directe par adaptation de la quantite de carburant injectee - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de démarrage d'un moteur à combustion interne à injection directe d'un véhicule, permettant d'accélérer la phase de démarrage en adaptant la quantité de carburant injectée pendant cette phase de démarrage, avant régime établi du moteur, comprenant les étapes suivantes : • Faire tourner la pompe à injection haute pression au moyen d'un démarreur, • Mesurer la pression du carburant délivré par la pompe, prise à deux points morts hauts de compression successifs de la pompe fonctionnant en mode de débit maximum, • Etablir le gradient de pression du carburant, sur un référentiel angulaire, sur la base de la pression mesurée aux deux points morts hauts de compression successifs de la pompe caractérisés par leurs positions angulaires, • Comparer le gradient établi avec un tableau biunivoque prédéterminé faisant correspondre respectivement une pluralité de quantités de carburant à injecter et une pluralité de gradients de pression, • Adapter la quantité de carburant injectée pendant la phase de démarrage avant régime établi du moteur, en fonction du résultat de la comparaison, afin d'injecter une quantité de carburant qui corresponde, dans le tableau biunivoque prédéterminé, au gradient de pression établi, dès une autorisation de la première injection donnée par l'unité de contrôle moteur.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de démarrage d’un moteur à combustion interne à injection directe d’un véhicule, permettant d’accélérer la phase de démarrage en adaptant la quantité de carburant injectée, pendant cette phase de démarrage, avant régime établi du moteur, au moyen d’un système d’injection comportant une pompe à injection haute pression du carburant.

La quantité de carburant à injecter pendant la phase de démarrage d’un tel moteur est dépendante de la température du moteur, du nombre de points morts hauts passés par le vilebrequin avant le régime établi, du régime du moteur pendant cette phase de démarrage, et également de la qualité et du type de carburant utilisé, présent dans le réservoir d’essence, qui peut avoir été appris ou reconnu lors d’un cycle de roulage précédent du véhicule.

Lors d’un démarrage suivant un remplissage du réservoir avec un carburant dont les caractéristiques ont évolué par rapport au carburant contenu avant ledit remplissage, le manque de précision de la quantité de carburant à injecter au démarrage peut générer des temps de départ plus long voire des non démarrages.

On connaît le document DE102011077404 qui propose un procédé de reconnaissance du type de carburant avant démarrage du moteur afin d'adapter en conséquence le dosage des quantités injectées de carburant avant l’injection. Un tel procédé a pour avantage d'optimiser le rendement du moteur et d'empêcher l'injection d'un carburant inapproprié dans le moteur à la suite d'une erreur de carburant par exemple. Le procédé selon ce document consiste à comparer la courbe de montée en pression dans le rail en fonction du temps (dP/dt) avec des courbes enregistrées dans l'ECU (pour « Engine Control Unit >> en anglais), et à déterminer ainsi le type ou la qualité de carburant présent dans le rail avant l'injection. La méthode utilise la détermination du module de Young du carburant. La quantité de carburant injectée peut être ainsi ajustée en fonction du type ou de la qualité de carburant détecté. Un avantage de cette méthode est qu'elle permet la détermination du type de carburant avant combustion, donc améliore l'efficacité de combustion.

La présente invention propose d'accroître la rapidité de démarrage d’un moteur à combustion interne à injection directe, quel que soit le carburant présent dans le réservoir.

Plus précisément, l’invention consiste en un procédé de démarrage d’un moteur à combustion interne à injection directe d’un véhicule, permettant d’accélérer la phase de démarrage en adaptant la quantité de carburant injectée pendant cette phase de démarrage, avant régime établi du moteur, au moyen d’un système d’injection comportant une pompe à injection haute pression du carburant, des moyens de mesure de la pression délivrée par cette dernière, et une unité de contrôle moteur ou ECU, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : • Faire tourner la pompe à injection haute pression au moyen d’un démarreur, • Mesurer la pression du carburant délivré par ladite pompe à injection haute pression, prise au moins à deux points morts hauts de compression successifs de la pompe fonctionnant en mode de débit maximum, • Etablir le gradient de pression, sur un référentiel angulaire, du carburant délivré par ladite pompe à injection haute pression, sur la base de la pression mesurée aux dits au moins deux points morts hauts de compression successifs de la pompe à injection haute pression caractérisés par leurs positions angulaires, • Comparer ledit gradient établi avec au moins un tableau biunivoque prédéterminé faisant correspondre respectivement une pluralité de quantités de carburant à injecter et une pluralité de dits gradients de pression, ledit au moins un tableau étant implémenté dans l’unité de contrôle moteur, • Adapter la quantité de carburant injectée pendant la phase de démarrage avant régime établi du moteur, en fonction du résultat de la comparaison, afin d’injecter une quantité de carburant qui corresponde, dans le tableau biunivoque prédéterminé, au gradient de pression établi, dès une autorisation de la première injection donnée par l’unité de contrôle moteur. L’invention consiste à relever un gradient spécifique de montée en pression du carburant délivré par la pompe haute pression, basé sur les points morts hauts de compression de la pompe fonctionnant en mode de débit maximum, afin d’optimiser le plus rapidement possible la précision de ce gradient spécifique et le résultat obtenu de la quantité correcte de carburant à injecter pendant la phase de démarrage, par injection. Selon l’invention, le gradient de pression est établi par rapport à un référentiel angulaire (points morts hauts de compression de la pompe caractérisés par leurs positions angulaires), ce qui permet de s’affranchir avantageusement de la vitesse de rotation du démarreur qui peut varier notamment avec la température et la tension batterie. Le tableau biunivoque prédéterminé fournit directement à partir du gradient de montée en pression la quantité correcte de carburant à injecter, par exemple pour une plage de températures donnée. Ainsi, la quantité de carburant à injecter peut être ajustée avec grande précision avant ou dès les premières combustions pendant la phase de démarrage en fonction du type de carburant présent dans le système d’injection. Une autorisation de la première injection est donnée par l’unité de contrôle moteur par exemple dès que la synchronisation du moteur a été effectuée et dès que la pression minimale d’injection a été atteinte. Les moyens de mesure de la pression sont par exemple fournis de manière connue par un capteur de pression présent dans un système d’injection, par exemple dans un accumulateur de type rail haute pression.

