WO2015071132A1 - Injecteur de carburant - Google Patents

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WO2015071132A1
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WO
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injector
contact
injection needle
control valve
solenoid actuator
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Christophe Moreau
Thierry Thibault
Thierry Cochet
Jean-Luc BEDUNEAU
Philippe Legrand
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Delphi International Operations Luxembourg S.À R.L.
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    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
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    • G—PHYSICS
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    • F02M2200/24—Fuel-injection apparatus with sensors
    • F02M2200/245—Position sensors, e.g. Hall sensors

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injector and more particularly to an arrangement allowing a closed-loop control of an injection system.
  • the quantity of fuel injected and the opening and closing times of the injector are dependent on the capacity of the industrial production means to produce the injectors while respecting the key parameters. of the injector. Therefore, dispersions exist.
  • some parameters drift due to wear of the components.
  • the drifting times of the control valve and those of the injection nozzle needle can be quoted as drifting.
  • the injector control strategies implemented today in electronic injector control computers do not compensate for all the deviations.
  • a correction factor is applied to correct the main deviations of opening and closing times of the needle of the injection nozzle controlled by the electromagnetic control valve.
  • Other corrections to adjust the control pulses of the electromagnetic actuator are based on acceleration sensors.
  • the present invention aims to overcome the drawbacks of existing solutions by providing electrical supervision of the injector reflecting the movements of the injection needle of the injector.
  • a fuel injector includes fixed metal components, including an injector body, a solenoid actuator having a control valve stem holding spring, a control valve body including a seat of the control rod. the control valve, a spacer between the body of the control valve and an injection nozzle, a control chamber, and an injection needle seat.
  • a fuel injector also includes moving metal components including the control valve stem and its armature and the injection needle.
  • the solenoid actuator also comprises control wires communicating outside the injector through a connector arranged on the body of the injector.
  • the surfaces of the metal components in contact with one another are contact surfaces. Resistive surface coatings are arranged on a plurality of contact surfaces.
  • the overall electrical resistivity of the injector between the body of the solenoid actuator and the body of the injector varies by at least three distinct intermittent ohmic values according to the kinetics of its injection needle.
  • the overall electrical resistivity of the injector can be modeled according to a topology of an electrical circuit composed of series-connected electrical resistances equivalent to the contact surfaces of the metallic components placed in contact with one another and arranged on top of each other, of electrical resistance set in parallel equivalent to the contact surfaces of the metal components placed in contact with each other and arranged in each other and switches equivalent to the intermittent contacts such as for example the contact between the injection needle and its seat.
  • the intermittent contacts vary the value of the overall electrical resistivity intermittently depending on the kinetics of the moving components of the injector.
  • the topology of an electrical circuit is the connection structure of the various components of the electrical circuit, namely in the cases described by the invention: electrical resistors and switches.
  • the resistive surface coatings are located on at least one contact surface between the seat of the injection needle and the needle on at least one contact surface between the body of the injection nozzle and the injection needle, on at least one contact surface between the injection needle and the spacer, on at least one contact surface between the injection nozzle body and the injection needle, on at least one contact surface between the injection needle and the spacer, on at least a contact surface between the body of the injection nozzle and the spacer, on at least one contact surface between the body of the injector and the body of the control valve, and on at least one contact surface between the body of the injector and the body of the solenoid actuator.
  • the injector comprising the resistive surface coatings arranged according to the embodiment thus described can be modeled according to a first equivalent electrical circuit comprising a first contact point equivalent to the electric potential of the body of the injection nozzle and the body of the injector , a second contact point equivalent to the electric potential of the seat of the injection needle, a third contact point equivalent to the electric potential of the injection needle, a fourth contact point equivalent to the electrical potential of the spacer , the control valve body, the solenoid actuator, and the ceiling of the control chamber, a first switch connected between the first point of contact and the second point of contact, a first resistor connected between the second point contact point and the third point of contact, a second resistor connected between the first point of contact and the third contact point, a third resistor connected between the third contact point and the fourth contact point, a second switch connected between the third point of contact and the fourth point of contact, a fourth resistor connected between the first point of contact and the fourth contact point, a fifth resistor connected between the first point of contact and the fourth point of contact
  • the equivalent circuit has the overall electrical resistivity of the injector between the fourth point of contact and the first point of contact.
  • the overall equivalent resistivity varies according to the position of the injection needle.
  • An additional electrical resistance may be connected between the solenoid actuator body and one of its control wires, said control wire being the overall electrical resistivity measurement wire.
  • a parallel topology circuit is connected between the actuator body and one of the control wires of the actuator, said control wire being the control wire. measuring the overall electrical resistivity.
  • the parallel electrical circuit includes a first electrical resistance in series with a first diode and a second electrical resistance in series with a second diode mounted in a direction opposite to the first diode.
  • a wire is connected to the body of the solenoid actuator, said wire joining the outer portion of the injector is the measuring wire of the overall electrical resistivity.
  • the resistive surface coatings are located on at least one contact surface between the seat of the injection needle and the injection needle, on at least one contact surface between the body of the injection needle and the injection needle.
  • the injection nozzle and the injection needle on at least one contact surface between the body of the injection nozzle and the spacer, and on at least one contact surface between the spacer and the body of the injection nozzle; the control valve.
  • the injector comprising the resistive surface coatings arranged according to the embodiment thus described can be modeled according to the second equivalent electrical circuit comprising a first point of contact equivalent to the electric potential of the injection needle, the spacer and the wall.
  • the equivalent circuit has the overall electrical resistivity of the injector between the first point of contact and the third point of contact.
  • the overall equivalent resistivity varies according to the position of the injection needle.
  • An additional electrical resistance may be connected between the wall of the control chamber and one of the solenoid actuator control wires, said control wire being the overall electrical resistivity measuring wire.
  • a parallel topology circuit is connected between the wall of the control chamber and one of the control wires of the actuator, said control wire being the measuring wire of the overall electrical resistivity.
  • the parallel electrical circuit includes a first electrical resistance in series with a first diode and a second electrical resistance in series with a second diode mounted in a direction opposite to the first diode.
  • a wire is connected to the wall of the control chamber, said wire joining the outer portion of the injector is the measuring wire of the overall electrical resistivity.
  • the body of the injector may be a reference of electrical mass of the measurement of the overall electrical resistivity.
  • the resistive surface coatings may have a thickness of between 1 ⁇ and 5 ⁇ . Resistive surface coatings may have a stiffness of between 1 GPa and 35 GPa.
  • the resistive surface coatings may be of the family of amorphous carbons (a-C) or of ceramics. The insertion of a ceramic-type surface coating has the advantage of providing a more reproducible resistive value than a resin coating.
  • a method for measuring the position and the speed of the injection needle as well as the wear of the resistive surface coatings of the fuel injector produced according to the invention can comprise the following steps:
  • Figure 1 is a representation of a fuel injector according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating an equivalent electrical resistive network of the injector according to FIG. 1.
  • FIG. 3 is a timing diagram of the evolution of the equivalent resistivity of the injector according to FIG. 2 and the kinetics of the injection needle.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating another equivalent resistive electrical network of the injector according to a second embodiment.
  • FIG. 5 is another evolution chart of the equivalent resistivity of the injector according to FIG. 4 and the kinetics of the injection needle.
  • a fuel injector 10 is an assembly of metallic components comprising fixed components and moving components.
  • the essential fixed components of an injector include in particular an injector body 12, a solenoid actuator 14 provided with a holding spring 16 of a control valve stem 18, a control valve body 20 comprising a seat of the stem of the control valve 22, a spacer 24 between the body of the control valve 20 and an injection nozzle 26, a control chamber 28 comprising a ceiling 30 and a wall 32, and a needle seat Injection valve 34.
  • the mobile components of the injector include in particular the stem of the control valve 18, the armature 36 of the control valve secured to the stem of the control valve 18 and the injection needle 38.
  • the moving components of the injector are controlled via the control wires 15 of the the solenoid actuator communicating outside the injector through a connector arranged on the injector 10.
  • the fixed components obviously have surfaces in contact with each other, called contact surfaces S.
  • the moving components also have surfaces in contact with fixed components of the injector, also called contact surfaces S.
  • the moving components also have surfaces coming into intermittent contact with other surfaces of the injector 10, also called contact surfaces S.
  • the contact surfaces S between two fixed components such as the contact surfaces S between the body of the solenoid actuator 14 and the body of the control valve 20 and also for example the contact surfaces S between the body of the control valve 20 and F spacer 24, the spacer 24 having a surface in contact with the control chamber 28.
  • the contact surfaces S between a component mobile and a fixed component such as the contact surfaces S between the injection needle 38 and its seat 34, and also the contact surfaces S between the injection needle 38 and the ceiling of the control chamber 30.
  • the contact between the injection needle 38 and its seat 34 is established during the non-injection phases.
  • the injection needle 38 is in the closed position.
  • the contact between the injection needle 38 and the ceiling of the control chamber 30 is established when the injection needle 38 is in the high stop position, that is to say at the end of the upstroke during the fuel injection.
  • the injection needle 38 is also in constant contact with the injection nozzle 26 in which it performs its movement back and forth. This movement implies that neither the contact of the injection needle 38 with the ceiling of the control chamber 30 nor the contact of the injection needle 38 with its seat 34 are established during this race.
  • the stem of the control valve 18 also has a surface in intermittent contact with its seat 22. The contact between the stem of the control valve 18 and its seat 22 is established when the control valve is closed.
  • the stem of the control valve 18 is in permanent contact with the holding spring 16 of the solenoid actuator.
  • the armature 36 of the control valve integral with the stem of the control valve 18, also has contact with the body of the solenoid actuator 14. contact between the armature 36 of the control valve and the body of the solenoid actuator 14 is established when the control valve is open and the armature 36 of the control valve is in high abutment. During the opening and closing stroke of the control valve, the contact between the armature 36 of the control valve and the body of the solenoid actuator 14 and the contact between the stem of the control valve 18 and its seat 22 are therefore not established.
  • the set of contact surfaces S between the various metal components of the injector 10 has a virtually zero electrical resistivity.
  • the invention consists in arranging resistive surface coatings 40 on several contact surfaces S of the injector 10 and to be associated with the overall electrical resistivity R7 of the injector 10 measured between the body of the the solenoid actuator 14 and the body of the injector 12 at least 3 ohmic values of overall electrical resistivity, preferably distinct, R7A, R7B and R7C, varying according to the kinetics of the moving components such as for example the needle injection 18 or the stem of the control valve 18.
