FR3102512A1 - Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne et un dispositif mettant en œuvre ledit procédé. Le procédé selon l’invention comprend les étapes suivantes : Mesurer, par des senseurs commandés par une première unité de commande électronique, ECU 1, l’évolution : de la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst ; d’au moins un paramètre d’une pompe d’injection d’eau régissant le débit d’injection d’eau; Enregistrer par la première unité de commande électronique, ECU 1, au moins un paramètre du moteur à combustion interne provenant d’une seconde unité commande électronique, ECU 2, Enclencher, avant l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau, une variation du au moins un paramètre de la pompe d’injection d’eau de manière à maintenir la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst, proche d’une valeur de pression de référence, Pref ; Commander l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau sur base du au moins un paramètre du moteur à combustion interne. Figure pour l’abrégé : figure 1
Description
L’invention concerne le domaine des véhicules automobiles à moteur thermique tels que les voitures par exemple. L’invention concerne plus particulièrement un procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne ainsi que le système mettant en œuvre ledit procédé. L’invention concerne également un véhicule automobile à moteur thermique comprenant un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne mettant en œuvre ledit procédé de régulation d’une pression.
L’invention est destinée à être utilisée notamment dans le domaine de l’injection d’eau dans le circuit d'admission d’air du moteur d’un véhicule. Dans le cas de l’injection d’eau, cette eau se mélange au gaz d'admission et permet de réduire les températures de combustion et les émissions de polluants appelés NOx, mais également d'augmenter les performances, par exemple, d'un moteur à essence en diminuant la sensibilité au cliquetis.
Il est donc nécessaire de maîtriser à tout moment la qualité du mélange eau-gaz d’admission.
La demande de brevet US2018/0028974 A1 divulgue un procédé permettant de réguler la pression au sein d’un système de dépollution des gaz d’échappement de moteur diesel et donc de mieux contrôler la dépollution desdits gaz. Un tel procédé présente toutefois le désavantage d’être destiné à un liquide présentant des propriétés très différente de l’eau utilisée dans le domaine de l’injection d’eau pour un moteur thermique mais également de nécessiter des fréquences d’injection totalement différentes du procédé présenté dans la demande US2018/0028974 A1.
L’invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur.
Plus précisément, un objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de mettre en œuvre un procédé permettant de réguler la pression au sein d’un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne pouvant travailler à haute fréquence d’injection.
L’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a encore pour objectif de fournir un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne ainsi qu’un programme d'ordinateur permettant la mise en œuvre du procédé de régulation de la pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne.
Un autre objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir un véhicule comprenant ledit système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne.
Conformément à un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne.
Selon l’invention, un tel procédé comprend les étapes suivantes :
- Mesurer, par des senseurs commandés par une première unité de commande électronique, ECU 1, l’évolution :
- de la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst ;
- d’au moins un paramètre d’une pompe d’injection d’eau régissant le débit d’injection d’eau;
- Enregistrer par la première unité de commande électronique, ECU 1, au moins un paramètre du moteur à combustion interne provenant d’une seconde unité commande électronique, ECU 2,
- Enclencher, avant l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau, une variation du au moins un paramètre de la pompe d’injection d’eau de manière à maintenir la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst, proche d’une valeur de pression de référence, Pref ;
- Commander l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau sur base du au moins un paramètre du moteur à combustion interne.
Le principe général de l’invention repose sur l’utilisation de la mesure de la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst, d’au moins un paramètre d’une pompe d’injection d’eau régissant le débit d’injection d’eau et d’au moins un paramètre du moteur à combustion interne pour déterminer la variation de pression nécessaire dans le système en vue de garantir la qualité du mélange eau-gaz d’admission. Ladite variation de pression étant liée à la différence entre la pression mesurée, Psyst, et une pression de référence, Pref. La pression de référence, Pref, est notamment fonction des caractéristiques de l’injecteur, des dimensions des conduites du système d’injection, du débit d’air et de la température, elle correspond à la pression idéale pour une injection d’eau par l’injecteur garantissant un mélange eau-gaz d’admission optimum.