Selon une caractéristique avantageuse : • ledit au moins un tableau biunivoque faisant correspondre respectivement une pluralité de quantités de carburant à injecter et une pluralité de gradients de pression est prédéterminé pour une plage donnée de températures du moteur, • une pluralité de dits tableaux biunivoques prédéterminés sont implémentés dans l’unité de contrôle moteur, couvrant une pluralité de plages de températures du moteur, respectivement, comportant au moins une plage de températures de démarrage à froid, • ledit procédé consistant en outre à mesurer la température du moteur avant de comparer ledit gradient établi avec ledit au moins un tableau biunivoque prédéterminé.

Par l’expression « tableau biunivoque prédéterminé pour une plage donnée de températures du moteur » on entend ici une plage donnée de températures pour laquelle le tableau biunivoque s’applique. Cette plage donnée de température peut être réduite à une température unique pour laquelle le tableau biunivoque a été défini, si l’on souhaite restreindre à cette température unique les valeurs dudit tableau biunivoque. Un tel choix dépend du degré de précision que l’on souhaite atteindre pour les quantités de carburant à injecter en fonction des températures. De sorte que, si le tableau biunivoque est valable pour une plage donnée de températures étendue autour de ladite valeur de température unique pour laquelle il a été défini, compte tenu de la précision à atteindre, on peut étendre l’application dudit tableau à cette plage donnée de températures du moteur.

Selon une caractéristique avantageuse, la position desdits au moins deux points morts hauts de compression successifs de la pompe à injection du carburant, est déterminée au moyen d’un capteur de position du vilebrequin du moteur, d’une loi de liaison des positions angulaires entre le vilebrequin et la pompe à injection haute pression du carburant, et de l’unité de contrôle moteur.

Selon une caractéristique avantageuse, le gradient de pression est établi par rapport à une variation de la position angulaire de la pompe à injection haute pression, sous la forme dp/da avec : • dp la variation de pression entre lesdits au moins deux points morts hauts de compression successifs de la pompe, • da la variation angulaire du vilebrequin entre lesdits au moins deux points morts hauts de compression successifs de la pompe.

Cette caractéristique illustre notamment le fait de s’affranchir avantageusement de la vitesse de rotation du démarreur dans le calcul du gradient de pression.