  • the introduction of resistive surface coatings 40 having technical characteristics such as for example the electrical resistivity, allows to model the injector 10 by at least one equivalent resistive electrical circuit ( Figure 2).
  • the resistivity of the permanent contacts and established contacts will be like the coating of resistive surface 40 which covers them.
  • Reference permanent contacts and established contacts covered with resistive surface coatings 40 can be likened to electrical resistances having values ranging from the order of the ohm up to the hundred kilo-ohms according to the embodiment of the invention.
  • the resistive surface coatings 40 preferably have a thickness of a few ⁇ , for example a thickness between 1 ⁇ and 5 ⁇ .
  • Their rigidity comparable to that of steel, or even higher, is of the order of Giga Pascal (GPa), preferably between 1 GPa and 35 GPa.
  • GPa Giga Pascal
  • the contact surfaces S may each be coated independently of each other of different types of surface coatings.
  • the resistive surface coatings 40 are located:
  • the resistivity measured between the injection needle 38 and the spacer 24 being that of the resistive surface coating 40 when the injection needle 38 is not in contact with the ceiling of the control chamber 30, in the otherwise, when the injection needle 38 is in contact with the ceiling of the control chamber 30, the resistivity measured between the injection needle 38 and the spacer 24 is almost zero
  • the electrical resistivity between the body of the injector 12 and the body of the injection nozzle 36 is almost zero. This means that there is no resistive surface coating between these metal parts.
  • a non-resistive surface coating or a very low resistance coating that is to say with a zero or very low resistance value, such as for example having a maximum resistivity of the order of one ohm, can be arranged between these two metal parts for reasons of protection against premature wear of metal parts.
  • the electrical resistivity is also almost zero between the body of the solenoid actuator 14 and the body of the control valve 20, between the body of the control valve 20 and spacer 24 and also between the body of the control valve 20 and the ceiling of the control chamber 30.
  • a non-resistive surface coating or very low resistance that is to say, with zero or very low ohmic value, such as for example having a maximum resistivity of the order of one ohm, can be arranged between these parts metal for reasons of protection against premature wear of metal parts.
  • FIG. 2 represents a first example of the modeling of the equivalent overall electrical resistivity R7 of the fuel injector 10 according to the arrangement of the resistive surface coatings on the contact surfaces S presented according to the first embodiment illustrated by FIG. 1.
  • the equivalent electric circuit of the injector 10 comprises a first point A of contact equivalent to the electric potential of the body of the injection nozzle 26 and of the body of the injector 12, a second point B of contact equivalent to the electric potential of the seat of the injection needle 34, a third contact point C equivalent to the electric potential of the injection needle 38, a fourth contact point D equivalent to the electrical potential of the spacer 24 , the body of the control valve 20, the body of the solenoid actuator 14, and the ceiling of the control chamber 30, a first switch S 1 connected between the first contact point A and the second contact point B a first resistor RI connected between the second contact point B and the third contact point C, a second connected resistor R2 between the first contact point A and the third contact point C, a third resistor R3 connected between the third contact point C and the fourth contact point D, a second switch S2 connected between the third contact point C and the fourth contact point C contact point D, a fourth resistor R4 connected between the first contact point A and the fourth contact point D, a fifth resist
  • the overall electrical resistivity R7 of the first topology illustrated in FIG. 2 varies as a function of the position of the injection needle 38.
  • a first value R7A of the overall electrical resistivity R7 is measurable when the injection needle 38 is in contact with its seat 34.
  • the injector 10 is said in closed position. This occurs during a first phase Tien start of injection cycle and during a fifth phase T5 at the end of the injection cycle.
  • the first switch S1 is closed since the injection needle 38 is in contact with its seat 34, while the second switch S2 is open since the injection needle 38 It is not in contact with the ceiling of the control chamber 30.
  • the injector 10 When the injection needle 38 makes its way towards the ceiling of the control chamber 30, a second value R7B of the overall electrical resistivity R7 is measurable.
  • the injector 10 is then in a second phase T2 corresponding to the start of injection regime.
  • the first switch S1 is open since the injection needle 38 is no longer in contact with its seat 34, and the second switch S2 is also open since the injection needle 38 is not not in contact with the ceiling of the control chamber 30.
  • the injector 10 When the injection needle 38 has completed its travel in high abutment with the ceiling of the control chamber 30, the injector 10 is in a third phase T3 in steady state injection. During this third phase T3, a third R7C value of the overall electrical resistivity R7 is measurable. During this third phase T3, the first switch S1 is open since the injection needle 38 is no longer in contact with its seat 34, and the second switch S2 is closed since the injection needle 38 is in contact with the ceiling of the control chamber 30. When the injector 10 is in end of injection mode, the injection needle 38 travels from the ceiling of the control chamber 30 to its seat 34. The injector 10 is in a fourth phase T4.
  • the value of the overall electrical resistivity R7 is equivalent to the second value R7B identified during the injection start phase since the first switch S1 and the second switch S2 are open, the injection needle 38 being neither in contact with its seat 34 nor in contact with the ceiling of the control chamber 30.
  • a first solution may be to access the measurement of the overall electrical resistivity R7 between the electrical mass defined by the body of the injector 12 and a wire connected to the body of the solenoid actuator 14.
  • This wire may advantageously join the part external of the injector 10 following a set of grooves in the metal parts leading to a connector accessible by a means for measuring the overall electrical resistivity R7.
  • This wire accessible from the outside of the injector 10 is therefore the measuring wire of the overall electrical resistivity R7.
  • the orders of magnitude of the resistors R1, R2 and R3 may be of the order of a few tens of ohms to tens of kilo-ohms with in particular preferably a value of R2 twice greater than the value of R3. This order of magnitude allows an optimal detection of the movement of the injection needle 38 and more particularly of being able to determine the travel time of the injection needle 38 between its closed position and its high abutment position and Conversely.
  • the orders of magnitude of the resistors R4, R5 and R6 may be greater than one hundred kilo-ohms in order to limit the leakage currents to the body of the injector 12 during the measurement phases.
  • a second solution may be to add an additional electrical resistance between the body of the solenoid actuator 14 and one of the control wires 15 of the solenoid actuator. In this way, the measurement of the overall electrical resistivity R7 is done directly between the control wire connected to this additional electrical resistance and the electrical mass defined by the body of the injector 12. In other words, the control wire connected to this additional electrical resistance is the measuring wire of the overall electrical resistivity R7 of the injector 10.
  • the orders of magnitude of the resistors R1, R2 and R3 may be of the order of several tens of ohms with especially preferably a value of R2 twice as large as the value of R3. This order of magnitude allows an optimal detection of the movement of the injection needle 38 and more particularly to be able to determine the travel time of the injection needle 38 between its closed position and its high abutment position and vice versa.
  • the orders of magnitude of the resistors R4, R5 and R6 may be greater than ten kilo-ohms in order to limit the leakage currents to the body of the injector 12 during the measurement phases.
  • a third solution may be to add between the body of the solenoid actuator 14 and one of the control wires 15 of the solenoid actuator a parallel electronic structure comprising a first resistor in series with a first diode and a second resistor in series. with a second diode mounted in opposite direction to the first diode.
  • the control wire connected to this electronic structure is the measuring wire of the overall electrical resistivity R7 of the injector 10.
  • the electrical mass can be defined by the body of the injector 12. This topology advantageously makes it possible to keep constant the current flowing in the injector 10 during the opening and closing phases of the injection needle 38.
  • this topology makes it possible to maintain a constant absolute value of the current of control of the solenoid actuator at control voltage differences supported by the solenoid of the actuator.
  • the ratio between the values of the first resistance and the second resistance of this parallel structure is ten.
  • the greatest resistance value is attributed to the first resistance which is traversed by the current flowing in the injector 10 when the injection needle38 is in the closed position.
  • the polarization of the first diode allows the circulation of the body current of the solenoid actuator 14 to the seat of the injection needle 34 when the injection needle 38 is in the closed position, the current ending its travel through the electrical mass defined by the body of the injector 12.
  • the orders of magnitude of the resistors R1, R2 and R3 may be of the order of a few tens of ohms with, in particular, preferably a value of R2 twice as large as the value of R3. This order of magnitude allows an optimal detection of the movement of the injection needle 38 and more particularly to be able to determine the travel time of the injection needle 38 between its closed position and its high abutment position and vice versa.
  • the orders of magnitude of the resistors R4, R5 and R6 may be greater than ten kilo-ohms in order to limit the leakage currents to the body of the injector 12 during the measurement phases.
  • the fuel injector 10 arranged with the resistive surface coatings 40 can be diagnosed.
  • the invention makes it possible to propose a first method for measuring the position and the speed of the injection needle 38 of the injector 10 and also to measure the degree of wear of the resistive surface coatings 40.
  • the value of overall resistivity R7 of the injector 10 measured at a given instant can be compared with the 3 ohmic values of global electrical resistivity R7A, R7B and R7C known. If the measured ohmic value is comparable to the first value R7A then the injection needle 38 is in its closed position, that is to say in the low abutment in its seat 34.
  • the injection needle 38 in high abutment, that is to say in contact with the ceiling of the control chamber 30. If the measured ohmic value is comparable to the second value R7B then the needle Injection 38 is in its course.
  • the direction of the race can be determined according to the previous value, different from R7B, measured. If the previous value of the measured global electrical resistivity R7 was the first value R7A, then the direction of travel of the injection needle 38 is said amount, that is to say the seat of the needle. injection 34 to the ceiling of the control chamber 30.
  • the direction of travel of the injection needle is said to be descending, that is, that is, from the ceiling of the control chamber 30 towards the seat of the injection needle 34.
  • an extremely fast sampling for example of the order of one tenth of the micro second, makes it possible to determine the temporal flow T between each change in the value of the overall electrical resistivity R7 measured.
  • the identified absolute value of the smallest result resulting from the difference between the value of the measured overall electrical resistivity R7 with respectively the first value R7A, the second value R7B and the third value R7C at a given instant is proportional to the degree of wear of the resistive surface coatings 40.