Ainsi, l’invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive de mise en œuvre d’un procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne permettant de garantir la qualité du mélange eau-gaz d’admission. Par ailleurs un tel procédé permet également d’éviter de trop grandes fluctuations et contraintes sur la pompe car il permet de déterminer la variation de pression et la génération de pulsations liées au régime de la pompe d’injection. Il est possible de déterminer la vitesse de fonctionnement de la pompe et l'énergie nécessaire pour compenser et stabiliser la pression du système au niveau de l'injecteur. Finalement, le procédé selon l’invention permet de limiter les variations de pression dans le système d’injection d’eau lors de variations de débit à injecter et également d’avoir une meilleure précision de dosage.
Avantageusement, la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst, est mesurée soit sur la rampe d’injection, soit à la sortie de la pompe d’injection d’eau, préférentiellement sur la rampe d’injection.
Par l’expression « maintenir la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst, proche d’une valeur de pression de référence, Pref », on entend désigner une pression comprise entre 80% de la pression de référence, Pref, et 120% de la pression de référence, Pref, donc telle que 0,8*Pref≤ Psyst ≤ 1,2 Pref
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que le au moins un paramètre de la pompe d’injection d’eau est la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection d’eau.
Selon un mode particulier du mode précédent, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que le système d’injection comprend une pluralité d’injecteurs. Par l’expression « pluralité d’injecteurs », on entend désigner un nombre d’injecteur d’eau dans la chambre d’admission d’air supérieur ou égal à 2, plus préférentiellement supérieur ou égal à trois. Plus particulièrement, le nombre d’injecteur d’eau est au moins égal au nombre de cylindre du moteur à combustion interne.
Selon un mode de réalisation préféré du mode précédent, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection d’eau est une vitesse de rotation de la pompe d’injection d’eau.
Un tel mode de réalisation permet d’obtenir grâce à l’utilisation d’une pompe rotative une pression plus stable comparée à la pression obtenue à l’aide d’une pompe à piston.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que le au moins un paramètre du moteur à combustion interne est sélectionné parmi la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur.
Selon un mode de réalisation préféré du mode précédent, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que le au moins un paramètre du moteur à combustion interne est la quantité d’eau à injecter.
Un tel mode de réalisation permet avantageusement de diminuer le nombre de calculs de la première unité de commande électronique, ECU1, et de réduire le nombre de calibration car c’est le au moins un paramètre du moteur qui influence directement la commande d’ouverture / fermeture de l’injecteur.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que la valeur de la pression de référence, Pref, est :
- Soit préenregistrée dans la première unité de commande électronique, ECU 1 ;
- Soit déterminée, sur base des données des senseurs commandés par la première unité de commande électronique, ECU 1, par un calcul par itération basé sur la mesure d’au moins un paramètre, ledit paramètre étant sélectionné parmi la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection, la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur, préférentiellement ledit paramètre étant sélectionné parmi la quantité d’eau à injecter , la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur.
La détermination de la valeur de la pression de référence, Pref, sur base des données des senseurs commandés par la première unité de commande électronique, ECU 1, par un calcul par itération basé sur la mesure d’au moins un paramètre permet une autocalibration du procédé de régulation de pression.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention est tel que la pression dans le système d’injection d’eau, Psystest telle qu’elle est comprise entre 90% de la pression de référence, Pref, et 110% de la pression de référence, Pref, donc 0.9*Pref≤ Psyst ≤ 1.1 Prefavant l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau.