Selon une caractéristique avantageuse, le gradient de pression du carburant délivré par ladite pompe à injection haute pression est établi avec trois points morts hauts de compression de la pompe à injection haute pression, ou plus. L’invention se rapporte en outre à un dispositif de démarrage d’un moteur à combustion interne à injection directe permettant d’accélérer la phase de démarrage en adaptant la quantité de carburant injectée pendant cette phase de démarrage avant régime établi du moteur par un système d’injection comportant une pompe à injection haute pression du carburant, des moyens de mesure de la pression délivrée par cette dernière, une unité de contrôle moteur, un démarreur, des moyens d’autorisation de la première injection donnée par l’unité de contrôle moteur, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens pour mettre en oeuvre un procédé selon l’invention. D’autres caractéristiques apparaîtront à la lecture qui suit de la description d’exemples de modes de réalisation d’un procédé selon l’invention, accompagnée des dessins annexés, exemples donnés à titre illustratif non limitatif, dans lesquels : - La figure 1 représente un diagramme de la pression du carburant pendant la phase de démarrage selon un premier exemple de procédé suivant l’invention de démarrage d’un moteur à combustion interne fonctionnant avec un carburant de type essence, à une température de -30 °C ; - La figure 2 représente un diagramme de la pression du carburant pendant la phase de démarrage selon un deuxième exemple de procédé suivant l’invention de démarrage d’un moteur à combustion interne fonctionnant avec un carburant de type essence, à une température de 20 °C ; - La figure 3 représente un diagramme de la pression du carburant pendant la phase de démarrage selon un deuxième exemple de procédé suivant l’invention de démarrage d’un moteur à combustion interne fonctionnant avec un carburant de type éthanol, à une température de 20 °C ; - La figure 4 représente à titre d’exemple un diagramme donnant le gradient de pression défini par rapport à une référence angulaire du vilebrequin, en fonction de la température de départ pour une configuration donné, pour trois exemples de carburants différents ; - La figure 5 représente un diagramme donnant pour les trois carburants de la figure 4, la quantité de carburant à injecter lors de la première injection dans chacun des cylindres en phase démarrage en fonction de la température de départ du moteur ; - La figure 6 représente un diagramme donnant le gradient de pression en fonction de la quantité de carburant qui doit être injectée par injection lors de la première injection dans chacun des cylindres en phase démarrage, correspondant à plusieurs températures données ; - La figure 7 représente sous la forme d’un tableau de coefficients correcteurs issu de la figure 6, un coefficient de correction de quantité de carburant à appliquer pour un démarrage à une température mesurée, selon un point de mesure du gradient de pression issu du diagramme des figures 4 à 6.

La figure 1 représente de manière schématique un procédé de démarrage d’un moteur à combustion interne à injection directe d’un véhicule, permettant d’accélérer la phase de démarrage en adaptant la quantité de carburant injectée pendant cette phase de démarrage, avant régime établi du moteur, au moyen d’un système d’injection (non représenté) comportant une pompe à injection haute pression du carburant, des moyens de mesure de la pression délivrée par cette dernière, par exemple un capteur de pression du carburant placé dans un rail haute pression d’alimentation des injecteurs en carburant, une unité de contrôle moteur assurant la gestion de l’injection.

Sur la figure 1, l’axe des abscisses représente la position angulaire du vilebrequin AngCRK du moteur en degrés, et l’axe des ordonnées la pression P en Mpa du carburant en sortie de la pompe haute pression à injection du carburant mesurée par le capteur de pression du carburant. Le démarrage représenté est un démarrage à froid. Le carburant utilisé est de l’essence sans mélange de base, par exemple du carburant EO (0 % d’éthanol), la température moteur pour la phase de démarrage est de -30 °C, qui est aussi la température du carburant.

La pompe à injection haute pression utilisée (non représentée) est une pompe conventionnelle dans laquelle l’admission de carburant est pilotée par une soupape commandée par l’unité de contrôle moteur, et qui refoule le carburant sous pression dans un rail accumulateur (non représenté). Le mode débit maximum correspond à la compression de la totalité du volume de carburant admis dans la ou les chambres de la pompe, ce volume maximum de carburant admis et comprimé étant constant pour les points morts hauts de compression successifs de mesure de la pression. L’unité de contrôle moteur décide du mode de fonctionnement en débit maximum de la pompe, par pilotage de la soupape d’entrée de la pompe, qui permet de déclencher la prise de mesure de la pression. L’unité de contrôle moteur, ou ECU, ou calculateur moteur, pilote la pompe en mode de débit maximum en fermant la soupape d’entrée du carburant dans la pompe dès le début de la compression du carburant, empêchant ainsi tout refoulement vers la bâche d’une partie du volume du carburant comprimé. Selon le procédé, on vérifie auprès du calculateur moteur lors du prélèvement des points de pression que le mode de fonctionnement de la pompe est bien un mode de fonctionnement en débit maximum. Le procédé selon l’invention est tributaire des décisions du calculateur moteur de fonctionner ou non en mode de débit maxi. En effet, l’ECU gère l’asservissement (PID) de la pression dans le rail accumulateur. Lorsque la pression dans le rail accumulateur est très en dessous de sa consigne, le régulateur PID décide de fonctionner en débit maximum pour rejoindre la consigne le plus rapidement possible. Lors de la phase de démarrage, en particulier à froid, la pression dans le rail accumulateur est très en dessous de sa consigne, nécessitant un mode de fonctionnement de la pompe en débit maximum.

Le démarreur (non représenté) est apte à faire tourner le moteur à une vitesse de 200 tours par minute environ pendant la phase de démarrage. La courbe 1 montre l’évolution de la pression pendant la phase de démarrage. Cette évolution montre un accroissement de la pression dès la mise en rotation de la pompe.