  • the wear of the resistive surface coatings 40 causes a drift of the overall electrical resistivity R7 of the injector. This drift can make it possible to activate an alert signal in the event of a value estimated to be a nuisance for the operation of the injector 10.
  • a periodic self-calibration method can make it possible to regularly update the reference values of the overall electrical resistivity R7, that is to say an update of the 3 ohmic values of global electrical resistivity R7A, R7B and R7C, thus making it possible to overcome the drifts of the overall electrical resistivity R7 due for example to the temperature
  • FIG. 4 represents a second example of the modeling of the equivalent overall electric resistivity RI 5 of the fuel injector 10 according to a second arrangement of the resistive surface coatings 40 on the contact surfaces S.
  • the resistive surface coatings are located:
  • the electrical resistivity between the body of the injector 12 and the body of the injection nozzle 26 is almost zero. This means that there is no resistive surface coating between these metal parts.
  • a non-resistive surface coating or a very low resistance coating that is to say with a zero or very low resistance value, such as for example having a maximum resistivity of the order of one ohm, can be arranged between these two metal parts for reasons of protection against premature wear of metal parts.
  • the electrical resistivity between the body of the injector 12 and the body of the control valve 20 is almost zero. This means that there is no resistive surface coating between these metal parts.
  • a non-resistive surface coating or a very low resistance coating that is to say with a zero or very low resistance value, such as for example having a maximum resistivity of the order of one ohm, can be arranged between these two metal parts for reasons of protection against premature wear of metal parts.
  • the electrical resistivity between the injection needle 38 and the wall of the control chamber 32 is almost zero. This means that there is no resistive surface coating between these metal parts.
  • a non-resistive surface coating or very low resistance that is to say Ohmic null or very low, such as having a maximum resistivity of the order of one ohm, can be arranged between these two metal parts for reasons of protection against premature wear of metal parts.
  • the equivalent electrical circuit of the injector 10 comprises a first contact point 1A equivalent to the electric potential of the injection needle 38, the spacer 24 and the wall of the control chamber 32, a second contact point 1B equivalent to the electrical potential of the seat 34 of the injection needle, a third contact point IC equivalent to the electric potential of the body of the injection nozzle 26 and the ceiling of the control chamber 30, a first switch SI 1 connected between the first contact point 1A and the third contact point IC, a second switch S 12 connected between the second contact point 1B and the third contact point IC, a first resistor R1 connected between the first contact point IC 1A contact point and the second contact point 1B, a second resistor RI 2 connected between the first contact point 1A and the third contact point IC, a third resistor RI 3 conne and a fourth resistor RI 4 connected between the first contact point 1A and the third contact point IC.
  • the overall electrical resistivity RI 5 of the injector is therefore measurable between the first contact point 1A and the third contact point IC.
  • the body of the injector 12 can act as an electrical mass.
  • the overall electrical resistivity R1 of the topology illustrated in FIG. 4 varies as a function of the position of the injection needle 38.
  • a first value R15A of the overall electrical resistivity R15 is measurable when the injection needle 38 is in contact with its seat 34.
  • the injector 10 is said in the closed position. This occurs during a first phase T1 at the beginning of the injection cycle and at a fifth phase T15 at the end of the injection cycle.
  • the second switch S12 is closed since the injection needle 38 is in contact with its seat 34, while the first switch SU is open since the injection needle 38 is not in contact with the ceiling of the control chamber 30.
  • a second value R15B of the overall electrical resistivity R15 is measurable.
  • the injector 10 is then in a second phase T12 corresponding to the start of injection regime.
  • the second switch S12 is open since the injection needle 38 is no longer in contact with its seat, and the first switch SU is also open since the injection needle 38 is not in contact with the ceiling of the control chamber 30.
  • the injector 10 is in a third phase T13 in steady state injection.
  • a third value R15C of the overall electrical resistivity RI 5 is measurable.
  • the second switch S 12 is open since the injection needle 38 is no longer in contact with its seat 34, and the first switch S1 is closed since the injection needle 38 is in contact with the ceiling of the control chamber 30.
  • This third value R15C overall electrical resistivity R15 is then almost zero.
  • the injector 10 is in end of injection mode, the injection needle 38 runs from the ceiling of the control chamber 30 to its seat.
  • the injector is in a fourth phase T14.
  • the value of the overall electrical resistivity RI 5 is equivalent to the second value R15B identified during the injection start phase since the first switch S S and the second switch S 12 are open, the needle of FIG. injection 38 not being in contact with its seat 34, or in contact with the ceiling of the control chamber 30.
  • a first solution may consist in accessing the measurement of the overall electrical resistivity RI 5 between the electrical mass defined by the body of the injector 12 and a wire connected to the wall of the control chamber 32.
  • This wire may advantageously join the outer part of the injector by following a set of grooves in the metal parts leading to a connector accessible by a measuring means of the overall electrical resistivity RI 5.
  • the use of the channels of the injector as passage of the wire or the micro piercing of the body of the injector 12 up to to the control chamber 28 allowing the passage of the wire may also be possible.
  • This wire accessible from the outside of the injector is the measuring wire of the overall electrical resistivity R15.
  • a second solution may be to add an additional electrical resistance between the wall of the control chamber 32 and one of the control wires 15 of the solenoid actuator.
  • the measurement of the overall electrical resistivity RI 5 is accessible between the control wire of the solenoid actuator connected to this additional electrical resistance and the electrical mass defined by the body of the injector 12.
  • the wire control connected to this electrical resistance is the measuring wire of the overall electrical resistivity RI 5 of the injector 10.
  • a third solution may be to add between the wall of the control chamber 32 and one of the control wires 15 of the solenoid actuator a parallel electronic structure comprising a first resistor in series with a first diode and a second resistor in series with a second diode mounted in the opposite direction to the first diode.
  • the control wire connected to this electronic structure is the measuring wire of the overall electrical resistivity R15 of the injector.
  • the electrical mass is defined by the body of the injector 12.
  • this topology makes it possible to maintain a constant absolute value of the control current of the solenoid actuator at control voltage differences supported by the solenoid of the actuator.
  • the ratio between the values of the first resistance and the second resistance of this parallel structure is ten.
  • the greatest resistance value is attributed to the first resistance which is traversed by the current flowing in the injector 10 when the injection needle 38 is in the closed position.
  • the polarization of the first diode allows the circulation of the body current of the solenoid actuator 14 to the seat of the injection needle 34 when the injection needle 38 is in the closed position, the current ending its travel through the electric mass defined by the body of the injector 12.
  • the measurement of the overall electrical resistivity RI 5 is accessible between the control wire of the solenoid actuator and the electrical mass defined by the body of the injector 12.

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Abstract

Un injecteur de carburant (10) comprend des composants métalliques fixes, notamment un corps d'injecteur (12), un actionneur à solénoïde (14) muni d'un ressort de maintien (16) d'une tige de valve de contrôle (18), un corps de valve de contrôle (20) comprenant un siège de la tige de la valve de contrôle (22), une entretoise (24) entre le corps de la valve de contrôle (20) et une buse d'injection (36), une chambre de commande (28), et un siège d'aiguille d'injection (34). L'injecteur de carburant(10) comprend également des composants métalliques mobiles notamment la tige de la valve de contrôle (18) et son armature (36) et l'aiguille d'injection (38). L'actionneur à solénoïde (14) comprend également des fils de commande (15) communiquant à l'extérieur de l'injecteur (10). Les surfaces des composants métalliques en contact les uns avec les autres étant des surfaces de contact (S). Des revêtements de surface résistifs (40) sont agencés sur plusieurs surfaces de contact (S). La résistivité électrique globale (R7) de l'injecteur (10) entre le corps de l'actionneur à solénoïde (14) et le corps de l'injecteur (12), varie de trois valeurs ohmiques distinctes (R7A,R7B,R7C) par intermittence suivant la cinétique de l'aiguille d'injection (38) de l'injecteur (10) et en ce que les revêtements de surface résistifs (40) sont localisés: sur au moins une surface de contact (S) entre le siège (34) de l'aiguille d'injection (38) et l'aiguille d'injection (38), sur au moins une surface de contact (S) entre le corps de la buse d'injection (26) et l'aiguille d'injection (38), sur au moins une surface de contact (S) entre l'aiguille d'injection (38) et l'entretoise (24), sur au moins une surface de contact (S) entre le corps de la buse d'injection (26) et l'entretoise (24), sur au moins une surface de contact (S) entre le corps de l'injecteur (12) et le corps de la valve de contrôle (20), sur au moins une surface de contact (S) entre le corps de l'injecteur (12) et le corps de l'actionneur à solénoïde (14).

Description

INJECTEUR DE CARBURANT DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte à un injecteur de carburant et plus particulièrement à un arrangement permettant un contrôle en boucle fermée d'un système d'injection. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
Sur les injecteurs de carburant à rampe commune d'aujourd'hui, la quantité de carburant injectée et les délais d'ouverture et fermeture de Γ injecteur sont dépendants de la capacité des moyens industriels de production à produire les injecteurs tout en respectant les paramètres clefs de l'injecteur. Par conséquent, des dispersions existent. De plus lors des cycles de fonctionnement des injecteurs de carburant, certains paramètres dérivent à cause de l'usure des composants. On peut citer comme dérive les temps de monté et descente de la valve de contrôle ainsi que ceux de l'aiguille de la buse d'injection. Les stratégies de contrôle des injecteurs implémentées aujourd'hui dans les calculateurs électroniques de contrôle des injecteurs ne savent pas compenser l'ensemble des déviations. Lorsque l'injecteur est nouveau, un facteur de correction est appliqué pour corriger les principales déviations de délais d'ouverture et fermeture de l'aiguille de la buse d'injection contrôlée par la valve de contrôle électromagnétique. D'autres corrections visant à ajuster les puises de commande de l'actionneur électromagnétique sont basées sur des capteurs d'accélération. D'autres étapes pour corriger les dérives des paramètres clefs des injecteurs consistent également à surveiller le signal de tension de l'actionneur qui reflète la fermeture de la valve de contrôle. Cependant la fonction de transfert entre l'ouverture et la fermeture de la valve de contrôle et l'ouverture et la fermeture de l'aiguille de la buse d'injection dépend de nombreux paramètres non contrôlés durant la vie d'un véhicule et selon son usage. Il est donc important de proposer une solution nouvelle résolvant ces problèmes. RESUME DE L'INVENTION
La présente invention vise à remédier aux inconvénients des solutions existantes en proposant une supervision électrique de l'injecteur reflétant les mouvements de l'aiguille d'injection de l'injecteur.