Avantageusement une telle pression dans le système d’injection d’eau, Psystpermet d’obtenir une meilleure précision de dosage
Un objet de l’invention est un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne ainsi qu’un programme d'ordinateur permettant la mise en œuvre du procédé de régulation de la pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé de régulation de la pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un système d’injection d’eau d’un moteur à combustion interne adapté à la mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention, comprenant un injecteur d’eau relié à un réservoir d’eau, un capteur de pression d’eau, une pompe d’injection d’eau, au moins une conduite d’eau reliant le réservoir d’eau à l’injecteur d’eau et un système de commande composé d’au moins une première unité de commande électronique, ECU 1.
Un objet de l’invention est également un véhicule automobile adapté à la mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’invention.
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Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé dans lequel :
Description détaillée
On a représenté sur la figure 1 un système d’injection d’eau 1 d’un moteur à combustion interne 2 adapté à la mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne 2 selon l’invention. Le système comprend une pluralité d’injecteur d’eau 10, 11, 12 et 13, reliés à un réservoir d’eau 14, un capteur de pression d’eau 15, une pompe d’injection d’eau 16, au moins une conduite d’eau 17 reliant le réservoir d’eau 14 à la pluralité d’injecteur d’eau 10, 11, 12 et 13, et un système de commande composé d’au moins une première unité de commande électronique, ECU 1, 18. La pompe d’injection d’eau 16 peut être une pompe à piston ou une pompe rotative, préférentiellement la pompe d’injection d’eau 16 est une pompe rotative.
Dans l’exemple décrit ici, la pompe d’injection d’eau 16 est située au sein d’un module d’injection d’eau 19. Les injecteurs d’eau 10, 11, 12, 13 sont placés sur une rampe d’injection 20. Le capteur de pression d’eau 15 est placé en amont de la rampe d’injection 20. Les paramètres liés à la pompe d’injection d’eau 16, préférentiellement la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection d’eau 16, et la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst, mesurée par le capteur de pression 15, sont transmis à la première unité de commande électronique, ECU 1, 18. La première unité de commande électronique, ECU 1,18, est connectée à une seconde unité de commande électronique, ECU 2, 21. La deuxième unité de commande électronique, ECU 2, 21, reçoit les paramètres du moteur tel que la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur et transmet au moins un de ces paramètres à la première unité de commande, ECU 1, 18.
On a représenté sur la figure 2, un mode de mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau 1 pour un moteur à combustion interne 2 selon l’invention. Le procédé comprend une étape de mesure 22, par des senseurs commandés par une première unité de commande électronique, ECU 1, 18, l’évolution de la pression dans le système d’injection d’eau, Psys, et d’au moins un paramètre d’une pompe d’injection d’eau 16 régissant le débit d’injection d’eau, préférentiellement le paramètre de la pompe d’injection d’eau 16 est la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection d’eau 16. Le procédé comprend également une étape d’enregistrement 23 par la première unité de commande électronique 18, ECU 1, d’au moins un paramètre du moteur à combustion interne 2 provenant d’une seconde unité commande électronique, ECU 2, 21, préférentiellement le au moins un paramètre du moteur à combustion 2 est sélectionné parmi la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur, plus préférentiellement la quantité d’eau à injecter. Le procédé comprend en outre une étape d’enclenchement 24, avant l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau 10, 11, 12, 13 du système d’injection d’eau 1, une variation du au moins un paramètre de la pompe d’injection d’eau 16 de manière à maintenir la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst, proche d’une valeur de pression de référence, Pref. Cette pression de référence étant soit préenregistrée dans la première unité de commande électronique 18, ECU 1 ; soit prédéterminée, sur base des données des senseurs commandés par la première unité de commande électronique 18, ECU 1, par un calcul par itération basé sur la mesure d’au moins un paramètre, ledit paramètre étant sélectionné parmi la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection, préférentiellement la vitesse de rotation de la pompe d’injection, la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur, préférentiellement ledit paramètre étant sélectionné parmi la quantité d’eau à injecter , la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur. La pression dans le système d’injection d’eau, Psyst , est telle qu’elle est comprise entre 80% de la pression de référence, Pref, et 120% de la pression de référence, Pref, donc telle que 0,8*Pref≤ Psyst ≤ 1,2 Pref, préférentiellement entre 90% de la pression de référence, Pref, et 110% de la pression de référence, Pref, donc 0.9*Pref≤ Psyst ≤ 1.1 Pref. Lorsque la pression dans le système, Psyst, est égale ou proche de zéro comme dans le cas d’un véhicule au démarrage par exemple, il n’y aura pas d’ouverture des injecteurs 10, 11, 12 et 13, la pression dans le système, Psyst, s’écartant trop de la pression de référence, Pref. Finalement, le procédé comprend une étape de commande 25 de l’ouverture ou de la fermeture d’au moins un injecteur d’eau 10, 11, 12, 13 du système d’injection d’eau 1 sur base du au moins un paramètre du moteur à combustion interne 2.