Sur la figure 1, la pompe fonctionne en mode de débit maximum. Les parties de la courbe 1 de pression à fort gradient de pression représentent la compression d’un volume de carburant admis dans la pompe, qui est maximum par la valeur atteinte de variation de pression en fonction de la rotation du vilebrequin. Le début des parties planes correspond aux points morts haut de la pompe, c’est-à-dire à la fin des compressions, elles-mêmes déterminant le début des phases d’admission du carburant correspondantes dans la pompe. Les parties planes de la courbe 1 représentent l’admission du carburant dans la pompe.

La courbe 2 sur la figure 1 relie trois points morts hauts de la pompe pris dans son mode de fonctionnement en débit maximal. Ces points morts haut sont situés sensiblement au sommet des pentes à fort gradient de pression sur la figure 1 qui représentent la compression successive de trois volumes de carburant identiques correspondant chacun au volume maximum de carburant admis et comprimé dans une chambre de la pompe.

Le procédé représenté sur la figure 1 comprend les étapes suivantes : • On fait tourner la pompe à injection haute pression au moyen d’un démarreur, la position 0° sur l’axe des abscisses représentant la position du vilebrequin au moment où le démarreur est enclenché, • On mesure la pression du carburant délivré par la pompe à injection haute pression en vérifiant par l’information venant de l’ECU qu’elle fonctionne en mode de débit maximum, comme indiqué plus haut, au moins en deux points morts hauts de compression (ou TDC pour «Top Dead Center >> en anglais) successifs de la pompe ; cette opération pouvant être réalisée dès que possible après la mise en rotation du vilebrequin par le démarreur, et de préférence avant la synchronisation du moteur, • On établit le gradient de pression du carburant délivré par la pompe à injection haute pression en mode de débit maximum, sur la base de la pression mesurée au moins aux deux points morts hauts de compression (TDC), par exemple trois TDC comme représenté sur la figure 1, successifs de la pompe à injection haute pression, de préférence avant la synchronisation du moteur, • On compare le gradient établi avec au moins un tableau biunivoque prédéterminé faisant correspondre respectivement une pluralité de quantités de carburant à injecter et une pluralité de dits gradients de pression, ledit au moins un tableau étant implémenté dans l’unité de contrôle moteur, de préférence avant la synchronisation du moteur, • On adapte en modifiant si nécessaire la quantité de carburant injectée pendant la phase de démarrage avant régime établi du moteur, pour chaque injection effectuée, en fonction du résultat de la comparaison, afin d’injecter une quantité de carburant qui corresponde, dans le tableau biunivoque prédéterminé, au gradient de pression établi, dès une autorisation de la première injection donnée par l’unité de contrôle moteur, ce qui intervient généralement après que la synchronisation du moteur ait été réalisée, soit dès le premier cycle moteur suivant la synchronisation.

La synchronisation est réalisée selon tout moyen bien connu de l’homme du métier, au moyen de l’unité de contrôle moteur et du signal qui lui est adressé par un capteur de position du vilebrequin, et ne sera donc pas décrite plus en détail ici.

Selon l’exemple représenté sur la figure 1, la pression du carburant est mesurée au premier 3 point mort haut de compression de la pompe à 270° de la position de mise en rotation du vilebrequin, afin de s’assurer que la pompe fonctionne bien en régime de débit maximum, puis au deuxième 4 point mort haut de compression de la pompe à 450° de la position de mise en rotation du vilebrequin, puis de préférence en outre au troisième 5 point mort haut de compression de la pompe à 630° de la position de mise en rotation du vilebrequin, comme représenté sur la figure 1.

Ces positions sont avantageusement déterminées au moyen du capteur de position du vilebrequin, et d’une loi de liaison des positions angulaires entre le vilebrequin et la pompe à injection haute pression du carburant, et de l’unité de contrôle moteur (ECU) qui applique cette loi. La loi est donnée par le rapport de transmission entre la rotation du vilebrequin et la rotation mécaniquement liée de la pompe à injection, qui établit la position des points morts hauts de compression de la pompe en fonction des positions angulaires du vilebrequin.

Le gradient de pression est ainsi de préférence établi par rapport à une variation de la position angulaire de la pompe à injection haute pression, sous la forme dp/da avec : • dp la variation de pression entre les trois points morts hauts de compression ou TDC successifs de la pompe, • da la variation angulaire du vilebrequin entre ces trois points morts hauts de compression ou TDC successifs de la pompe. L’utilisation des points morts hauts de compression permet d’utiliser un référentiel angulaire avec lequel on s’affranchit avantageusement de la vitesse de rotation du démarreur qui peut varier avec la température et la tension batterie, et ainsi d’offrir une robustesse du gradient de pression en ce qu’il est relevé toujours dans une même configuration de la pompe ; en conséquence, le tableau de correspondance peut faire correspondre plus précisément des quantités de carburant à injecter.

Sur l’exemple de la figure 1, on a ainsi relevé les valeurs suivantes, comme indiqué dans le tableau I ci-dessous :

Soit un gradient de pression de 4,482 MPa pour un déplacement angulaire du vilebrequin de 360°.