Un injecteur de carburant comprend des composants métalliques fixes, notamment un corps d'injecteur, un actionneur à solénoïde muni d'un ressort de maintien d'une tige de valve de contrôle, un corps de valve de contrôle comprenant un siège de la tige de la valve de contrôle, une entretoise entre le corps de la valve de contrôle et une buse d'injection, une chambre de commande, et un siège d'aiguille d'injection. Un injecteur de carburant comprend également des composants métalliques mobiles notamment la tige de la valve de contrôle et son armature et l'aiguille d'injection. L'actionneur à solénoïde comprend également des fils de commande communiquant à l'extérieur de l'injecteur grâce à un connecteur agencé sur le corps de l'injecteur. Les surfaces des composants métalliques en contact les uns avec les autres sont des surfaces de contact. Des revêtements de surface résistifs sont agencés sur plusieurs surfaces de contact. La résistivité électrique globale de l'injecteur entre le corps de l'actionneur à solénoïde et le corps de l'injecteur varie d'au moins trois valeurs ohmiques distinctes par intermittence suivant la cinétique de son aiguille d'injection. La résistivité électrique globale de l'injecteur est modélisable suivant une topologie d'un circuit électrique composée de résistances électriques mises en série équivalentes aux surfaces de contact des composants métalliques mis en contact entre eux et agencés les uns sur les autres, de résistance électriques mises en parallèle équivalentes aux surfaces de contact des composants métalliques mis en contact entre eux et agencés les uns dans les autres et d'interrupteurs équivalents aux contacts intermittents tels que par exemple le contact entre l'aiguille d'injection et son siège. Les contacts intermittents varient la valeur de la résistivité électrique globale par intermittence suivant la cinétique des composants mobiles de l'injecteur. La topologie d'un circuit électrique est la structure de connexion des différents composants du circuit électrique, à savoir dans les cas décrits par l'invention: des résistances électriques et des interrupteurs. Selon un mode de réalisation, les revêtements de surface résistifs sont localisés sur au moins une surface de contact entre le siège de l'aiguille d'injection et l'aiguille d'injection, sur au moins une surface de contact entre le corps de la buse d'injection et l'aiguille d'injection, sur au moins une surface de contact entre l'aiguille d'injection et l'entretoise, sur au moins une surface de contact entre le corps de la buse d'injection et l'entretoise, sur au moins une surface de contact entre le corps de l'injecteur et le corps de la valve de contrôle, et sur au moins une surface de contact entre le corps de l'injecteur et le corps de l'actionneur à solénoïde. L'injecteur comprenant les revêtements de surface résistifs agencés suivant le mode de réalisation ainsi décrit est modélisable suivant un premier circuit électrique équivalent comprenant un premier point de contact équivalent au potentiel électrique du corps de la buse d'injection et du corps de l'injecteur, un deuxième point de contact équivalent au potentiel électrique du siège de l'aiguille d'injection, un troisième point de contact équivalent au potentiel électrique de l'aiguille d'injection, un quatrième point de contact équivalent au potentiel électrique de l'entretoise, du corps de la valve de contrôle, de l'actionneur à solénoïde, et du plafond de la chambre de commande, un premier interrupteur connecté entre le premier point de contact et le deuxième point de contact, une première résistance connectée entre le deuxième point de contact et le troisième point de contact, une deuxième résistance connectée entre le premier point de contact et le troisième point de contact, une troisième résistance connectée entre le troisième point de contact et le quatrième point de contact, un deuxième interrupteur connecté entre le troisième point de contact et le quatrième point de contact, une quatrième résistance connectée entre le premier point de contact et le quatrième point de contact, une cinquième résistance connectée entre le premier point de contact et le quatrième point de contact, et une sixième résistance connectée entre le premier point de contact et le quatrième point de contact. Le circuit équivalent présente la résistivité électrique globale de l'injecteur entre le quatrième point de contact et le premier point de contact. La résistivité équivalente globale varie en fonction de la position de l'aiguille d'injection. Une résistance électrique additionnelle peut-être connectée entre le corps de l'actionneur à solénoïde et un de ses fils de commande, ledit fil de commande étant le fil de mesure de la résistivité électrique globale. Alternativement un circuit électrique à topologie parallèle est connecté entre le corps de l'actionneur et un des fils de commande de l'actionneur, ledit fil de commande étant le fil de mesure de la résistivité électrique globale. Ledit circuit électrique parallèle comprend une première résistance électrique en série avec une première diode et une seconde résistance électrique en série avec une deuxième diode montée en sens opposé à la première diode. Alternativement un fil est connecté au corps de l'actionneur à solénoïde, ledit fil rejoignant la partie extérieure de l'injecteur est le fil de mesure de la résistivité électrique globale.
Selon un autre mode de réalisation, les revêtements de surface résistifs sont localisés sur au moins une surface de contact entre le siège de l'aiguille d'injection et l'aiguille d'injection, sur au moins une surface de contact entre le corps de la buse d'injection et l'aiguille d'injection, sur au moins une surface de contact entre le corps de la buse d'injection et l'entretoise, et sur au moins une surface de contact entre l'entretoise et le corps de la valve de contrôle. Avantageusement l'injecteur comprenant les revêtements de surface résistifs agencés suivant le mode de réalisation ainsi décrit est modélisable suivant deuxième circuit électrique équivalent comprenant un premier point de contact équivalent au potentiel électrique de l'aiguille d'injection, de l'entretoise et du mur de la chambre de commande, un deuxième point de contact équivalent au potentiel électrique du siège de l'aiguille d'injection, un troisième point de contact équivalent au potentiel électrique du corps de la buse d'injection et du plafond de la chambre de commande, un premier interrupteur connecté entre le premier point de contact et le troisième point de contact, un deuxième interrupteur connecté entre le deuxième point de contact et le troisième point de contact, une première résistance connectée entre le premier point de contact et le deuxième point de contact, une deuxième résistance connectée entre le premier point de contact et le troisième point de contact, une troisième résistance connectée entre le premier point de contact et le troisième point de contact, et une quatrième résistance connectée entre le premier point de contact et le troisième point de contact. Le circuit équivalent présente la résistivité électrique globale de l'injecteur entre le premier point de contact et le troisième point de contact. La résistivité équivalente globale varie en fonction de la position de l'aiguille d'injection. Une résistance électrique additionnelle peut-être connectée entre le mur de la chambre de commande et un des fils de commande de l'actionneur à solénoïde, ledit fil de commande étant le fil de mesure de la résistivité électrique globale. Alternativement un circuit électrique à topologie parallèle est connecté entre le mur de la chambre de commande et un des fils de commande de l'actionneur, ledit fil de commande étant le fil de mesure de la résistivité électrique globale. Ledit circuit électrique parallèle comprend une première résistance électrique en série avec une première diode et une seconde résistance électrique en série avec une deuxième diode montée en sens opposé à la première diode. Alternativement un fil est connecté au mur de la chambre de commande ledit fil rejoignant la partie extérieure de l'injecteur est le fil de mesure de la résistivité électrique globale.
Le corps de l'injecteur peut-être une référence de masse électrique de la mesure de la résistivité électrique globale. Les revêtements de surface résistifs peuvent avoir une épaisseur comprise entre 1 μιη et 5 μιη. Les revêtements de surface résistifs peuvent avoir une rigidité comprise entre 1 GPa et 35 GPa. Les revêtements de surface résistifs peuvent être de la famille des carbones amorphes (a-C) ou de céramique. L'insertion d'un revêtement de surface de type céramique présente l'avantage de procurer une valeur résistive plus reproductible qu'un revêtement de type résine.
Une méthode de mesure de la position et de la vitesse de l'aiguille d'injection ainsi que de l'usure des revêtements de surface résistifs de l'injecteur de carburant réalisé suivant l'invention peut comprendre les étapes suivantes:
- détecter une première valeur ohmique de la résistivité électrique globale,
déterminer la position de l'aiguille d'injection par comparaison de la première valeur ohmique de la résistivité électrique globale détectée avec les 3 valeurs ohmiques possible de la résistivité électrique globale,
- déterminer l'usure des revêtements de surface résistifs par comparaison de la première valeur ohmique de la résistivité électrique globale détectée avec les 3 valeurs ohmiques possible de la résistivité électrique globale,
détecter une deuxième valeur ohmique de la résistivité électrique globale différente de la première valeur ohmique de la résistivité globale détectée,
déterminer l'écoulement temporel entre la détection de la première et de la deuxième valeur ohmique de la résistivité électrique globale, et déterminer la vitesse de déplacement de l'aiguille d'injection (38).
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels:
La figure 1 est une représentation d'un injecteur de carburant selon un premier exemple de mode de réalisation de la présente invention.
La figure 2 est un bloc diagramme schématique illustrant un réseau résistif électrique équivalent de l'injecteur selon la figure 1.
La figure 3 est un chronogramme d'évolution de la résistivité équivalente de l'injecteur selon la figure 2 et selon la cinétique de l'aiguille d'injection.
La figure 4 est un bloc diagramme schématique illustrant un autre réseau résistif électrique équivalent de l'injecteur suivant un deuxième mode de réalisation.
La figure 5 est un autre chronogramme d'évolution de la résistivité équivalente de l'injecteur selon la figure 4 et selon la cinétique de l'aiguille d'injection.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES
Selon la figure 1, un injecteur de carburant 10 est un assemblage de composants métalliques comprenant des composants fixes et des composants mobiles. Les composants fixes essentiels d'un injecteur comprennent notamment un corps d'injecteur 12, un actionneur à solénoïde 14 muni d'un ressort de maintien 16 d'une tige de valve de contrôle 18, un corps de valve de contrôle 20 comprenant un siège de la tige de la valve de contrôle 22, une entretoise 24 entre le corps de la valve de contrôle 20 et une buse d'injection 26, une chambre de commande 28 comprenant un plafond 30 et un mur 32, et un siège d'aiguille d'injection 34. Les composants mobiles de l'injecteur comprennent notamment la tige de la valve de contrôle 18, l'armature 36 de la valve de contrôle solidaire à la tige de la valve de contrôle 18 et l'aiguille d'injection 38. Les composants mobiles de l'injecteur sont commandés par le biais des fils de commande 15 de l'actionneur à solénoïde communiquant à l'extérieur de l'injecteur grâce à un connecteur agencé sur l'injecteur 10.