Claims (10)
- Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes :
- Mesurer, par des senseurs commandés par une première unité de commande électronique, ECU 1, l’évolution :
- de la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst ;
- d’au moins un paramètre d’une pompe d’injection d’eau régissant le débit d’injection d’eau;
- Enregistrer par la première unité de commande électronique, ECU 1, au moins un paramètre du moteur à combustion interne provenant d’une seconde unité commande électronique, ECU 2,
- Enclencher, avant l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau, une variation du au moins un paramètre de la pompe d’injection d’eau de manière à maintenir la pression dans le système d’injection d’eau, Psyst, proche d’une valeur de pression de référence, Pref ;
- Commander l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau sur base du au moins un paramètre du moteur à combustion interne.
- Mesurer, par des senseurs commandés par une première unité de commande électronique, ECU 1, l’évolution :
- Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon la revendication 1, tel que le au moins un paramètre de la pompe d’injection d’eau est la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection d’eau.
- Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon la revendication 2, tel que la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection d’eau est une vitesse de rotation de la pompe d’injection d’eau.
- Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications précédentes, tel que le au moins un paramètre du moteur à combustion interne est sélectionné parmi la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur.
- Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon la revendication 4, tel que le au moins un paramètre du moteur à combustion interne est la quantité d’eau à injecter.
- Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications précédentes, tel que la valeur de la pression de référence, Pref, est :
- Soit préenregistrée dans la première unité de commande électronique, ECU 1 ;
- Soit prédéterminée, sur base des données des senseurs commandés par la première unité de commande électronique, ECU 1, par un calcul par itération basé sur la mesure d’au moins un paramètre, ledit paramètre étant sélectionné parmi la vitesse de fonctionnement de la pompe d’injection, préférentiellement la vitesse de rotation de la pompe d’injection, la quantité d’eau à injecter, la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur, préférentiellement ledit paramètre étant sélectionné parmi la quantité d’eau à injecter , la température de la chambre d’injection, le débit d’injection de carburant, la charge du moteur et le régime moteur.
- Procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications précédentes, tel que la pression dans le système d’injection d’eau, Psystest telle qu’elle est comprise entre 90% de la pression de référence, Pref, et 110% de la pression de référence, Pref, donc 0.9*Pref≤ Psyst ≤ 1.1 Prefavant l’ouverture ou la fermeture d’au moins un injecteur d’eau du système d’injection d’eau.
- Programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé de régulation de la pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications précédentes.
- Système d’injection d’eau d’un moteur à combustion interne adapté à la mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’une des quelconque des revendications 1 à 7, comprenant un injecteur d’eau relié à un réservoir d’eau, un capteur de pression d’eau, une pompe d’injection d’eau, au moins une conduite d’eau reliant le réservoir d’eau à l’injecteur d’eau et un système de commande composé d’au moins une première unité de commande électronique, ECU 1.
- Véhicule automobile adapté à la mise en œuvre du procédé de régulation d’une pression dans un système d’injection d’eau pour un moteur à combustion interne selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3102512B1 (fr) | 2022-05-13 |
| EP4048884A1 (fr) | 2022-08-31 |
| WO2021078998A1 (fr) | 2021-04-29 |
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