Dans l’exemple représenté sur la figure 1, la pression d’injection est atteinte au point 6 à une position angulaire du vilebrequin de 595° environ, pour une valeur de 10 MPa. Dans ces conditions, le choix du nombre de points de référence pour la pression devrait avantageusement être de deux points 3 et 4 pour le calcul du gradient de pression. Avec ce choix, un ajustement de la quantité de carburant peut être opéré avant d’avoir atteint la pression d’injection, donc avant les premières combustions.

Sur la figure 4, on a représenté en abscisses la température de départ Tstart du moteur en degrés, et en ordonnées le gradient de pression dp/da tel que décrit plus haut en bars par 360° de rotation du vilebrequin. Les courbes 7, 8, et 9, représentent pour trois carburants, par exemple respectivement un carburant E0, un carburant E26, et un carburant E100, l’évolution de ce gradient de pression en fonction de la température de démarrage, dans le rail haute pression d’alimentation des injecteurs en carburant lorsque la pompe haute pression fonctionne en mode de débit maximum. Rappelons que le

carburant EO est de l’essence sans éthanol, E26 est de l’essence avec un taux d’éthanol de 26%, etE100 de l’éthanol sans essence. Ainsi, on va couvrir l’ensemble des carburants possibles du carburant EO au carburant E100 comme détaillé plus loin. Rappelons en effet que le carburant présent dans le réservoir peut être un mélange de plusieurs carburants différents, dont le taux d’éthanol peut être inconnu au moment d’un démarrage et compris donc entre 0 % et 100%. De manière connue, l’ECU connaît le carburant présent dans le véhicule avant l’arrêt du moteur, notamment par des stratégies implémentées dans cet ECU. A partir d’un diagramme préétabli comme celui de la figure 4, qui peut comporter un plus grand nombre de courbes représentant un plus grand nombre de carburants différents, on réalise, au moins un tableau biunivoque prédéterminé faisant correspondre respectivement une pluralité de quantités de carburant à injecter et une pluralité de gradients de pression.

De préférence : • Le tableau biunivoque faisant correspondre respectivement une pluralité de quantités de carburant à injecter et une pluralité de gradients de pression est prédéterminé pour une plage donnée de températures du moteur, • Une pluralité de tableaux biunivoques prédéterminés est implémentée dans l’unité de contrôle moteur, couvrant une pluralité de plages de températures du moteur, respectivement, comportant au moins une plage de températures de démarrage à froid, • Le procédé consistant en outre à mesurer la température du moteur avant de comparer le gradient établi avec le ou les tableaux biunivoques prédéterminés.

Sur la figure 4, on a représenté à titre d’exemple un point 10 obtenu de mesure du gradient de pression par un procédé comme décrit plus haut, pour une température de départ égale à 0 °C. Sur la figure 4ce point de mesure du gradient de pression dp/da est égal à 39 bars par 360° de rotation du vilebrequin (360°crk sur la figure 4). Posons par exemple par hypothèse que le carburant précédent connu de l’ECU est du carburant E26. L’unité de contrôle moteur s’attend donc à un gradient de pression dp/da théorique égal à 38,35 bars à 0 °C pour le carburant E26, comme représenté sur la figure 4, ces données ayant été implémentées préalablement dans l’ECU. Le tableau biunivoque va permettre à l’ECU de déterminer la quantité de carburant MC à injecter pour un gradient de pression dp/da mesuré égal à 39 bars par 360° de rotation du vilebrequin. L’élaboration d’un exemple de tableau biunivoque prédéterminé est détaillée ci-dessous avec l’aide des figures 5 et 6. Un tel tableau biunivoque prédéterminé est connu de l’ECU.

Sur la figure 5, on a représenté en abscisses la température de départ Tstart du moteur en degrés, et en ordonnées la quantité de carburant MC en mg qui doit être injectée par injection dès la première injection dans chacun des cylindres en phase démarrage, c’est-à-dire jusqu’au régime établi du moteur. Les courbes 20, 21, et 22, représentent pour les trois carburants différents de la figure 4, respectivement un carburant E0, un carburant E26, et un carburant E100, cette quantité de carburant MC à injecter en fonction de la température moteur. Avec cette figure 5, on détermine donc la quantité de carburant MC à injecter pour tout carburant compris entre le carburant E0 et le carburant E100, en fonction de la température de départ T start.

Selon la figure 5, l’ECU se prépare donc à injecter de manière conventionnelle une quantité de carburant égale à 70 mg de carburant lors de la première injection de chacun des cylindres, selon la valeur de 70 mg lue sur l’axe des ordonnées pour le carburant E26 connu de l’ECU avant l’arrêt moteur. Cette quantité de carburant ne correspond pas à celle du gradient mesuré pour le point 10 comme représenté, laquelle devrait être supérieure. Il est à noter que le point 10 a été représenté sur la figure 5 uniquement à titre d’information, n’étant pas connu avant l’application de la figure 6.