Les composants fixes ont bien évidemment des surfaces en contact les uns avec les autres, dites surfaces de contact S. Les composants mobiles ont également des surfaces en contact avec des composants fixes de l'injecteur, dites également surfaces de contact S. Les composants mobiles ont également des surfaces venant en contact de façon intermittente avec d'autres surfaces de l'injecteur 10, dites également surfaces de contact S.
Pour la bonne compréhension de ces différents contacts, on citera par exemple les surfaces de contact S entre deux composants fixes telle que les surfaces de contact S entre le corps de l'actionneur à solénoïde 14 et le corps de la valve de contrôle 20 et également par exemple les surface de contact S entre le corps de la valve de contrôle 20 et F entretoise 24, l'entretoise 24 ayant une surface en contact avec la chambre de commande 28. On citera également par exemple les surfaces de contact S entre un composant mobile et un composant fixe telle que les surfaces de contact S entre l'aiguille d'injection 38 et son siège 34, et également les surfaces de contact S entre l'aiguille d'injection 38 et le plafond de la chambre de commande 30. Le contact entre l'aiguille d'injection 38 et son siège 34 est établi lors des phases de non injection. L'aiguille d'injection 38 est en position fermée. Le contact entre l'aiguille d'injection 38 et le plafond de la chambre de commande 30 est établi lorsque l'aiguille d'injection 38 est en position de butée haute, c'est à dire en fin de course montante lors de l'injection de carburant. L'aiguille d'injection 38 est également en contact permanent avec la buse d'injection 26 dans laquelle elle effectue son mouvement de va et vient. Ce mouvement implique que ni le contact de l'aiguille d'injection 38 avec le plafond de la chambre de commande 30 et ni le contact de l'aiguille d'injection 38 avec son siège 34 sont établi lors de cette course. La tige de la valve de contrôle 18 a également une surface en contact intermittent avec son siège 22. Le contact entre la tige de la valve de contrôle 18 et son siège 22 est établi lorsque la valve de contrôle est fermée. La tige de la valve de contrôle 18 à un contact permanent avec le ressort de maintien 16 de l'actionneur à solénoïde. On notera que l'armature 36 de la valve de contrôle, solidaire de la tige de la valve de contrôle 18, a également un contact avec le corps de l'actionneur à solénoïde 14. Le contact entre l'armature 36 de la valve de contrôle et le corps de l'actionneur à solénoïde 14 est établi lorsque la valve de contrôle est ouverte et que l'armature 36 de la valve de contrôle est en butée haute. Lors de la course d'ouverture et de fermeture de la valve de contrôle, le contact entre l'armature 36 de la valve de contrôle et le corps de l'actionneur à solénoïde 14 et le contact entre la tige de la valve de contrôle 18 et son siège 22 ne sont donc pas établis. L'ensemble des surfaces de contact S entre les différents composants métallique de l'injecteur 10 présente une résistivité électrique quasi nulle.
Selon les figure 1, 2 et 3 l'invention consiste à agencer des revêtements de surface résistifs 40 sur plusieurs surfaces de contact S de l'injecteur 10 et à associer à la résistivité électrique globale R7 de l'injecteur 10 mesurée entre le corps de l'actionneur à solénoïde 14 et le corps de l'injecteur 12 au moins 3 valeurs ohmique de résistivité électrique globale, de préférence distinctes, R7A, R7B et R7C, variant en fonction de la cinétique des composants mobiles tels que par exemple l'aiguille d'injection 38 ou la tige de la valve de contrôle 18. L'introduction des revêtements de surface résistifs 40 ayant des caractéristiques techniques telles que par exemple la résistivité électrique, permet de modéliser l'injecteur 10 par au moins un circuit électrique résistif équivalent (fïg. 2). On trouvera par exemple dans la topologie du circuit électrique équivalent à la résistivité électrique globale R7 de l'injecteur 10 des résistances électriques mises en série équivalentes aux surfaces de contact S des composants métalliques mis en contact entre eux, revêtus des revêtements de surface résistifs 40 et agencés les uns sur les autres. On trouvera également des résistances électriques mises en parallèles équivalentes aux surfaces de contact S des composants métalliques mis en contact entre eux, revêtus des revêtements de surface résistifs 40 et agencés les uns dans les autres. On trouvera également des interrupteurs électriques équivalents aux contacts intermittents, les interrupteurs étant fermés si le contact est établi. L'interrupteur est ouvert si le contact n'est pas établi. La résistivité des contacts permanents ou établis pourra être quasi-nulle si leurs surfaces de contact S n'est pas revêtues des revêtements de surface résistifs 40. A contrario, la résistivité des contacts permanents et des contacts établis sera à l'image du revêtement de surface résistif 40 qui les recouvre. De référence les contacts permanents et les contacts établis recouverts de revêtements de surface résistifs 40 peuvent être assimilables à des résistances électriques ayant des valeurs allant de l'ordre de l'ohm jusqu'à la centaine de kilo-ohms suivant le mode de réalisation de l'invention.
Les revêtements de surface résistifs 40 ont de préférence une épaisseur de quelques μιη, par exemple une épaisseur comprise entre 1 μιη et 5 μιη. Leur rigidité, comparable à celle de l'acier, voire supérieure, est de l'ordre du Giga Pascal (GPa), de préférence comprise entre 1 GPa et 35 GPa. Afin de répondre aux caractéristiques techniques mentionnées telles que la résistivité électrique et la rigidité de ces revêtements de surface résistifs 40, on peut identifier de préférence des revêtements de surface résistifs 40 à base de carbone amorphe (a-C) plus couramment appelé 'DLC (Diamond Like Carbon) et également des revêtements de type céramique. Les surfaces de contact S pourront être revêtues chacune indépendamment les unes des autres de type différents de revêtements de surface.
Selon un premier mode de réalisation illustré par la figure 1, de préférence, les revêtements de surface résistifs 40 sont localisés:
sur au moins une surface de contact S entre le siège 34 de l'aiguille d'injection 38 et l'aiguille d'injection 38, rendant ainsi le contact intermittent de l'aiguille d'injection 38 avec son siège 34 résistif lorsque le contact est établi, sur au moins une surface de contact S entre le corps de la buse d'injection 26 et l'aiguille d'injection 38,
sur au moins une surface de contact S entre l'aiguille d'injection 38 et l'entretoise 24,
la résistivité mesuré entre l'aiguille d'injection 38 et l'entretoise 24 étant celle du revêtement de surface résistif 40 lorsque l'aiguille d'injection 38 n'est pas en contact avec le plafond de la chambre de commande 30, dans le cas contraire, lorsque l'aiguille d'injection 38 est en contact avec le plafond de la chambre de commande 30, la résistivité mesuré entre l'aiguille d'injection 38 et l'entretoise 24 est quasi nulle,
sur au moins une surface de contact S entre le corps de la buse d'injection 26 et l'entretoise 24,
sur au moins une surface de contact S entre le corps de l'injecteur 12 et le corps de la valve de contrôle 20, sur au moins une surface de contact S entre le corps de l'injecteur 12 et le corps de l'actionneur à solénoïde 14.
Il est à noter que la résistivité électrique entre le corps de l'injecteur 12 et le corps de la buse d'injection 36 est quasi-nulle. Cela signifie qu'il n'y a pas de revêtement de surface résistif entre ces pièces métalliques. Alternativement un revêtement de surface non résistif ou de résistance très faible, c'est-à-dire à valeur ohmique nulle ou très faible, comme par exemple ayant une résistivité maximale de l'ordre de l'ohm, peut être agencé entre ces deux pièces métalliques pour des raisons de protection contre l'usure prématurée des pièces métalliques. Il est à noter que la résistivité électrique est également quasi nulle entre le corps de l'actionneur à solénoïde 14 et le corps de la valve de contrôle 20, entre le corps de la valve de contrôle 20 et Γ entretoise 24 et également entre le corps de la valve de contrôle 20 et le plafond de la chambre de commande 30. Cela signifie qu'il n'y a pas de revêtement de surface résistif entre ces pièces métalliques. Alternativement un revêtement de surface non résistif ou de résistance très faible, c'est-à-dire à valeur ohmique nulle ou très faible, comme par exemple ayant une résistivité maximale de l'ordre de l'ohm, peut être agencé entre ces pièces métalliques pour des raisons de protection contre l'usure prématurée des pièces métalliques.
La figure 2 représente un premier exemple de la modélisation de la résistivité électrique globale équivalente R7 de l'injecteur de carburant 10 selon l'agencement des revêtements de surface résistifs sur les surfaces de contact S présenté selon le premier mode de réalisation illustré par la figure 1.
Conformément à la figure 2, le circuit électrique équivalent de l'injecteur 10, comprend un premier point A de contact équivalent au potentiel électrique du corps de la buse d'injection 26 et du corps de l'injecteur 12, un deuxième point B de contact équivalent au potentiel électrique du siège de l'aiguille d'injection 34, un troisième point C de contact équivalent au potentiel électrique de l'aiguille d'injection 38, un quatrième point D de contact équivalent au potentiel électrique de l'entretoise 24, du corps de la valve de contrôle 20, du corps de l'actionneur à solénoïde 14, et du plafond de la chambre de commande 30, un premier interrupteur S 1 connecté entre le premier point A de contact et le deuxième point B de contact, une première résistance RI connectée entre le deuxième point B de contact et le troisième point C de contact, une deuxième résistance R2 connectée entre le premier point A de contact et le troisième point C de contact, une troisième résistance R3 connectée entre le troisième point C de contact et le quatrième point D de contact, un deuxième interrupteur S2 connecté entre le troisième point C de contact et le quatrième point D de contact, une quatrième résistance R4 connectée entre le premier point A de contact et le quatrième point D de contact, une cinquième résistance R5 connectée entre le premier point A de contact et le quatrième point D de contact, et une sixième résistance R6 connectée entre le premier point A de contact et le quatrième point D de contact. La résistivité électrique globale R7 de l'injecteur 10 est donc mesurable entre le quatrième point D de contact et le premier point A de contact. Afin de faciliter la mesure de la résistivité électrique globale R7 de cette configuration, le corps de l'injecteur 12 peut faire office de masse électrique.