Sur la figure 6, on a représenté en abscisses la quantité de carburant MC en mg qui doit être injectée par injection lors de la première injection dans chacun des cylindres en phase démarrage, c’est-à-dire jusqu’au régime établi du moteur, et en ordonnées le gradient de pression dp/da en bars par 360° de rotation du vilebrequin, applicable au gradient de pression théorique ou mesuré. La figure 6 illustre une courbe 23 comportant une pluralité de segments 23a, 23b, 23c, 23d faisant correspondre une pluralité de quantités de carburant MC et une pluralité de gradients de pression dp/da pour différentes températures du moteur comme indiqué sur la figure 6, c’est-à-dire qu’un segment de la courbe 23 correspond à une température donnée ou une plage donnée de températures. A partir de la courbe 23 on réalise un tableau biunivoque prédéterminé faisant correspondre respectivement une pluralité de quantités de carburant à injecter et une pluralité de dits gradients de pression dp/da. Un tel tableau biunivoque est directement implémenté dans l’ECU car cette dernière ne peut exploiter directement la figure 6.

Sur la figure 6, la courbe 23 est donc composée de plusieurs parties 23a, 23b, 23c, 23d distinctes assemblées, dans l’exemple chacune linéaire et correspondant à une température donnée, soit la courbe 23a correspondant à une température moteur de 20 °C, la courbe 23b correspondant à une température moteur de 10 °C, la courbe 23c correspondant à une tempérâure moteur de 0 °C, et la courbe 23d correspondant à une température moteur de -10 °C. Pour la réalisation d’un exemple de tableau biunivoque, on détermine une pluralité de valeurs de préférence régulièrement réparties sur l’axe des abscisses et on sélectionne la pluralité de valeurs correspondante sur l’axe des ordonnées, définissant ainsi un tableau biunivoque prédéterminé faisant correspondre respectivement une pluralité de quantités de carburant à injecter et une pluralité de dits gradients de pression, pour une plage donnée de températures du moteur, dans l’exemple de -10 °C, 0°C, 10 °C, 20 °C.

La courbe 23 couvre l’ensemble des carburants E0 à E100 car elle est issue des figures 4 et 5 comme suit: pour obtenir le segment23a correspondant à une température de 20 °C, on trace une verticale sur la figure 4 à l’abscisse 20 °C, et on relève les valeurs de dp/da sur l’axe des ordonnées pour chacun des carburants E0, E26, etE100 représentés. Sur la figure 5, on trace également une verticale à l’abscisse 20 °C et on relève les valeirs de quantité de carburant MC sur l’axe des ordonnées pour chacun des mêmes carburants E0, E26, et E100 représentés. On trace ensuite sur la figure 6 les trois points obtenus pour la température de 20 °C illustré par le segment 23a. L’opération est similaire pour les températures choisies de 10 °C, 0 °C, et -10 °C permettant d’obtenir les segments 23b, 23c, et 23d respectivement.

Il est possible de réaliser un tableau biunivoque par température donnée, ou par plage donnée de températures comme expliqué plus haut, soit par exemple quatre tableaux biunivoques par température donnée correspondant respectivement aux segments 23a, 23b, 23c, 23d. Il est possible de réaliser de manière alternative un seul tableau biunivoque à partir de la figure 6 incluant les quatre segments 23a, 23b, 23c, 23d. Par définition, on peut décréter qu’un segment donné sur la figure 6, par exemple le segment 23a, 23b, 23c, ou 23d, est valable pour une plage donnée de températures s’étendant autour de la valeur unique de référence, respectivement autour de 20 °C, 10 °C, 0 °C, ou-10°C. On remarque que qour certaines valeurs de gradient dp/da, par exemple 35 bars/360 crk, deux valeurs de quantités de carburant sont possibles, mais correspondent à deux températures différentes. On pourrait ainsi exploiter par interpolation plusieurs valeurs de quantité de carburant MC pour un gradient donné, correspondant à plusieurs températures comprises entre deux températures représentées par des segments sur la figure 6. Dans le tableau biunivoque, une seule quantité de carburant doit correspondre à un gradient donné pour une température ou une plage donnée de températures. Le choix des plages de chacun des segments 23a, 23b, 23c, 23d formant la courbe 23 de la figure 6 a été déterminé afin d’illustrer une réalité de valeurs rencontrée effectivement sur le terrain pour chacune des températures représentées.

Sur la figure 6, le point 10 mesuré de gradient de pression dp/da a été placé. Comme nous le savons à partir de la figure 4, ce point 10 ne se situe sur aucune courbe de carburant connue par l’ECU. La courbe 23 permet à l’ECU de déterminer la quantité correcte de carburant MC à injecter pour la valeur mesurée du gradient dp/dâ. Selon ce point 10 mesuré, pour un gradient de pression de 39 bars par rotation du vilebrequin de 360°, à 0° C de température, la quantité de cartarant à injecter lors de la première injection de chacun des cylindres devrait être de 77,2 mg. Alors que pour le carburant E26 connu avant l’arrêt moteur, le gradient de pression dp/da théorique est égal à 38,35 bars à 0 °C (voir figure 4) et correspond à une quantitéde carburant MC égale à 70 mg. Donc la quantité correcte de carburant MC qui devrait être injectée présente une augmentation théorique de 11,03% par rapport à la quantité de 70 mg initialement prévue par l’ECU pour le carburant E26. L’ECU ne pouvant exploiter directement les courbes de la figure 6, elle devra de préférence procéder à une extrapolation numérique afin de déterminer la quantité correcte de carburant à injecter, à partir du tableau biunivoque, par exemple comme expliqué ci-dessous avec l’aide de la figure 7.

La figure 7 représente un exemple de tableau de facteurs de correction de la quantité de carburant à injecter, en fonction du gradient dp/da mesuré et par rapport au gradient dp/da théorique comme défini plus haut. Le tableau de la figure 7 correspond à une exploitation numérique de la figure 6 par l’ECU, pour une plage de gradients dp/da comprise entre 35 et 40 bars/360°crk donnée à titre d’exemple, pertinente au regard des mesures attendues des gradients de pression dp/da et déterminés selon le procédé selon l’invention. Les valeurs de dp/da limites dans le tableau de la figure 7 sont fonctions de ce qu’on se donne comme limites de température et de dimensionnements de la pompe à injection haute pression et du rail haute pression (volume du rail et cylindrée de la pompe). Le gradient dp/da mesuré selon le procédé selon l’invention est lu sur l’axe vertical du tableau, et le gradient dp/da théorique de référence est lu sur l’axe horizontal du tableau, ce qui donne le point 10 dans l’exemple décrit, qui a été positionné sur le tableau de la figure 7. Le point 10 correspond à une valeur entre deux colonnes du tableau, mais correspond à une valeur juste sur une ligne du tableau : une simple interpolation est donc à réaliser par l’ECU pour obtenir le coefficient correcteur à appliquer dans l’exemple.

Selon l’exemple du point 10 mesuré, la correction à apporter par l’ECU à la quantité de carburant prévue pour l’injection comme expliqué plus haut, c’est-à-dire 70 mg, est ainsi de l’ordre de 11 % (théorique de 11,03 %), afin d’obtenir une quantité de 77,2 mg correspondant au gradient mesuré de 39 bars/360°crk. Conformément au tableau de la figure 7, une interpolation linéaire à partir des données donne un facteur de correction à appliquer à la quantité de carburant égal à 1,110 par rapport à la quantité de carburant établie sur la base du gradient de pression théorique de 38,35 bars par 360° de rotation du vilebrequin pour le carburant E26. Cette correction est calculée une fois avant la première injection puis appliquée tout au long du démarrage jusqu’au régime ralenti établi.

Pour l’exemple de la figure 2, les mêmes références numériques que celles utilisées pour la figure 1 ont été reprises pour les mêmes éléments. L’exemple de la figure 2 a été réalisé dans des conditions identiques à celles de l’exemple de la figure 1, à l’exception de la température moteur qui est maintenant de20°C. Cette température représente un démarrage à froid selon une température ambiante très supérieure à celle de l’exemple de la figure 1.

Sur l’exemple de la figure 2, on a relevé les valeurs suivantes, comme indiqué dans le tableau II ci-dessous :

Soit un gradient de pression de 3,105 MPa pour un déplacement angulaire du vilebrequin de 360°. Soit un gradient 30% environ inférieur à celui de l’exemple de la figure 1.

Dans l’exemple représenté sur la figure 2, la pression d’injection est atteinte au point 6 à une position angulaire du vilebrequin de 1093° environ, pour une valeur de 10 MPa. Comme montré sur la figure, on peut utiliser trois points 3, 4, et 5 pour le calcul du gradient de pression, et obtenir un ajustement de la quantité de carburant à injecter avant d’avoir atteint la pression d’injection, donc avant les premières combustions.

Pour l’exemple de la figure 3, les mêmes références numériques que celles utilisées pour la figure 1 ont été reprises pour les mêmes éléments. Sur l’exemple de la figure 3, on a relevé les valeurs suivantes, comme indiqué dans le tableau III ci-dessous :

Soit un gradient de pression de 3,511 MPa pour un déplacement angulaire du vilebrequin de 360°. Soit un gradient 13 % environ supérieur à celui de l’exemple de la figure 2.

Dans l’exemple représenté sur la figure 3, la pression d’injection est atteinte au point 6 à une position angulaire du vilebrequin de 924° environ, pour une valeur de 10 MPa. Comme montré sur la figure, on peut utiliser trois points 3, 4, et 5 pour le calcul du gradient de pression, et obtenir un ajustement de la quantité de carburant à injecter avant d’avoir atteint la pression d’injection, donc avant les premières combustions.