Telle que décrite au travers de la figure 3, la résistivité électrique globale R7 de la première topologie illustrée par la figure 2 varie en fonction de la position de l'aiguille d'injection 38. Une première valeur R7A de la résistivité électrique globale R7 est mesurable lorsque l'aiguille d'injection 38 est en contact avec son siège 34. L'injecteur 10 est dit en position fermé. Cela se produit lors d'une première phase Tien début de cycle d'injection et lors d'une cinquième phase T5 en fin de cycle d'injection. Durant la première phase Tl et la cinquième phase T5, le premier interrupteur SI est fermé puisque l'aiguille d'injection 38 est en contact avec son siège 34, alors que le deuxième interrupteur S2 est ouvert puisque l'aiguille d'injection 38 n'est pas en contact avec le plafond de la chambre de commande 30. Lorsque l'aiguille d'injection 38 effectue sa course vers le plafond de la chambre de commande 30, une deuxième valeur R7B de la résistivité électrique globale R7 est mesurable. L'injecteur 10 est alors dans une deuxième phase T2 correspondant au régime de début d'injection. Durant la deuxième phase T2, le premier interrupteur SI est ouvert puisque l'aiguille d'injection 38 n'est plus en contact avec son siège 34, et le deuxième interrupteur S2 est également ouvert puisque l'aiguille d'injection 38 n'est pas en contact avec le plafond de la chambre de commande 30.
Lorsque l'aiguille d'injection 38 a terminé sa course en butée haute avec le plafond de la chambre de commande 30, l'injecteur 10 est dans une troisième phase T3 en régime établi d'injection. Durant cette troisième phase T3, une troisième valeur R7C de la résistivité électrique globale R7 est mesurable. Durant cette troisième phase T3, le premier interrupteur SI est ouvert puisque l'aiguille d'injection 38 n'est plus en contact avec son siège 34, et le deuxième interrupteur S2 est fermé puisque l'aiguille d'injection 38 est en contact avec le plafond de la chambre de commande 30. Lorsque l'injecteur 10 est en régime de fin d'injection, l'aiguille d'injection 38 effectue une course allant du plafond de la chambre de commande 30 vers son siège 34. L'injecteur 10 est dans une quatrième phase T4. Durant cette quatrième phase T4 la valeur de la résistivité électrique globale R7 est équivalente à la deuxième valeur R7B identifiée lors de la phase de début d'injection puisque le premier interrupteur SI et le deuxième interrupteur S2 sont ouverts, l'aiguille d'injection 38 n'étant ni en contact avec son siège 34, ni en contact avec le plafond de la chambre de commande 30.
Afin d'accéder à la mesure de la résistivité électrique globale R7 de l'injecteur 10 dont les revêtements de surface résistifs 40 ont été disposés tels que décrit ci-dessus, de préférence plusieurs solutions sont applicables. Il est à noter que quel que soit la solution permettant d'accéder à la mesure de la résistivité électrique globale R7, le moyen associé à cette mesure induira un courant électrique au travers de la résistivité électrique globale R7, cela signifiant que l'injecteur 10 sera parcouru par le courant électrique lors des phases de mesures de la résistivité électrique globale R7. Une première solution peut consister à accéder à la mesure de la résistivité électrique globale R7 entre la masse électrique définie par le corps de l'injecteur 12 et un fil connecté au corps de l'actionneur à solénoïde 14. Ce fil pourra avantageusement rejoindre la partie extérieure de l'injecteur 10 en suivant un jeu de rainures dans les pièces métalliques l'amenant jusqu'à un connecteur accessible par un moyen de mesure de la résistivité électrique globale R7. Ce fil accessible depuis l'extérieur de l'injecteur 10 est donc le fil de mesure de la résistivité électrique globale R7. Dans cette première solution, les ordres de grandeur des résistances RI, R2 et R3 pourront être de l'ordre de quelques dizaines d'ohms à des dizaines de kilo-ohms avec notamment de préférence une valeur de R2 deux fois plus grande que la valeur de R3. Cet ordre de grandeur permet une détection optimale du mouvement de l'aiguille d'injection 38 et plus particulièrement de pouvoir déterminer le temps de parcours de l'aiguille d'injection 38 entre sa position fermée et sa position en butée haute et inversement. Dans cette première solution, les ordres de grandeur des résistances R4, R5 et R6 pourront être supérieures à la centaine de kilo-ohms afin de limiter les courants de fuites vers le corps de l'injecteur 12 lors des phases de mesures. Une deuxième solution peut consister à ajouter une résistance électrique additionnelle entre le corps de l'actionneur à solénoïde 14 et un des fils de commande 15 de l'actionneur à solénoïde. De cette façon, la mesure de la résistivité électrique globale R7 se fait directement entre le fil de commande connecté à cette résistance électrique additionnelle et la masse électrique définie par le corps de l'injecteur 12. En d'autres termes, le fil de commande connecté à cette résistance électrique additionnelle est le fil de mesure de la résistivité électrique globale R7 de l'injecteur 10. Dans cette deuxième solution, les ordres de grandeur des résistances RI, R2 et R3 pourront être de l'ordre de quelques dizaines d'ohms avec notamment de préférence une valeur de R2 deux fois plus grande que la valeur de R3. Cet ordre de grandeur permet une détection optimale du mouvement de l'aiguille d'injection 38 et plus particulièrement de pouvoir déterminer le temps de parcours de l'aiguille d'injection 38 entre sa position fermée et sa position en butée haute et inversement. Dans cette deuxième solution, les ordres de grandeur des résistances R4, R5 et R6 pourront être supérieures à la dizaine de kilo-ohms afin de limiter les courants de fuites vers le corps de l'injecteur 12 lors des phases de mesures.
Une troisième solution peut consister à ajouter entre le corps de l'actionneur à solénoïde 14 et un des fils de commande 15 de l'actionneur à solénoïde une structure électronique parallèle comprenant une première résistance en série avec une première diode et une deuxième résistance en série avec une deuxième diode montée en sens opposé à la première diode. En d'autres termes, le fil de commande connecté à cette structure électronique est le fil de mesure de la résistivité électrique globale R7 de l'injecteur 10. La masse électrique peut-être définie par le corps de l'injecteur 12. Cette topologie permet avantageusement de maintenir constant le courant circulant dans l'injecteur 10 lors des phases d'ouverture et fermeture de l'aiguille d'injection 38. D'un point de vue électronique, cette topologie permet de maintenir une valeur absolue constante du courant de commande de l'actionneur à solénoïde lors des différences de tensions de commandes supportées par le solénoïde de l'actionneur. Avantageusement le rapport entre les valeurs de la première résistance et de la deuxième résistance de cette structure parallèle est de dix. La plus grande valeur de résistance est attribuée à la première résistance qui est traversée par le courant circulant dans l'injecteur 10 lorsque l'aiguille d'injection38 est en position fermée. Il est à noter que la polarisation de la première diode permet la circulation du courant du corps de l'actionneur à solénoïde 14 jusqu'au siège de l'aiguille d'injection 34 lorsque l'aiguille d'injection 38 est en position fermée, le courant finissant sa course au travers de la masse électrique définie par le corps de l'injecteur 12. La mesure de la résistivité électrique globale R7 est accessible entre le fil de commande de l'actionneur à solénoïde et la masse électrique définie par le corps de l'injecteur 12. Dans cette troisième solution, les ordres de grandeur des résistances RI, R2 et R3 pourront être de l'ordre de quelques dizaines d'ohms avec notamment de préférence une valeur de R2 deux fois plus grande que la valeur de R3. Cet ordre de grandeur permet une détection optimale du mouvement de l'aiguille d'injection 38 et plus particulièrement de pouvoir déterminer le temps de parcours de l'aiguille d'injection 38 entre sa position fermée et sa position en butée haute et inversement. Dans cette troisième solution, les ordres de grandeur des résistances R4, R5 et R6 pourront être supérieures à la dizaine de kilo-ohms afin de limiter les courants de fuites vers le corps de l'injecteur 12 lors des phases de mesures.