De ces trois exemples ci-dessus, on remarque que les différences entre les gradients de pression sont suffisamment importantes pour bien distinguer les ajustements à apporter sur la masse de carburant à injecter.

Un exemple de dispositif de démarrage d’un moteur à combustion interne à injection directe permettant d’accélérer la phase de démarrage en adaptant la quantité de carburant injectée pendant cette phase de démarrage avant régime établi du moteur par un système d’injection comportant de manière connue une pompe à injection haute pression du carburant, des moyens de mesure de la pression délivrée par cette dernière par exemple au moyen d’un capteur de pression du carburant FUP placée dans un rail accumulateur de carburant sous pression, une unité de contrôle moteur ou ECU, un démarreur, des moyens d’autorisation de la première injection donnée par l’unité de contrôle moteur, comprend en outre selon l’invention sous la forme d’un logiciel implémenté dans l’unité de contrôle moteur, des moyens pour mettre en oeuvre un procédé tel que décrit dans un ou plusieurs exemples ci-dessus, qui peuvent avantageusement être appropriés en fonction de l’usage et du lieu géographique dans lequel est utilisé le véhicule, par exemple en fonction des températures du lieu et des carburants utilisés et/ou d’un mélange de ceux-ci.

Claims (6)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de démarrage d’un moteur à combustion interne à injection directe d’un véhicule, permettant d’accélérer la phase de démarrage en adaptant la quantité de carburant injectée pendant cette phase de démarrage, avant régime établi du moteur, au moyen d’un système d’injection comportant une pompe à injection haute pression du carburant, des moyens de mesure de la pression délivrée par cette dernière, une unité de contrôle moteur, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : • Faire tourner la pompe à injection haute pression au moyen d’un démarreur, • Mesurer la pression du carburant délivré par ladite pompe à injection haute pression, prise au moins à deux points morts hauts de compression successifs de la pompe fonctionnant en mode de débit maximum, • Etablir le gradient de pression, sur un référentiel angulaire, du carburant délivré par ladite pompe à injection haute pression, sur la base de la pression mesurée aux dits au moins deux points morts hauts de compression successifs de la pompe à injection haute pression caractérisés par leurs positions angulaires, • Comparer ledit gradient établi avec au moins un tableau biunivoque prédéterminé faisant correspondre respectivement une pluralité de quantités de carburant à injecter et une pluralité de dits gradients de pression pour une température ou une plage donnée de températures du moteur, ledit au moins un tableau étant implémenté dans l’unité de contrôle moteur, • Adapter la quantité de carburant injectée pendant la phase de démarrage avant régime établi du moteur, en fonction du résultat de la comparaison, afin d’injecter une quantité de carburant qui corresponde, dans le tableau biunivoque prédéterminé, au gradient de pression établi, dès une autorisation de la première injection donnée par l’unité de contrôle moteur.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel : • ledit au moins un tableau biunivoque faisant correspondre respectivement une pluralité de quantités de carburant à injecter et une pluralité de gradients de pression est prédéterminé pour une plage donnée de températures du moteur, • une pluralité de dits tableaux biunivoques prédéterminés sont implémentés dans l’unité de contrôle moteur, couvrant une pluralité de plages de températures du moteur, respectivement, comportant au moins une plage de températures de démarrage à froid, • ledit procédé consistant en outre à mesurer la température du moteur avant de comparer ledit gradient établi avec ledit au moins un tableau biunivoque prédéterminé.
3. 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la position desdits au moins deux points morts hauts de compression successifs de la pompe à injection du carburant, est déterminée au moyen d’un capteur de position du vilebrequin du moteur, d’une loi de liaison des positions angulaires entre le vilebrequin et la pompe à injection haute pression du carburant, et de l’unité de contrôle moteur.
4. 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le gradient de pression est établi par rapport à une variation de la position angulaire de la pompe à injection haute pression, sous la forme dp/da avec : • dp la variation de pression entre lesdits au moins deux points morts hauts de compression successifs de la pompe, • da la variation angulaire du vilebrequin entre lesdits au moins deux points morts hauts de compression successifs de la pompe.
5. 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le gradient de pression du carburant délivré par ladite pompe à injection haute pression est établi avec trois points morts hauts de compression de la pompe à injection haute pression, ou plus.
6. 6. Dispositif de démarrage d’un moteur à combustion interne à injection directe permettant d’accélérer la phase de démarrage en adaptant la quantité de carburant injectée pendant cette phase de démarrage avant régime établi du moteur par un système d’injection comportant une pompe à injection haute pression du carburant, des moyens de mesure de la pression délivrée par cette dernière, une unité de contrôle moteur, un démarreur, des moyens d’autorisation de la première injection donnée par l’unité de contrôle moteur, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.