L'injecteur de carburant 10 agencés avec les revêtements de surface résistifs 40 peut-être diagnostiquer. L'invention permet de proposer une première méthode de mesure de la position et de la vitesse de l'aiguille d'injection 38 de l'injecteur 10 et également de mesurer le degré d'usure des revêtements de surface résistifs 40. La valeur de résistivité globale R7 de l'injecteur 10 mesurée à un instant donné peut être comparée avec les 3 valeurs ohmiques de résistivité électrique globale R7A, R7B et R7C connues. Si la valeur ohmique mesurée est comparable à la première valeur R7A alors l'aiguille d'injection 38 est dans sa position fermée, c'est-à-dire en butée basse dans son siège 34. Si la valeur ohmique mesurée est comparable à la troisième valeur R7C alors l'aiguille d'injection 38 en butée haute, c'est-à-dire en contact avec le plafond de la chambre de commande 30. Si la valeur ohmique mesurée est comparable à la deuxième valeur R7B alors l'aiguille d'injection 38 est dans sa course. Le sens de la course peut être déterminé en fonction de la valeur précédente, différente de R7B, mesurée. Si la valeur précédente de la résistivité électrique globale R7 mesurée était la première valeur R7A, alors le sens de la course de l'aiguille d'injection 38 est dit montant, c'est-à-dire du siège de l'aiguille d'injection 34 vers le plafond de la chambre de commande 30. Si la valeur précédente de la résistivité électrique globale R7 mesurée était la troisième valeur R7C, alors le sens de la course de l'aiguille d'injection est dit descendant, c'est-à-dire du plafond de la chambre de commande 30 vers le siège de l'aiguille d'injection 34. Pour mesurer la vitesse de l'aiguille d'injection 38, un échantillonnage extrêmement rapide, par exemple de l'ordre du dixième de la micro seconde, permet de déterminer l'écoulement temporel T entre chaque changement de valeur de résistivité électrique globale R7 mesurée. Connaissant le sens de la course de l'aiguille d'injection 38 mais également la distance à parcourir par l'aiguille d'injection 38 de sa position en butée basse jusqu'à sa position en butée haute, un calcul simple consistant à diviser la distance parcourue par le temps de parcours T permet de déterminer la vitesse de l'aiguille d'injection 38 dans les deux sens de parcours de l'aiguille d'injection 38. Il est à noter que la vitesse de l'aiguille d'injection 38 peut être différente selon le sens de déplacements de l'aiguille d'injection 38. Pour mesurer le degré d'usure des revêtements de surface résistifs 40 agencés dans l'injecteur 10, il suffit de comparer la valeur de la résistivité électrique globale R7 mesurée avec les 3 valeurs ohmiques de résistivité électrique globale R7A, R7B et R7C connues. Ces trois valeurs étant suffisamment distinctes l'une de l'autre, la valeur absolue identifiée du résultat le plus petit issue de la différence entre la valeur de la résistivité électrique globale mesurée R7 avec respectivement la première valeur R7A, la deuxième valeur R7B et la troisième valeur R7C à un instant donné est proportionnelle au degré d'usure des revêtements de surface résistifs 40. En d'autres termes, l'usure des revêtements de surface résistif 40 entraine une dérive de la résistivité électrique globale R7 de l'injecteur. Cette dérive peut permettre d'activer un signal d'alerte en cas de valeur estimée comme gênante pour le fonctionnement de l'injecteur 10. En outre, une méthode d'auto calibration périodique peut permettre une mise à jour régulière des valeurs de références de la résistivité électriques globale R7, c'est-à-dire une mise à jours des 3 valeurs ohmique de résistivité électrique globale R7A, R7B et R7C, permettant ainsi de s'affranchir des dérives de la résistivité électrique globale R7 due par exemple à la température
La figure 4 représente un deuxième exemple de la modélisation de la résistivité électrique globale équivalente RI 5 de l'injecteur de carburant 10 selon un deuxième agencement des revêtements de surface résistifs 40 sur les surfaces de contact S. De préférence, les revêtements de surface résistifs sont localisés:
sur au moins une surface de contact S entre le siège 34 de l'aiguille d'injection et l'aiguille d'injection 38, rendant ainsi le contact intermittent de l'aiguille d'injection 38 avec son siège 34 résistif lorsque le contact est établi,
- sur au moins une surface de contact S entre le corps de la buse d'injection 26 et l'aiguille d'injection 38,
sur au moins une surface de contact S entre le corps de la buse d'injection 26et l'entretoise 24, et
sur au moins une surface de contact S entre l'entretoise 24 et le corps de la valve de contrôle 20.
Il est à noter que la résistivité électrique entre le corps de l'injecteur 12 et le corps de la buse d'injection 26 est quasi-nulle. Cela signifie qu'il n'y a pas de revêtement de surface résistif entre ces pièces métalliques. Alternativement un revêtement de surface non résistif ou de résistance très faible, c'est-à-dire à valeur ohmique nulle ou très faible, comme par exemple ayant une résistivité maximale de l'ordre de l'ohm, peut être agencé entre ces deux pièces métalliques pour des raisons de protection contre l'usure prématurée des pièces métalliques.
Il est à noter que la résistivité électrique entre le corps de l'injecteur 12 et le corps de la valve de contrôle 20 est quasi-nulle. Cela signifie qu'il n'y a pas de revêtement de surface résistif entre ces pièces métalliques. Alternativement un revêtement de surface non résistif ou de résistance très faible, c'est-à-dire à valeur ohmique nulle ou très faible, comme par exemple ayant une résistivité maximale de l'ordre de l'ohm, peut être agencé entre ces deux pièces métalliques pour des raisons de protection contre l'usure prématurée des pièces métalliques.
II est à noter que la résistivité électrique entre l'aiguille d'injection 38 et le mur de la chambre de commande 32 est quasi nulle. Cela signifie qu'il n'y a pas de revêtement de surface résistif entre ces pièces métalliques. Alternativement un revêtement de surface non résistif ou de résistance très faible, c'est-à-dire à valeur ohmique nulle ou très faible, comme par exemple ayant une résistivité maximale de l'ordre de l'ohm, peut être agencé entre ces deux pièces métalliques pour des raisons de protection contre l'usure prématurée des pièces métalliques.
Dans ce mode de réalisation particulier on notera que lorsque l'aiguille d'injection 38 arrive en butée haute sur le plafond de la chambre de commande 30, la résistivité entre l'aiguille d'injection 38 et l'entretoise 24 est quasi nulle puisqu'il n'y a pas de revêtements de surface résistifs sur au moins une surface de contact S de ces pièces métalliques. Alternativement un revêtement de surface non résistif ou de résistance très faible, c'est-à-dire à valeur ohmique nulle ou très faible, comme par exemple ayant une résistivité maximale de l'ordre de l'ohm, peut être agencé entre ces deux pièces métalliques en contact pour des raisons de protection contre l'usure prématurée des pièces métalliques.
Selon la figure 4, le circuit électrique équivalent de l'injecteur 10 comprend un premier point 1A de contact équivalent au potentiel électrique de l'aiguille d'injection 38, de l'entretoise 24 et du mur de la chambre de commande 32, un deuxième point 1B de contact équivalent au potentiel électrique du siège 34 de l'aiguille d'injection, un troisième point IC de contact équivalent au potentiel électrique du corps de la buse d'injection 26 et du plafond de la chambre de commande 30, un premier interrupteur SI 1 connecté entre le premier point 1A de contact et le troisième point IC de contact, un deuxième interrupteur S 12 connecté entre le deuxième point 1B de contact et le troisième point IC de contact, une première résistance Rl l connectée entre le premier point 1A de contact et le deuxième point 1B de contact, une deuxième résistance RI 2 connectée entre le premier point 1A de contact et le troisième point IC de contact, une troisième résistance RI 3 connectée entre le premier point 1A de contact et le troisième point IC de contact et une quatrième résistance RI 4 connectée entre le premier point 1A de contact et le troisième point IC de contact. Pour cette topologie, la résistivité électrique globale RI 5 de l'injecteur est donc mesurable entre le premier point 1A de contact et le troisième point IC de contact. Afin de faciliter la mesure de la résistivité électrique globale RI 5 de cette configuration, le corps de l'injecteur 12 peut faire office de masse électrique.
Telle que décrite au travers de la figure 5, la résistivité électrique globale RI 5 de la topologie illustrée au travers de la figure 4 varie en fonction de la position de l'aiguille d'injection 38. Une première valeur R15A de la résistivité électrique globale R15 est mesurable lorsque l'aiguille d'injection 38 est en contact avec son siège 34. L'injecteur 10 est dit en position fermé. Cela se produit lors d'une première phase Tl len début de cycle d'injection et lors d'une cinquième phase T15 en fin de cycle d'injection. Durant la première phase Tl 1 et la cinquième phase T15, le deuxième interrupteur S 12 est fermé puisque l'aiguille d'injection 38 est en contact avec son siège 34, alors que le premier interrupteur SU est ouvert puisque l'aiguille d'injection 38 n'est pas en contact le plafond de la chambre de commande 30. Lorsque l'aiguille d'injection 38 effectue sa course vers le plafond de la chambre de commande 30, une deuxième valeur R15B de la résistivité électrique globale R15 est mesurable. L'injecteur 10 est alors dans une deuxième phase T12 correspondant au régime de début d'injection. Durant cette deuxième phase T12, le deuxième interrupteur S12 est ouvert puisque l'aiguille d'injection 38 n'est plus en contact avec son siège, et le premier interrupteur SU est également ouvert puisque l'aiguille d'injection 38 n'est pas en contact avec le plafond de la chambre de commande 30. Lorsque l'aiguille d'injection 38 a terminé sa course en butée haute avec le plafond de la chambre de commande 30, l'injecteur 10 est dans une troisième phase T13 en régime établi d'injection. Durant cette troisième phase T13, une troisième valeur R15C de la résistivité électrique globale RI 5 est mesurable. Durant cette troisième phase T13, le deuxième interrupteur S 12 est ouvert puisque l'aiguille d'injection 38 n'est plus en contact avec son siège 34, et le premier interrupteur SU est fermé puisque l'aiguille d'injection 38 est en contact avec le plafond de la chambre de commande 30. Cette troisième valeur R15C de résistivité électrique globale R15 est alors quasi nulle. Lorsque l'injecteur 10 est en régime de fin d'injection, l'aiguille d'injection 38 effectue une course allant du plafond de la chambre de commande 30 vers son siège. L'injecteur est dans une quatrième phase T14. Durant cette quatrième phase T14 la valeur de la résistivité électrique globale RI 5 est équivalente à la deuxième valeur R15B identifiée lors de la phase de début d'injection puisque le premier interrupteur SU et le deuxième interrupteur S 12 sont ouverts, l'aiguille d'injection 38 n'étant ni en contact avec son siège 34, ni en contact avec le plafond de la chambre de commande 30. Afin d'accéder à la mesure de la résistivité électrique globale RI 5 de l'injecteur 10 dont les revêtements de surface résistifs 40 ont été disposés tels que décrit ci-dessus, de préférence plusieurs solutions sont applicables. Il est à noter que quel que soit la solution permettant d'accéder à la mesure de la résistivité électrique globale R15, le moyen associé à cette mesure induira un courant électrique au travers de la résistivité électrique globale R15, cela signifiant que l'injecteur 10 sera parcouru par le courant électrique lors des phases de mesures de la résistivité électrique globale RI 5. Une première solution peut consister à accéder à la mesure de la résistivité électrique globale RI 5 entre la masse électrique définie par le corps de l'injecteur 12 et un fil connecté au mur de la chambre de commande 32. Ce fil pourra avantageusement rejoindre la partie extérieure de l'injecteur en suivant un jeu de rainures dans les pièces métalliques l'amenant jusqu'à un connecteur accessible par un moyen de mesure de la résistivité électrique globale RI 5. L'utilisation des canaux de l'injecteur comme passage du fil ou encore le micro perçage du corps de l'injecteur 12 jusqu'à la chambre de commande 28 permettant le passage du fil pourra être également envisageable. Ce fil accessible depuis l'extérieur de l'injecteur est le fil de mesure de la résistivité électrique globale R15.
Une deuxième solution peut consister à ajouter une résistance électrique additionnelle entre le mur de la chambre de commande 32 et un des fils de commande 15 de l'actionneur à solénoïde. La mesure de la résistivité électrique globale RI 5 est accessible entre le fil de commande de l'actionneur à solénoïde connecté à cette résistance électrique additionnelle et la masse électrique définie par le corps de l'injecteur 12. En d'autres termes, le fil de commande connecté à cette résistance électrique est le fil de mesure de la résistivité électrique globale RI 5 de l'injecteur 10.
Une troisième solution peut consister à ajouter entre le mur de la chambre de commande 32 et un des fils de commande 15 de l'actionneur à solénoïde une structure électronique parallèle comprenant une première résistance en série avec une première diode et une deuxième résistance en série avec une deuxième diode montée en sens opposé à la première diode. En d'autres termes, le fil de commande connecté à cette structure électronique est le fil de mesure de la résistivité électrique globale R15 de l'injecteur. La masse électrique est définie par le corps de l'injecteur 12. Cette topologie permet avantageusement de maintenir constant le courant circulant dans l'injecteur lors des phases d'ouverture et fermeture de l'aiguille d'injection 38. D'un point de vue électronique, cette topologie permet de maintenir une valeur absolue constante du courant de commande de l'actionneur à solénoïde lors des différences de tensions de commandes supportées par le solénoïde de l'actionneur. Avantageusement le rapport entre les valeurs de la première résistance et la deuxième résistance de cette structure parallèle est de dix. La plus grande valeur de résistance est attribuée à la première résistance qui est traversée par le courant circulant dans l'injecteur 10 lorsque l'aiguille d'injection 38 est en position fermée. Il est à noter que la polarisation de la première diode permet la circulation du courant du corps de l'actionneur à solénoïde 14 jusqu'au siège de l'aiguille d'injection 34 lorsque l'aiguille d'injection 38 est en position fermée, le courant finissant sa course au travers de la masse électrique définie par le corps de l'injecteur 12. La mesure de la résistivité électrique globale RI 5 est accessible entre le fil de commande de l'actionneur à solénoïde et la masse électrique définie par le corps de l'injecteur 12.

Claims

REVENDICATIONS
Injecteur de carburant (10) comprenant
des composants métalliques fixes, notamment un corps d'injecteur (12), un actionneur à solénoïde (14) muni d'un ressort de maintien (16) d'une tige de valve de contrôle (18), un corps de valve de contrôle (20) comprenant un siège de la tige de la valve de contrôle(22), une entretoise (24) entre le corps de la valve de contrôle (20) et une buse d'injection (36), une chambre de commande (28), et un siège d'aiguille d'injection (34)
des composants métalliques mobiles notamment la tige de la valve de contrôle (18) et son armature (36) et l'aiguille d'injection (38),
ledit actionneur à solénoïde (14) comprenant également des fils de commande (15) communiquant à l'extérieur de l'injecteur (10),
les surfaces des composants métalliques en contact les uns avec les autres étant des surfaces de contact (S),
caractérisé en ce que des revêtements de surface résistifs (40) sont agencés sur plusieurs surfaces de contact (S), et en ce que la résistivité électrique globale (R7) de l'injecteur (10) entre le corps de l'actionneur à solénoïde (14) et le corps de l'injecteur (12) varie de trois valeurs ohmiques distinctes (R7A, R7B, R7C) par intermittence suivant la cinétique de l'aiguille d'injection (38) de l'injecteur (10) et en ce que les revêtements de surface résistifs (40) sont localisés:
sur au moins une surface de contact (S) entre le siège (34) de l'aiguille d'injection (38) et l'aiguille d'injection (38),
sur au moins une surface de contact (S) entre le corps de la buse d'injection (26) et l'aiguille d'injection (38),
sur au moins une surface de contact (S) entre l'aiguille d'injection (38) et l' entretoise (24),
sur au moins une surface de contact (S) entre le corps de la buse d'injection (26) et l'entretoise (24),
sur au moins une surface de contact (S) entre le corps de l'injecteur (12) et le corps de la valve de contrôle (20), sur au moins une surface de contact (S) entre le corps de l'injecteur (12) et le corps de l'actionneur à solénoïde (14).
Injecteur de carburant (10) selon la revendication précédente comprenant une résistance électrique additionnelle connectée entre le corps de l'actionneur à solénoïde (14) et un de ses fils de commande (15), ledit fil de commande étant le fil de mesure de la résistivité électrique globale (R7). Injecteur de carburant (10) selon la revendication 1 comprenant un circuit électrique à topologie parallèle connecté entre le corps de l'actionneur à solénoïde (14) et un des fils de commande (15) de l'actionneur, ledit fil de commande étant le fil de mesure de la résistivité électrique globale (R7), ledit circuit électrique parallèle comprenant une première résistance électrique en série avec une première diode et une seconde résistance électrique en série avec une deuxième diode montée en sens opposé à la première diode.
Injecteur de carburant (10) selon la revendication 1 comprenant un fil connecté au corps de l'actionneur à solénoïde (14), ledit fil rejoignant la partie extérieure de l'injecteur (10) est le fil de mesure de la résistivité électrique globale (R7).
Injecteur de carburant (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes selon lequel chaque revêtement de surface résistifs (40) agencés sur les surfaces de contact (S) est de la famille des carbones amorphes (a-C) ou de type céramique.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015225733A1 (de) * 2015-12-17 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzdüse
DE102016203822A1 (de) * 2016-03-09 2017-09-14 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil
GB2549095A (en) * 2016-04-04 2017-10-11 Delphi Int Operations Luxembourg Sarl Fuel injector
WO2018072998A1 (fr) * 2016-10-19 2018-04-26 Robert Bosch Gmbh Procédé pour la détermination de la pression dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, injecteur de carburant
KR20180122738A (ko) * 2016-04-01 2018-11-13 델피 테크놀로지스 아이피 리미티드 연료 인젝터
WO2019016380A1 (fr) * 2017-07-20 2019-01-24 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Dispositif de détection de l'état d'un injecteur

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201511007D0 (en) * 2015-06-23 2015-08-05 Delphi Int Operations Lux Srl Nozzle assembly with adaptive closed signal
FR3043144B1 (fr) 2015-10-29 2019-08-02 Delphi Technologies Ip Limited Injecteur de carburant
FR3049657B1 (fr) * 2016-04-01 2018-05-11 Delphi Technologies Ip Limited Injecteur de carburant
FR3050771B1 (fr) 2016-04-29 2018-06-01 Delphi Technologies Ip Limited Injecteur de carburant
GB2565316A (en) * 2017-08-10 2019-02-13 Delphi Int Operations Luxembourg Sarl Circuit arrangement for fuel injector switch
GB2570663A (en) * 2018-01-31 2019-08-07 Delphi Automotive Systems Lux Fuel Injector For An Internal Combustion Engine
US11067028B2 (en) * 2019-01-16 2021-07-20 Caterpillar Inc. Fuel injector
GB2580624B (en) * 2019-01-17 2021-09-15 Delphi Tech Ip Ltd Fuel injector

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994012788A1 (fr) * 1992-11-30 1994-06-09 Perkins Limited Ameliorations apportees a des vannes de regulation de debit pour fluide
DE10313623A1 (de) * 2003-03-26 2004-10-21 Siemens Ag Kontaktiervorrichtung für einen Injektor eines Einspritzsystems für die Kraftstoffeinspritzung sowie Injektor mit einer Kontaktiervorrichtung
DE10319329A1 (de) * 2003-04-29 2004-11-25 Siemens Ag Einspritzventil mit Sitzkontaktschalter
DE102011016168A1 (de) * 2011-04-05 2012-10-11 L'orange Gmbh Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6045872U (ja) * 1983-09-07 1985-03-30 株式会社ボッシュオートモーティブ　システム 燃料噴射弁
JPS6085248A (ja) * 1983-10-18 1985-05-14 Diesel Kiki Co Ltd 燃料噴射弁
WO1992005363A1 (fr) * 1990-09-18 1992-04-02 Lucas Industries Public Limited Company Gicleurs d'injection de carburant
JP3042120B2 (ja) * 1991-12-10 2000-05-15 株式会社デンソー 噴射時期検出用燃料噴射ノズル
WO2002016757A1 (fr) * 2000-08-21 2002-02-28 Volvo Lastvagnar Ab Dispositif detecteur de la position d'une aiguille
DE10338489B3 (de) * 2003-08-21 2004-12-16 Siemens Ag Einspritzventil mit kapazitivem Ventilhubsensor
DE102005060667A1 (de) * 2005-12-19 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Hochdruckverbindung und Verfahren zum Herstellen einer Hochdruckverbindung
DE102007056913A1 (de) * 2007-11-26 2009-05-28 Robert Bosch Gmbh Einspritzdüse für Kraftstoff mit Kugelventil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994012788A1 (fr) * 1992-11-30 1994-06-09 Perkins Limited Ameliorations apportees a des vannes de regulation de debit pour fluide
DE10313623A1 (de) * 2003-03-26 2004-10-21 Siemens Ag Kontaktiervorrichtung für einen Injektor eines Einspritzsystems für die Kraftstoffeinspritzung sowie Injektor mit einer Kontaktiervorrichtung
DE10319329A1 (de) * 2003-04-29 2004-11-25 Siemens Ag Einspritzventil mit Sitzkontaktschalter
DE102011016168A1 (de) * 2011-04-05 2012-10-11 L'orange Gmbh Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015225733A1 (de) * 2015-12-17 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzdüse
DE102016203822A1 (de) * 2016-03-09 2017-09-14 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil
DE102016203822B4 (de) * 2016-03-09 2017-12-07 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil
KR20180122738A (ko) * 2016-04-01 2018-11-13 델피 테크놀로지스 아이피 리미티드 연료 인젝터
CN109196211A (zh) * 2016-04-01 2019-01-11 德尔福知识产权有限公司 燃料喷射器
KR102268855B1 (ko) * 2016-04-01 2021-06-28 델피 테크놀로지스 아이피 리미티드 연료 인젝터
GB2549095A (en) * 2016-04-04 2017-10-11 Delphi Int Operations Luxembourg Sarl Fuel injector
WO2018072998A1 (fr) * 2016-10-19 2018-04-26 Robert Bosch Gmbh Procédé pour la détermination de la pression dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, injecteur de carburant
WO2019016380A1 (fr) * 2017-07-20 2019-01-24 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Dispositif de détection de l'état d'un injecteur
US11111892B2 (en) 2017-07-20 2021-09-07 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Device for sensing the state of an injector

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